随着信息技术、网络技术的快速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)以其在健康监测、环境监测、精密农业、智能家居自动化等领域的广泛的应用成为科学研究的前沿性话题,也是物联网、信息物理系统等新兴技术的核心。传感器节点携带能源由于体积和成本限制,其生存周期有限,需要通过设计合适的网络协议、调度策略和移动数据接收设备来确保网络数据传输的质量,以上因素是本文设计数据传输协议的关键问题。网络协议的各层对网络资源的分配利用是相互制约的,能源的使用率和可靠的端到端的链接很难同时做到,故从有限的能量源和节能策略出发,设计可靠的节点跨层工作调度策略具有重要研究意义。本课题在无线网络体系结构设计—节点结构和网络体系结构的基础上,研究并构建带有无线充电功能的传感器网络构架,探讨高效的数据收集方案,提出基于串行干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)的可充电无线传感器网络(Wireless Rechargeable Sensor Networks,WRSNs)节点的跨层网络协议算法。同时结合协议栈的物理层、数据链路层和网络层优化协议过程,提高网络能量利用率。针对无线网络有限资源和网络约束条件研究合适的通讯机制,针对多层协议影响因素构造优化问题并求解问题,提出网络物理层、网络层优化协议算法和能量补给设备的优化工作算法,并对对协议的使用效果进行仿真和分析,构建评价体系评价协议方案的优劣。