近年来无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)技术不断发展，其应用范围也不断扩大。然而，传感器节点能量消耗的问题成了影响节点寿命和网络性能的关键因素。如果有传感器节点的能量消耗殆尽，就有可能影响到网络的覆盖、通信路由、网络的连通性，降低网络的性能。在WSN中，媒体接入控制(Medium Access Control，MAC)协议决定了如何在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，是影响无线传感器网络能量效率的重要方面。因此，本论文的目的就是要在MAC层寻求可以降低传感器节点功耗的方法。本文在介绍WSN的基本原理的基础上，着重分析了现有的一些MAC层协议，详细探讨了其中比较有代表性的S-MAC协议。经研究发现，S-MAC协议中有两个比较明显的缺陷。一是边界节点问题，S-MAC无法实现调度表的全网同步，只能形成多个在局部范围内同步的簇，簇间的边界节点相对于内部节点能量消耗要快，很有可能先死去，这样可能影响网络的连通性。二是冲突避免机制，S-MAC采用了基于RTS／CTS帧的冲突避免机制，这种机制既存在着较大的协议开销，又可能造成RTS／CTS帧与其他信号帧的新的冲突。针对第一个问题，我们提出了一种协议方案，即SynchronizedS-MAC(SS-MAC)。它在S-MAC的基础上加以改进，利用生成树来实现调度表的全网同步，使各个簇逐步合并，消除了边界节点。仿真的结果证明了SS-MAC相对于S-MAC提高了能量效率，改善了网络连通性，并具有较好的扩展性。对于第二个问题，我们首先分析了基于RTS／CTS的冲突避免机制的有效性，针对存在的问题，提出了一种基于节点地理位置的冲突避免机制，可以避免临近节点的冲突而不使用RTS／CTS。我们将该机制应用到S-MAC上，得到了新的协议Position based MAC(P-MAC)。虽然该协议增加了邻居节点之间的位置广播，并会因缩短每跳的传输距离而增加源、目的节点之间的跳数，但仍然有效的降低了协议的复杂度和额外开销。仿真结果显示，取消RTS／CTS所节约的能量足以抵消由此增加的能量开销；除此之外，P-MAC的单跳时延均低于S-MAC，其饱和流量也要大于S-MAC，这说明取消RTS／CTS还能够降低MAC层时延并提高网络的吞吐量。