无线传感器网络是一门新兴的技术,可应用在环境监测、空间探索、医疗及遥控勘探等方面。介质访问控制(MAC)协议位于无线传感器网络体系结构的底层,直接控制着结点使用无线信道的方式,所以设计合适的无线传感器网络MAC协议对提高网络效率和延长网络生存周期有着非常重要的意义。本文首先简单介绍了无线传感器网络的结构、特点及应用领域。接着,研究了现有的各类型的无线传感器网络MAC协议中的典型协议,并对这些MAC协议做了对比分析。然后,从降低能量消耗考虑,在已有的成熟的无线网络协议IEEE802.11协议基础上,结合适合无线传感器网络的S-MAC(Sensor MAC)协议,加入TDMA机制和抗攻击模块,设计了一种具有抗恶意攻击能力的CSMA和TDMA混合的MAC协议——SCT-MAC协议。使得基于此协议的无线传感器网络具有较低能耗,即使在复杂网络环境下,遇到攻击时,能快速分辨并维持网络的正常运行。接着,本文提出了能量效率模型,在此模型上,比较了IEEE802.11、S-MAC协议及SCT-MAC协议的能量效率。最后,在一种新颖的适合无线传感器网络的仿真平台——J-Sim上,测试了改进的无线传感器网络MAC协议的能量消耗情况和抗攻击性能。结果显示,改进的MAC协议相比IEEE802.11协议和S-MAC协议在同等环境下消耗更少的能量,而且在网络存在恶意攻击时,能有效地使结点的信噪比和网络的吞吐量快速恢复。