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近些年来,随着数字电子技术、无线通讯技术以及微处理系统技术的发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)取得了巨大的进步。伴随WSN技术的日趋成熟,WSN在目标检测,监控,跟踪,控制等领域得到了广泛的应用。因此,我们利用WSN进行管道漏水监测。依据大量资料分析发现,WSN中的传感器节点在管道漏水监测系统的实际应用中存在三个方面的问题,一是节点自身能量消耗问题,二是节点在传递信息过程中时钟同步问题,三是节点自身计算能力和存储空间有限问题。节点能量消耗问题与整个WSN的生命周期密切相关,节点时钟同步问题影响到数据融合的准确性,节点计算能力和存储空间有限问题限制了收到漏水信息后及时进行计算漏水点位置。本论文是围绕这三个问题展开研究的,同时作为管道漏水监测系统的三个关键技术。首先,在查阅大量相关文献的基础上对国内外经典的无线传感器节点节能方式进行了深入分析研究,研究表明具有休眠/唤醒方式的传感器节点节能性最佳。因此,通过编写程序完成WSN各节点随时休眠/唤醒,达到一定的节能效果。同时,对经典路由协议进行分析后,选择改进阈值敏感的高能效传感器网络协议(Improved Threshold sensitive Energy Efficient Sensor Network protocol,I-TEEN)作为组网路由协议。I-TEEN在计算阈值时加入对前一轮剩余能量的考虑,仿真结果得出I-TEEN性能较阈值敏感的高能效传感器网络协议(Threshold sensitive Energy Efficient Sensor Network protocol,TEEN)得到了很大提升。总之,通过节点唤醒和协议改进,使得节点达到目前最大程度上的节能。然后,在节点唤醒实现和路由协议得到优化后,使用无线传感器节点组网进行时钟同步的研究。对经典时钟同步算法进行对比后,综合考虑各类时钟同步算法的优缺点,选择双迭代时钟同步算法(Bidirectional iteration clock synchronization,Bi-iterative)作为研究对象,通过建立仿射模型计算出频率偏移和相位偏移,仿真结果表明频率偏移和相位偏移的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)更趋近于克拉美罗界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB),证明Bi-iterative同步精度更高,算法有效。最后,利用频段为433MHz的IOT—NODE433节点和树莓派组网进行实际验证,考虑到无线传感器节点自身计算能力弱、存储空间有限、无法连接互联网等条件的限制,本文引入存储与计算能力强的树莓派与路由节点连接,随时接收分节点传回的漏水信息,并将计算后得到的漏水点位置,信息通过互联网传到手机客户端,形成远程管道漏水监测系统。总之,利用手机客户端远程开启基于WSN的管道漏水监测系统,引入节点唤醒和应用I-TEEN路由协议极大的节省了节点的能耗;引入Bi-iterative相较于经典时钟同步算法,同步误差更小,提高数据融合精度;引入计算能力强、存储空间大的树莓派,利用相关算法实时计算出漏水点位置,并同时把计算结果回传到手机客户端,提升了系统处理数据的速度。实现远程管道漏水监测系统,也为监测管道其它流体泄漏提供了理论依据。因此,利用WSN对于地下供水管道漏水监测的实现具有重要的理论意义和实际意义。