近年来，高速铁路在我国发展迅猛，高速铁路运营里程和投用高速列车规模均跃居世界首位。与传统的机辆式普速列车相比，高速列车运用具有运行速度高、运行距离长、运营规模大的特点，运行工况十分复杂，对列车主动安全防护能力提出了新的挑战，对车载零部件在途状态监测提出了新的需求。另一方面，高速列车本身是十分复杂的大型装备，由走行、牵引、高压、车体、通信信号、网络控制等十几个系统数万个零部件构成，通过车载监测网络在列车运行过程中监测和记录设备运行状态，并进行分析挖掘，帮助运用维护部门迅速定位列车故障、及时发现列车故障隐患，可以大大提高高速列车的维修效率，从而节省大量的运维开销。此外，高速列车车载监测网络积累的海量数据还可对高速列车设计的持续优化以及大规模运营过程中的综合管理提供有力的数据支撑。　　为了满足高速列车在安全、运维、优化设计等方面的实际需求，本文围绕高速列车车载监测的传感网络架构展开研究。与传统传感网络相比，用于高速列车车载监测的传感网络监测数据类型更多，采样频率更高，对网络可靠性和可扩展性的要求更加严格;与传统的高速列车控制网络相比，高速列车监测网络监测项点更广，数据量更大，数据处理过程更加复杂。因此，现有的无线传感网络技术和车载控制网络技术均无法直接应用于高速列车车载监测网络。针对高速列车车载监测这一特殊应用场景，本文主要在高速列车车载监测传感网络的整体架构、网络通信和节点软件等三个方面进行了研究。　　(1)在整体架构层面，提出了一种层次化的混合型传感网络体系架构。该架构将高速列车车载监测网络数据传输层划分为子网级、车辆级和列车级三个层次，综合采用带宽较大的有线网络和部署较方便的无线网络进行节点间通信。这一体系架构通过分层的网络架构在各层汇聚节点进行数据融合，并在列车级网络中引入了带宽较大的工业以太网，大大提高了大数据量负载下的网络可靠性和可扩展性，在每个传感节点按80kbps速率发送数据的负载下将收包率提升18.6％（相比于WTB+MVB网络）～12.3％（相比于ARCnet+HDLC网络）;通过有线与无线混合的通信方式，兼顾了车载监测网络在网络带宽和车载部署两方面的需求，仿真试验证明，无线子网的生命周期可满足高速列车日常运营的需求。　　(2)在网络通信层面，提出了一种干扰感知的可靠通信机制。这一通信机制的核心思想是利用高速列车车载监测网无线子网中不同节点电磁环境之间的相似性，通过在发包前测量发射节点的噪声信号强度，来估计此时接收节点处的噪声信号强度。另一方面，这一通信机制还对发送节点发射功率与接收节点的接收信号强度之间的衰落幅度进行统计，使发送节点可以估算不同发射功率在接收节点处信号的强度。通过对接收节点处信号强度和噪声强度的估计，可以进一步计算接收节点处信噪比SNR与发送节点发射功率间的关联关系，再结合SNR-PRR模型，就可以根据预期的PRR选择相应的发射功率。通过仿真评测，在较强无线电干扰环境中，本章提出的通信机制在达到96.63％平均收包率的同时，平均功率仅比最优值偏大5.2％，在保证网络传输可靠性的同时取得了较好的节点节能性。　　(3)在节点软件层面，提出了一种可重用的传感网节点驱动程序框架。这一框架由硬件抽象层、设备控制层、资源层、以及平台描述文件等四部分组成:硬件抽象层对微控制器的引脚、特殊功能寄存器及片内设备等细节进行封装;设备控制层统一了片外设备的访问原语，将设备访问抽象成初始化、读取、写入等三类控制原语;资源层管理应用程序对硬件设备的访问请求，支持设备访问请求的多种调度策略，并实现在不同应用程序之间的设备复用;平台描述文件定义了特定传感器节点硬件平台所搭载的外围设备及其与微控制器的连接关系。通过上述设计使外围设备驱动程序和具体微控制器平台以及上层应用程序实现解耦，从而实现外围设备驱动程序的复用。通过实验证明，与TinyOS相比，本框架将传感网节点程序的复用率提高了10.6％。目前这一框架已被微型嵌入式操作系统SenSpire OS采用。　　本文通过上述三个方面的研究，验证了将有线网络与无线网络相结合混合型传感网络应用于高速列车车载监测在网络部署可行性、无线通信可靠性、节点编程重用性等方面具有良好的应用前景。