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无线传感器网络(WSN)是在微电子、无线通信和嵌入式等技术的飞速发展中，产生的一种新的信息获取和处理模式。由于无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，已经引起了世界上许多国家军事界、学术界和工业界的高度重视，人们开始在基础理论和工程技术两个层面进行大量的挑战性研究工作。目前对无线传感器网络协议的研究仍处于起步阶段。本文主要是基于TinyOS对无线传感器网络协议进行研究，从硬件平台的搭建和协议的构建两个方面展开。基于无线传感器网络是应用相关性很强的网络，在深入分析无线传感器网络特点、网络协议的体系后，详细讨论网络节点的构架和设计，提出更为完善的节点模型，为硬件平台实施提供了参考方法。基于网络协议的重要性，在分析无线传感器网络特点的基础上，深入学习ZigBee协议和深入研究TinyOS操作系统中运用各种技术成果之后，使用nesC语言在TinyOS中实现ZigBee协议的MAC层数据处理。本文为无线传感器网络应用提供了新的节点模型和在TinyOS中使用主动消息在无线传感器网络中实现ZigBee协议提供技术路线图。本文共分7章。第1章阐述了无线传感器网络的工程价值、国内外有关无线传感器网络研究方面的进展、介绍本题课来源及研究意义，最后是论文所做的一些主要工作。第2章通过常用无线通信网络介绍，在进行是否有基站进行分类后，重点分析移动Ad Hoc与无线传感器网络，最后论述无线传感网络协议栈。第3章重点对硬件平台设计进行讨论。在结合无线传感网络应用特点的基础上，提出一个更为完善的节点模型，在详细讨论节点模型各个功能模块和介绍国内常用的研究平台后，提出无线传感器节点设计的构想。第4章详细介绍可能应用到无传感器网络中的ZigBee协议，介绍协议的框架后，重点分析各层之间的数据实现和管理实体信息交互过程，从数据流的角度实现对ZigBee协议整体理解。第5章深入研究在TinyOS中各种技术成果如何使用nesC语言来具体的实现，分析网络协议栈构建原理。第6章使用nesC语言通过主动消息机制实现在TinyOS中初步实现ZigBee协议MAC层帧的处理过程。第7章是本文的总结和展望。