21世纪以来无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)得到了迅速地发展,近几年随着物联网的快速发展,WSN作为物联网底层感知网络之一也得到了很大的关注。所以WSN具有很大的发展空间和研究的必要。介质访问控制协议(Medium Access Control,MAC)是数据链路层的重要协议,负责合理地分配信道资源,为WSN创建一个有效的通信链路,保证相邻节点间能够通信;同时对网络层提供服务,影响路由协议性能。所以要想建立一个高性能的无线传感器网络,就得先设计一个高性能的MAC协议。由于和传统的无线网络之间存在一些差异,所以传统的MAC协议不再适合WSN,S-MAC协议是专为WSN提出来的MAC协议,能够有效地减少能量的消耗,但也引入了睡眠时延,数据排队等待时间长,网络吞吐量有限。本文根据数据采集方式的不同,分别研究了适用于时间驱动型网络的MAC协议和适用于事件驱动型网络的MAC协议。S-MAC协议的机制非常适合应用在时间驱动型的网络中,但因为它存在一些问题,所以本文利用跨层设计方法对它进行改进,提出了RC-MAC协议。RC-MAC协议更改了MAC层控制帧RTS/CTS的格式,增加了网络层的路由信息,让节点提前知晓路径,进行提前握手,预约信道。引入多次自适应侦听,在一个调度周期内,能将数据传送多跳,有效减少了睡眠时延。改变了握手机制,从而减少控制信息的发送。使在通信路径上的节点能够按时醒来接收数据,不在通信路径上的节点还是按照原来的周期进行睡眠。通过理论分析和OMNET++仿真验证了RC-MAC协议在没有引入过多能量消耗的基础上,可以有效地减少睡眠时延,在通信负载流量大时,能有效提高吞吐量。由于RC-MAC协议引入多次自适应侦听和改变了握手机制,只适用于链路较好的时间驱动型网络。本文又对大规模的事件驱动型无线传感器网络进行分析学习,对于这种类型的网络,只有在有事件发生时才会有大量的数据传输,而平时只有少量的周期性汇报数据。根据网络的这种数据传输特点将网络分成事件激活状态和非事件状态,提出了一种适合于事件驱动型网络的MAC协议(EDC-MAC)。EDC-MAC协议在非事件状态时仍然采用S-MAC协议,根据信息汇报周期设置S-MAC协议的周期长度和占空比。因为可以在没有数据传输时进行休眠,所以能有效地节约能量;在事件状态时,对感知到事件的节点同时改变路由和MAC策略,在路由层进行分簇处理,利用节点能量信息和距sink节点的距离长度选出簇头,簇内采取TDMA调度机制,有效减少碰撞,同时也减少了睡眠时延。最后利用OMNET++软件进行仿真分析,EDC-MAC协议与只使用S-MAC协议和ED-TDMA协议的情况相比可以节约大部分能耗,并减少了数据递交的时延。