无线传感器网络是一个多跳自组织网络,传感器节点通过组建网络来完成信息的交互,而邻节点之间的相互发现是完成信息交互的先决条件。由于无线传感器网络是一个能量受限的网络,节点往往工作在低占空比的模式下,即节点在大部分工作时间均处于休眠状态,这就给节点间的相互发现带来了困难。邻节点发现协议便是研究在低占空比模式下,如何尽快完成组网,减小节点间发现延迟的协议,协议在设计过程中需要平衡节点能耗和发现延迟之间的关系。当前的邻节点发现协议,在分析节点间的发现延迟时过于理想化,没有考虑到节点的工作模式是半双工模式,从而忽略了发送信标时的冲突等问题,协议的实际发现延迟往往比理论延迟增大很多。此外,当前确定性邻节点发现协议在对最大和平均发现延迟大小的控制等方面还有待提升。本文针对确定性邻节点发现协议中的问题进行研究,探究了协议的实际发现延迟和理论值之间的差异及产生差异的原因,提出了一种基于快速应答的信标机制和一种基于快速应答的邻节点发现协议,并在TelosB节点上测试了所提出的信标机制及邻节点发现协议的性能。本文具体的研究内容如下:首先在TelosB节点上设计并实现了典型的确定性邻节点发现协议,其次分析了协议的实际和理论发现延迟之间差异的大小及出现差异的原因,并针对收发信标不分离模式下的协议提出了一种基于快速应答的信标机制,并分析了该信标机制在减小节点的实际发现延迟所起到的作用。实验结果表明,相比在活跃时隙首尾发送信标的机制,基于快速应答的信标机制可以降低信标的冗余发送,提高两节点在活跃时隙首次相遇时便能完成相互发现的概率,在不产生额外能量开销的前提下提高了协议的发现性能。之后本文提出了一种基于快速应答的邻节点发现协议FRND,该协议借鉴了信标收发分离的模式,采用了快速应答的方法,使得协议具有较优的发现性能。本文分析了FRND协议最大发现延迟,占空比的变化范围,并与G-Nihao协议的性能进行了比较。最后,本文在TelosB节点上测试了FRND协议的性能,并与Disco、U-Connect、Hello及Hello-S等协议进行了对比分析。实验结果表明,与其他的邻节点发现协议相比,FRND协议具有较小的最大发现延迟和较快的发现速率,协议在整体上具有更优的发现性能。