无线传感器网络有广阔的应用前景，在军事上可以提高部队的作战和防御能力，在民用上可以帮助用户了解周边环境，它的出现引起了许多国家越来越大的兴趣和关注。在无线传感器网络中，不同的MAC接入机制和路由协议会影响整体网络的性能，所以这方面的研究具有重要的理论意义和应用价值。本论文首先简单介绍了无线传感器网络，然后主要研究了如下三个方面：（1）在IEEE802.15.4MAC接入机制的基础上，采用Markov模型，提出了一种能量收集的时隙CSMA/CA分析模型，关于占空比和能量收集等因素对吞吐量和能量消耗情况的影响情况进行了仿真分析，结果表明网络吞吐量和能耗会随着占空比和能量收集的增加而增加；（2）对无线传感器网络的路由算法进行了研究，结合认知无线电技术，提出了一种认知无线传感器网络的混合频谱共享模型，同时又提出了一种动态频谱分配和协同路由算法，该算法既可以提高频谱利用效率又可以提高路由效率，仿真分析验证了本文算法的可行性，且相对于其他三种传统算法在吞吐量和时延等方面有明显的优越性；（3）设计了一个无线传感器网络软件管理平台，该平台能够对传感器网络采集的温度、气体和光强等数据进行可视化监测和处理，大量测试结果表明，该平台可以有效地监测传感器网络的状态，并对采集的数据进行处理分析。最后，对本文进行总结，并对下一步工作提出了展望。