无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)是由部署在监测区域的、大量的传感器节点通过多跳组织的形式构成的无线网络。无线传感器网络主要是利用传感器节点的传感器感知监测对象的信息,并通过无线网络将数据传送给汇聚节点(Sink节点),汇聚节点再通过以太网、移动互联网等形式将数据上传到监控中心。传统的无线传感器网络中,节点不但要承担监测的任务,同时又要做为中继节点完成多跳路由的数据传输任务,所以,在网络中距离Sink节点较近的节点能量消耗较快,使得无线传感器网络能耗不均。因此,一种基于移动Sink的新型无线传感器网络模式得到了广泛应用,它的基本思路是Sink节点在整个监测区域内移动以此获得实时的监测信息,使得网络能量的消耗更加均衡。森林资源的监测和监测数据的获取是无线传感器网络的典型应用,然而,在面向森林资源的无线传感器网络监测过程中,由于林区气候、环境的恶劣导致传感器节点极容易出现故障,节点之间的通信链路也极容易受外界气候的影响而出现通信故障,从而影响无线传感器网络的传输可靠性和运行稳定性。因此,设计高可靠、低功耗的无线传感器网络是满足森林资源监控应用的关键。针对移动Sink的无线传感器网络节点或链路故障以及其工作环境等因素会影响到网络传输的稳定性和可靠性问题,本文主要在无线传感器网络传输层、网络层、数据链路层上通过设计传感器节点和链路的可靠性评估、可靠的传输路由协议、MAC协议等实现了高可靠、低功耗的移动Sink无线传感器网络可靠性关键技术。其主要的工作和创新如下：(1)针对移动Sink无线传感器网络的Sink节点移动的特性,建立基于节点通信半径、ZigBee网络功率放大参数,适用于移动Sink无线传感器网络的系统能耗模型。研究建立有别于簇头节点的中继节点概念模型。(2)研究适应于移动Sink无线传感器网络的Sink节点位置更新方法和路由选择策略,通过对Sink节点移动过程的预测以及新坐标的确定,在依赖移动Sink的能耗状况下,在有效半径范围内选择中继节点,当Sink节点的方向再次发生变化,将会依据中继节点的位置更新Sink节点的方向和位置。路由的更新过程则通过中继节点半径、通信半径、Sink节点的位置估算、Sink节点的移动方向来实现路由的二阶段更新。(3)对同步周期和数据包发送率的概念以及占空比调整规则进行定义和分析,设计移动Sink网络的单位时间内发送数据包的个数即数据包发送率,研究建立动态的占空比调整规则,设计符合移动Sink无线传感器网络的同步周期定时器,实现能够满足移动Sink高可靠要求的MAC协议。(4)研究将多值决策图(MDD)引入到传感器节点和通信链路不可靠网络的可靠度分析问题中。为能够直观清晰地描述节点和其邻接边的关系,增强决策图节点的描述能力,将单个节点和其未访问邻接边划分为一个集合。基于节点和边二元状态的假设,枚举集合内节点和其邻接边的不同组合,通过合并子网同构的状态,求解出简化后的状态向量和可靠度向量,并将此用一个MDD变量表述,有效区分节点的度量值及链路的可靠性。(5)利用无线传感器网络节点以及ZigBee协议构建东方红湿地国家级自然保护区监控系统,全面地对保护区森林的温度、湿度、二氧化碳、氧气、日照等数据进行监控,并通过数据验证了监控系统的有效性,另外通过对ZigBee协议功率的改变及广播信息的修改,使其能更好地适应面向森林资源监控的移动Sink无线传感器网络的需要,实验结果表明了方法的有效性。