无线传感器网络（wireless sensor networks,WSNs）在测量中具有网络自组织、可大规模组网等优点,被广泛应用于各类设备的信号测量中;机械振动无线传感器网络可弥补传统有线测量难以在移动旋转设备与封闭空间应用的缺点。目前大部分机械振动无线传感器网络系统存在软硬件设计模式单一的问题,导致节点功耗大、传输速度慢与传输距离近等;除此之外,部分械振动无线传感器网络还存在数据传输过程中容易受到环境干扰的问题,导致数据传输频繁丢包、不可靠传输。针对上述问题,本文围绕多模复用设计模式与数据可靠传输方法对机械振动无线传感器网络进行了系统研究。针对机械振动无线传感器网络系统软硬件设计模式单一的问题,从模组复用与电路复用两方面对节点进行了硬件设计。模组复用方面,在完成采集节点前端后,设计了基于IEEE802.15.1协议的Zigbee模组与基于IEEE802.15协议的Wi Fi模组,两模组共用采集节点的前端;电路复用方面,在完成外层电路后,分别设计了Zigbee模组与Wi Fi模组的内层电路,两内层电路共用外层电路。根据网络组建与数据转发需求,在模组复用与电路复用的基础上,采用双模伴随形式进行了路由与网关节点组网方法设计。针对部分械振动无线传感器网络存在数据传输过程中容易受到环境干扰的问题,从前端采集传输、可靠传输协议与同步触发方面进行了研究。前端采集部分,通过高量化数模转换器进行振动数据转换,在小内存下采用双缓冲器缓存机制来保证数据不溢出,在大数据下采用分块传输解决数据堵塞与频繁丢包的问题。可靠传输协议部分,通过软件上下行参数配置、控制命令、控制反馈、振动数据传输与状态反馈协议的封装解析方法设计,保证了数据可靠传输。同步触发方面,为解决因路径或硬件差异带来的同步触发采集问题,基于可靠传输协议,采用多源路径感知同步触发方法,首先通过路径感知确定路径时间,然后进行最大差值时间补偿,最后获取基于系统基频同步时间的合适测试次数。在分析了系统软件设计架构与流程、多节点编号匹配机制以及小内存亚实时监测功能的基础上,基于QT架构进行了系统监测软件设计,完成了系统功能,并针对系统功能进行了数据传输准确性、遮挡条件下数据传输可靠性、单跳传输距离以及同步触发补偿时间测试。在测试完成的条件下,将整套系统应用于动力传动故障诊断综合试验台,验证了系统的可用性。最后,针对本文的研究工作与创新点进行了总结,并对下一步研究方向进行了探讨。