本文提出了连续实时监测用无线传感器网络数据采集系统架构。基于该架构,构建了比较完整的“分布式高速采集实时通信协议”。基于异步时钟采集、“多退少补”机制以及节点功能单一化技术对采样点的时间间隔抖动进行优化;提出一种灵活轻量型的晶振漂移补偿机制改善分布式数据采集系统中独立晶振的漂移;TDMA和CSMA/CA机制相结合保证数据包被可靠的接收;CRC校验机制保证数据的正确;“双基站机制”提高数据包的接收成功率;同时,异常处理机制提高了系统的容错性能。通过仿真模型,验证系统和构建真实的结构应变疲劳监测系统对网络架构和通信协议进行了验证。本架构可以实现所有采集节点长期地连续地进行同时刻数据采集,并且实时地将采集数据传输给监控中心。最后,提出“中转节点”方案扩展网络覆盖距离,对命令包和同步消息进行等延迟转发;在不占用采集节点数据信道的带宽下,对数据包进行快速中转;在采集节点的采样频率不变的情况下,完成了采集节点数据包的远距离传输。本文从理论上证明了如何在通过“中转节点”构建的无线传感器网络中实现所有采集节点连续地进行同时刻数据采集。