大型公共建筑工程、水利水电枢纽工程和岩土工程等工程的健康状况需要及时识别与预警。传统的计算机监测网络布设成本高、扩展性差且维修困难；新型的无线传感器网络(WSN)因具有布设灵活、容错能力强、可靠性高和维护简单等优点，而非常适合应用于大型工程的健康监测中。
论文首先研究工程健康监测环境的特点；介绍了WSN中分簇、多信道和跨层等方面的相关协议，及NS-2仿真中一些模型的扩展；分析了这些协议及扩展方法的特点和不足。其次，针对工程健康环境对传感器网络抗干扰性和通信实时性的要求，提出了一种面向分簇无线传感器网络的多信道跨层协议(MCMP-CL)；MCMP-CL在簇内采用多信道配合TDMA机制，通过高容忍度信道切换算法自适应切换信道，以减小相邻簇和相邻频段协议的干扰；簇间引入链路Q值评价路径状况，采用基于概率转发的多路径机制平衡数据流量，减小数据流量大或变化快时因拥塞造成的丢包；协议将簇内多信道和簇间多路径两机制相结合提升网络性能。然后，针对NS-2对噪声和干扰模拟能力弱的问题，提出了一种基于NS-2的无线噪声干扰模型(WNIM)；WNIM对噪声和干扰分别建模，噪声模型引入缓存队列机制近似估算信号总能量，并借鉴MATLAB的AWGN函数方法进行模拟；干扰模型虚拟一定距离远处的干扰源发射无线电波，通过设定不同M值模拟不同类型的干扰；两方法均动态调整移动节点网络接口层的接收阈值，模拟噪声和干扰引起的额外丢包。
针对工程监测环境对节点低功耗性能的要求，对课题组当前自主研发的检测节点进行了改进；通过对节点射频通信模块和微控制器模块的休眠提供统一的配置接口，完成了节点休眠机制的添加；并搭建测试平台，验证了改进节点的动静态功耗和异构网络的兼容性。