在机械振动监测领域,有线振动监测系统在应用时存在布线繁琐、可维护性差、部署成本高等问题,目前无线传感器网络具有部署灵活、自组织、扩展性强等特点,可有效弥补有线振动监测系统的不足。机械装备振动信号监测中通常需要多个测点进行高频、高精度同步采样,会在短时间内产生大量亟待回传的振动数据,因此无线传感器网络的数据传输能力面临着巨大挑战。传统的无线传感器网络基于IEEE 802.15.4协议设计,存在信道窄、传输速率低的问题,基于IEEE 802.11协议的Wi-Fi无线通信技术传输速率高,但其存在自组网能力差、时钟同步精度较低的问题。本文针对无线传感器网络在机械振动监测领域的应用特点,设计基于IEEE802.11协议的具有高频、高精度采样能力的低功耗振动信号采集节点,构建具有网络自组织功能、链路故障自愈能力和高同步采样精度的无线传感器网络通信协议,主要工作内容如下:（1）机械振动无线传感器网络采集节点设计。针对机械装备振动信号存在信号微弱、频率高、范围广的问题,设计具有高频、高精度采样能力的振动信号采集电路;针对采集节点在连续高频采样过程中会产生大量亟待回传振动数据的问题,将基于IEEE 802.11协议的Wi-Fi无线通信技术应用于无线传感器网络并设计机械振动无线传感器网络采集节点。（2）针对多个采集节点在部署到监测环境后的无线通信问题,提出一种基于IEEE 802.11协议的链路自修复的网络拓扑构建方法。首先结合机械振动测试和无线传感器网络的通信特点,进行网络拓扑结构选择,然后设计基于IEEE 802.11协议的树型拓扑网络构建方法,最后进行链路故障自愈方法设计,实现网络自组织功能的同时降低单点故障对整体的影响。（3）针对机械振动无线传感器网络连续高频采样时间抖动累积误差大的问题,提出一种基于卡尔曼滤波的时间抖动累积误差抑制方法。首先分析时间抖动累积误差产生的原因,然后通过父子链路轮询时钟同步,采用卡尔曼滤波估计节点间时钟的频率偏移,最后各节点根据实际采样频率与时钟频率的关系修正节点的采样间隔,减小节点的采样时间抖动累积误差。（4）机械振动无线传感器网络监测系统集成。首先进行了机械振动无线传感器网络监测系统需求分析和总体架构设计;然后设计了上位机管理平台,开发了网络管理、采集控制、数据显示与管理等功能模块;最后,在模态参数识别实验中检验了监测系统的总体性能。文章最后对本文的研究工作进行总结,并展望后续的研究方向。