近来，小体积、低成本、低功耗的无线传感器网络有了快速的发展。为了方便快速地开发无线传感器网络应用，无线传感器网络操作系统是必不可少的。无线传感器网络操作系统使得程序员能够使用操作系统提供的接口直接开发应用程序，而不必考虑节点硬件底层的实现，这将大大加快无线传感器网络应用的开发。然而无线传感器网络资源受限的独特性为操作系统的设计带来了新的挑战。本文设计并实现了一个轻量级，支持低功耗的抢占式多线程的无线传感器网络操作系统原型，其优点在于提供了可抢占式的多线程调度，使传感器节点能交叉执行多个对时间敏感的复杂任务，减轻因节点内存大小的限制所导致的生产者／消费者问题，从而避免一个长时间需求的任务去阻塞某些时间敏感型任务的执行，多个应用可以并发地使用有限的系统资源，很好地支持了当前正在快速增长的复杂应用。同时，为了实现低功耗，本文创新性的提出了一个结合设备能耗管理的低功耗调度模型，致力于实现自动配置的节能模式，并进行了实现。一旦当前系统没有新的任务继续执行，调度程序就能够根据系统中各个线程使用设备的情况，自动地选择合适的节能休眠模式，从而使系统能够安全、方便的进入到适合当前节点工作状态的最小节能模式。试验与分析表明，无线传感器网络操作系统原型的设计基本满足了设计目标和传感器网络系统的需要，具有进一步研究和应用的价值。