无线传感器网络的应用已融入到我们生活中的各个领域,作为一种获取信息的新型技术,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)正日益得到广泛的关注,成为了网络研究的一个热点。由于无线传感器网络资源的有限性,发展节能的有效方案备受关注,因此,MAC协议的设计对无线传感器网络非常重要。通常的MAC机制有轮询机制和随机多址,由于其各具特点故都被广泛应用于无线传感器网络MAC协议的设计中。本文研究分析了最近的无线传感器网络MAC协议的优点和不足,在传统轮询控制机制的基础上作了忙闲站点的区分,提出了一种区分忙/闲节点的无线传感器网络轮询控制机制。在轮询控制机制的研究中,对系统模型一阶和二阶特性的精确解析一直是一个难点,尤其是对二阶特性的精确解析,其过程相当复杂故难度非常大。本论文采用了嵌入式Markov链和概率母函数的分析方法,同时在站点的查询转换过程采用并行处理的方式,建立了一种区分忙/闲环的并行调度轮询系统模型,不仅精确求解出系统一阶特性平均排队队长和查询周期的表达式,还精确解析出其二阶特性平均等待时间的表达式,仿真实验验证了其正确性。论文还对无线传感器网络MAC协议进行了设计,在帧控制域中加入B/I address字段来进行忙闲状态的区分,将区分忙闲环的并行调度轮询控制机制用于系统内信息分组的服务,通过实验验证了理论分析计算的正确性,说明新的MAC协议能够提高系统性能还能有效节能。最后,通过对限定(k=n)服务的研究,对节点进一步作了优先级的区分,分析了基于限定(k=n)服务的优先级控制机制。实验表明,限定(k=n)服务的优先级控制机制根据不同节点的需求实现了优先级的区分。