无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)就是由部署在监测区域内大量智能传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。MAC协议处于无线传感器网络协议的底层部分,对无线传感器网络的性能有较大影响,是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。本文的主要任务是提出无线传感器网络实验平台的设计方案,并针对此实验平台设计和实现低流量能量有效的MAC协议,为进一步研究适合具体应用的高性能MAC协议提供必要的支撑。全文共分六章,首先介绍了无线传感器网络的背景,说明了本论文的主要任务和章节安排。第二章分类介绍了目前已提出的无线传感器网络MAC协议,重点讨论了基于竞争的MAC协议的工作原理和性能。第三章提出了实验平台的硬件设计方案,主要讨论了传感器节点和嵌入式汇聚节点的硬件设计。第四章设计了三种适合本实验平台的MAC协议,其中TAMAC协议是在前人成果上的创新,是专门针对星型传感器网络设计的低流量能量有效的MAC协议。第五章介绍了如何基于硬件驱动程序实现嵌入式网关协议。最后讨论了实验平台的调试方案,并比较了各种MAC协议的实际工作性能。实验结果表明我们设计的无线传感器网络实验平台能够长时间可靠工作,和同类型的MAC协议相比,我们提出的MAC协议节能效果更好,工作更有效,非常适用于对网络寿命要求高的场所。