随着微传感器技术、射频技术、无线通信技术日新月异的发展,信息产业进入了以物联网、无线传感器网络为代表的第三次浪潮,人类社会将进入人与人、人与物、物与物沟通的新时代,“感知中国”、“智慧地球”的设想将会成为现实。无线传感器网络作为第三次浪潮的先头兵,将会广泛应用于国防军事、工业控制、交通、医疗等领域。无线传感器网络能量有限、节点密度高、拓扑结构动态变化、应用相关等特点,导致寻找一个高效的数据收集协议存在严峻的挑战。“能量空洞”、“漏斗效应”一直是数据收集传感器网络必须解决的问题。现有的数据收集协议有的基于网络结构、有的基于移动性、有的基于服务质量,但是很少涉及大规模节点级网络和在考虑网络寿命的同时兼顾其实时性。本文主要关注实时性等服务质量要求较高的无线传感器网络应用,对满足这种需求的数据收集协议进行了深入的研究。本论文的主要工作和创新性成果包括：(1)在分析了固定基站模型和随机游走基站模型总体能耗和负载分布情况的基础上提出了一种基于分流思想的无线传感器网络模型,然后对该模型进行了最小网络总体能耗和最小最大负载分流边界分析,找到了一个能有效延长网络寿命的分流边界取值范围。(2)在分流模型的基础上提出了一种多基站移动协作数据分流收集协议。分流边界L将数据采集区域划分为两部分,分别采用多对一和多对多两种模式收集数据。距离圆心小于L的节点通过最短路径将数据发往圆心固定基站,大于L的节点沿最短路径将数据发往外围数据缓冲区。移动基站同向同速绕圆周周期性运动。该协议大大降低了单移动基站的数据延迟,特别适合节点高密度部署、大范围数据收集的网络。实验结果表明,该协议在覆盖范围内较均匀消耗网络能耗,实现负载均衡,从而最大化网络寿命。(3)为了进一步减少数据包的处理延迟,协议还增加了两种可选模式。一种是为了减少数据传输延迟的基于优先级的预测式绿色通道模式；另一种是为了减少数据等待延迟的基站非匀速智能协同移动模式。