无线传感器网络(WSN)集成了信息采集、数据处理和无线通信等多种功能，众多的传感器节点能够实时协同地监测采集各种环境和监测对象的信息，对收集到的数据进行处理并传送到指定的设备和用户。目前，无线传感器网络已经成为全球信息领域的研究热点，在军事、环境和商业等领域具有广泛的应用前景，引起了许多国家的高度关注。 在众多无线传感器网络的关键技术中，介质访问控制(MAC)协议是保证网络成功运行的重要技术。MAC协议处于网络协议的底层部分，它决定了无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，对于无线传感器网络的高效通信具有重要意义。在无线传感器网络MAC协议的设计过程中，节省能量是首先考虑的因素，其次才会考虑可扩展性和网络效率。 本文首先介绍了无线传感器网络的体系结构和特点、无线传感器网络的关键技术和它在现实中的广泛应用；然后分析了无线传感器网络MAC协议的特点和设计目标，并按照协议中信道的使用方式，对目前七种具有代表意义的MAC协议的设计背景、原理机制、关键技术和应用范围进行了分类讨论；本文重点对S-MAC、T-MAC和P-MAC这三种基于竞争的MAC协议进行了具体深入的理论分析研究，研究了它们为减少能耗而采用的独特机制，并对它们分别进行了性能仿真，通过采用不同信源和调节内部参数的方式，获得了它们在不同的应用环境下包括能耗、延迟和吞吐量在内的性能。针对无线传感器网络的MAC协议设计重在减少能耗的目标，本文在P-MAC协议的基础上对其进行了改进，以降低系统的能耗，提高无线传感器网络的生命周期和应用性能。