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无线传感器网络是由大规模的低功耗传感器节点组成的无线自组织网络,作为一项新型的信息获取处理技术,无线传感器网络可以广泛应用于环境监控、医疗、军事、家庭网络等应用中。在环境监控应用中,通过布置传感器节点在预定区域内,并通过其采集相关数据进行处理后通过多条路由传送到远方的监控主机平台,从而使得远方监控人员可以实时的监控目标区域的具体情况。IEEE 802.15.4/Zigbee作为一种专门应用于无线传感器网络领域的无线短距离通信技术标准,已经越来越多的应用于实际生活中。然而,也正因为无线传感器网络的应用领域太广泛,使得ZigBee标准的通用性高,而在具体的应用环境上效果却差强人意。因此,针对具体应用设计专门的高效路由协议是目前的研究热点之一。本文首先概述了无线传感器网络体系结构特点及研究现状,以及无线传感器网络中的各项关键技术。接下来介绍了目前无线传感器网络路由协议的国内外研究现状。然后分析了目前的无线传感器网络技术标准IEEE 802.15.4/ZigBee;第三章是对目前无线传感器网络领域内各种路由协议的分类与研究,接下来,我们分析了环境监控应用中的特点并评估了现有ZigBee路由协议在环境监控应用中的适应性,结合环境监控应用能量受限、数据流向规律性等特点,我们提出了一种改进现有ZigBee路由协议的方法,该方法通过能量分级、优化ZigBee网络的组网、能量自适应策略使之专门应用于环境监控领域。然后在OPNET仿真软件上搭建IEEE 802.15.4/ZigBee仿真平台,并分别将改进的协议与原协议在仿真平台上实现,通过对其性能比较可以发现,改进后的协议显著的提高了网络生存时间,分组投递率也更高;而在其他方面如路由控制开销、端到端延时等方面付出的代价却很小,达到了预期目标。最后我们在基于CC2430硬件平台上移植了商业ZigBee协议栈Z-Stack。并在此平台上成功的实现了ZigBee网络组网,并对其基本组网方式、网络地址分配方式等方面进行了测试验证。