无线传感器网络是近年来研究的热门领域,它是客观世界与信息世界连接的桥梁,是人类探知自然界的重要手段。现代传感器技术融合了网络技术、传统的传感器技术以及现代计算机技术,应用前景广阔。ZigBee技术是一门新兴的短距离无线通信技术,具有低功耗、低速率、低成本和低复杂度等特点,可以应用于工业控制、消费电子及智能楼宇等方面等多个领域,为无线传感器网络提供新的解决方案以及强有力的支撑。但是,目前ZigBee技术在国内的应用及推广仍处于起步阶段,很多技术还有待完善。因此,对ZigBee的应用扩展,改进优化和性能分析等问题的研究已经成为了目前的研究热点之一。本文首先介绍了ZigBee技术的特点、国内外研究现状及应用前景,将ZigBee技术与其他短距离无线通信技术做了简要对比,详细描述了ZigBee协议栈构架,为ZigBee节点的设计提供了理论基础。然后根据无线传感器节点设计的原则及特点,选择合适的元器件完成了对ZigBee测控节点的设计,重点从软硬件两方面考虑了低功耗和抗干扰的要求,并提出了相应的措施。接着对ZigBee网络的设备类型和拓扑结构做了简单介绍,深入研究了ZigBee路由算法,包括树状路由算法、AODVjr算法和Cluster-Tree+AODVjr算法,提出了一种基于能耗均衡的ZigBee改进路由算法。最后搭建实验平台,对设计的节点的几项性能进行了测试及分析,并完成组网测试。实验结果表明,与其他ZigBee节点设计不同的是,本文设计的节点除了具有体积小,功耗低,成本低,扩展性强等特点外,还将监测功能和控制功能集成在一起,实现了节点的测与控功能,能够为无线传感器网络的节点设计及实际应用提供了参考。