物联网概念的兴起促使现有各式无线通信系统进一步发展融合,频谱资源变得日益珍贵。作为物联网感知层重要组成部分的无线传感器网络,通常工作在2.4G附近的免费频段。该频段随着各类无线通信技术的广泛应用变得日渐拥堵,来自其他通信系统的干扰严重制约了无线传感网的发展。此外,传统无线传感网固定、静态的频谱利用模式效率很低,在诸如战场无线电等一些特殊的监测环境下也容易受到针对性的攻击和干扰。因此,专家和学者开始引入认知无线电技术对传统无线传感器网络进行改造,形成具备动态频谱利用能力的认知无线传感器网络。动态频谱共享是认知无线电的核心技术之一,也是在传统无线传感器网络引入认知无线电后带来最大的变化。目前认知无线电中基于图论、博弈论、竞价拍卖等模型的频谱共享方案侧重于降低对主用户的干扰,实现认知系统分配公平性或频谱收益最大化。但在认知传感网场景下,大量能量能力有限的传感器节点易产生猝发性的网络流量,各节点业务时长受路由策略等因素影响差别明显。传统频谱共享方案一方面未能很好匹配频谱空洞性能与节点传输业务的关系,致使频谱切换概率升高引起能量损耗；另一方面新增的动态频谱的管理流程将压缩节点的睡眠时间,从而大大缩短网络生存时间。因此,在认知传感网中建立低频谱切换概率和结合睡眠补偿的频谱共享方案,是节约能量的有效途径。鉴于上述思想,本文通过对现有频谱共享模型的能耗分析,建立了认知传感网场景下基于可靠性理论的频谱共享模型,将主用户信道状态变化建模为一个马尔可夫更新过程,推导出衡量频谱空洞性能优劣的可靠性指标进行频谱分配,以达到减少频谱切换耗能的目的；此外,当节点数目超过频谱空洞资源数目时,为未分配到空洞的节点建立睡眠补偿机制,保证节点以最大概率在空洞不足时转入睡眠,在空洞出现时唤醒,以达到节约传感器侦听能耗的目的。仿真结果表明,同固定信道持续时间分配算法相比,本文算法能够更好地降低频谱切换概率,减少切换能耗；通过睡眠占空比的补偿机制的设置,传感器节点能够减少频谱侦听能耗,全网的生存时间有了明显的提高。