随着无线传感器网络(wireless sensornetworks)技术得到了深入的研究和发展，针对低成本、低功耗、高性能、多功能及安全可靠的传感器节点的研究成为了传感器节点平台的研究重点。目前，国内外无线传感器网络的研究大多采用通用嵌入式节点平台，由于不是专门为传感器网络设计，在功耗、体积以及处理能力上具有一定局限性，无法满足多种应用环境的需求。随着FPGA、SOC技术的发展，基于SOC技术设计实现的传感器节点将成为解决节点功耗、体积、处理能力、安全保密等问题的发展方向之一。　　 其中，数字基带在节点SOC中负责控制射频收发增益、数字信号调制解调及位同步抽样判决，对节点的功耗、性能及误码率具有重要影响，因此，数字基带的设计对降低节点的功耗与硬件成本，并提高节点通信质量及增强节点对环境的适应性有重要的作用。同时，考虑到无线传感器网络除了具有一般无线网络所面临的信息泄露、信息篡改、重放攻击、拒绝服务等多种威胁外，还面临保护节点程序内容安全、数据传输安全及运行使用安全等诸多问题，在节点中设计相应的安全保密机制具有重要的意义。　　 现有的传感器网络SOC节点在数字基带及安全机制这两点关键技术中面临以下难题：如何在匹配滤波器设计中降低硬件开销的同时保证节点处理能力，如何在位同步中采用硬件电路提高效率的同时增强节点的灵活性及降低误码率，如何在增益控制中降低接收机增益和功耗的同时保证通信质量，如何在保护程序内容安全的情况下得到下载的程序的正确性和完整性信息，如何在保障传输信息的安全时防止因密钥泄露而导致密文被破译，如何在保障运行使用安全同时确保数据的新鲜性完整性及来源可靠。面对这些问题，本文在已有的FPGA节点平台原型上，针对这两点关键技术进行研究并实现突破。　　 在低功耗、高性能、低误码率数字基带的研究和实现方面，(1)提出了一种复用加法器和乘法器的设计方法，实现了匹配滤波器，可节省硬件资源并提高系统性能；(2)提出了一种自适应门限的自动增益控制方法，可配合软硬件协同的工作方式，节省接收机的功耗；(3)提出了采用自适应门限的施密特触发器方式进行信号相位判决的方法，降低了解调误码率并增强了节点对环境的适应性。　　 在无线传感网的信息安全保密机制的研究和实现方面，(1)提出了一个单向下载，不可逆编码校验的程序下载保密机制，保护节点程序内容安全；(2)基于轻量级的FKM密钥管理协议，实现一种信息加密硬件协处理器以保障传输数据安全；(3)提出一种传感网身份认证机制以保障网络运行使用的安全。使之与传统的嵌入式平台及当前的SOC节点相比通信质量更好，功耗更低，硬件成本更低，安全机制更完善，应用环境更广。　　 在对传感器节点SOC关键技术的研究基础上，同时进行了ASIC芯片设计与实现，与此同时，针对传感器网络的三个典型应用进行了系统组网验证工作。