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本文以野外油气管道监测应用为设计目标，研究适合于该应用背景的无线传感器网络协议体系，提出了适合线型拓扑结构的无线传感器网络协议(WP-LTS：WSN Protocol for Liner Topological Sturcture)，并在Keil C集成开发环境下，以CC2420射频芯片和C8051F121为载体，设计WP-LTS协议栈程序。针对野外油气管道监测应用背景，WP-LTS协议体系给出了一系列问题的解决方案，包括节点布置方案、独立于应用的数据融合机制、网段划分方法、预约协同工作机制、时间同步和延迟补偿方法以及功率控制方案等。WP-LTS协议栈设计包括层次功能划分、各层规范定义、接口定义和算法设计等。WP-LTS协议栈层次主要包含应用层、网络层、数据融合层、MAC层和物理层；各层规范的核心内容是各层原语的语法定义和相关功能的实现；算法设计为相关的功能提供实现的步骤。本文采用函数调用的方法来构建WP-LTS协议栈，层与层之间采用函数调用来传递数据包或数据结构。协议栈中每一层的功能分别由一个子文件实现，该子文件利用下一层子文件提供的服务接口，实现本层协议的功能，并为上一层协议提供服务接口。线型无线传感器网络具有广阔的应用背景，针对线型拓扑结构所具有的特点，WP-LTS协议栈提供的协议解决方案具有针对性强、高效、简洁等特点。