无线传感器网络被列为21世纪最具影响力的技术之一,可广泛应用于军事、医疗、交通和环境监测等与人类生活息息相关的各个领域。由于传感器节点能量受限,使得如何提高节点能量利用效率、延长网络的生命周期成为无线传感器网络软硬件设计中的首要问题。介质接入控制(MAC)协议作为无线传感器网络关键协议之一,其性能的优劣直接影响到网络的生命周期,因此对其进行深入地研究具有重要意义。　　本文首先对无线传感器网络MAC协议的研究现状和发展趋势进行了研究介绍。在分析了无线传感器网络MAC协议主要设计性能指标和造成能量浪费的主要原因的基础上,总结出了无线传感器网络MAC协议的设计原则。并对本文设计过程中所涉及到的几种典型MAC协议进行了分类介绍,其中重点对混合型Z-MAC协议进行了分析总结。　　然后,本文在对混合型Z-MAC协议的优势和不足进行了重点分析的基础上,提出了一种改进混合型MAC(CBH-MAC, Cluster-Based Hybrid MAC)协议。CBH-MAC协议引入分簇算法思想对网络进行分簇,并在簇形结构上优化CSMA/TDMA两种机制的混合策略,在簇头节点间采用TDMA机制获取信道的使用权,以减少簇头节点间的数据传输冲突和串音干扰,在簇内成员节点间采用随机竞争的 CSMA机制获取信道的使用权,以提供良好的可扩展性;在典型LEACH分簇算法簇头选举模型中加入了节点的两跳邻居节点信息和剩余能量信息,以提高簇形结构的合理性和能量有效性;同时采用了相关的数据融合技术减少冗余数据的发送量,以进一步提高能量利用效率。　　最后,为了验证CBH-MAC协议的性能,本文在NS2仿真平台上对 CBH-MAC协议进行了仿真验证。仿真结果表明,相比于典型LEACH算法,CBH-MAC协议所引进的分簇算法所形成的簇的簇头节点分布更加合理,具有更好的能量有效性;相比于Z-MAC协议性能,在CBH-MAC协议架构下,网络的生命周期更长,基站采集到的数据总量也有明显增加,CBH-MAC协议有效地提高了网络的能量利用效率。