随着无线电通讯技术的飞速发展，无线电已被广泛的应用于社会生产和生活的各个领域，极大促进着经济的发展。无线电资源作为一种有限的国家重要战略资源和经济资源，如何有效合理的进行电磁频谱监测，从而满足各行各业对无线电频谱日益增长的需求，已成为我国无线电管理面临的重要课题。本论文针对本实验室承接的国家科技重大专项子项“频谱感知无线传感器网络技术研究”项目，结合无线传感器网络相关知识，设计和实现基于无线传感器网络的电磁频谱监测系统。本文首先从物理部署、网络拓扑设计、系统网络通信方式和网络通信协议设计以及系统软件架构等方面介绍电磁频谱监测系统的构建。针对数据重传功能模块，结合停止等待协议，设计了一种下行数据重传算法，解决无线传感器网络不可靠性传输所造成的数据丢包问题。针对电磁频谱实时监测和数据重演功能模块，详细介绍了设计目标、并设计和实现了单频扫描、频段扫描、离散扫描以及数字扫描，四种扫描模型的实时监测与数据重演。最后电磁频谱实时监测与数据重演功能模块进行大量的功能测试和性能测试，测试结果分析表明系统达到设计目标。