无线传感器网络由部署在检测区域内的大量廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的自组织网络系统，其综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息技术和无线通信技术，能够实时监测、感知、采集和处理各种监测对象的信息。无线传感器网络在环境监测、医疗监护、城市交通管理、仓储管理、军事侦察等领域具有广阔的应用前景，是当前国际上备受关注的、多学科高度交叉的新兴前沿研究热点之一。无线传感器网络节点具有小尺寸和低功耗、多样化的设计和使用、有限的控制层次、健壮的运行要求和并发密集型操作等基本特性，这使得其上的系统软件设计颇具挑战性。传统的操作系统和编程模式并不能直接应用于无线网络传感器网络系统。因此，一些新的开发方法，如构件化开发方法，开始引入无线传感器网络软件开发之中。 本论文对现有的无线传感器网络操作系统进行分类总结，跟踪了国内外该领域的研究进展，重点研究了无线传感器网络中经典的TinyOS操作系统，包括其构件模型、事件驱动机制、调度策略以及编程语言nesC；结合所研究课题，对TinyOS的系统构件进行改造，设计了实时调度构件，增强了TinyOS的适用性。利用所研究成果，实现了一个实用的无线传感器网络软件构件化开发平台，此开发平台提供了软件构件化辅助划分、源码构件生成、软件构件组装和构件信息管理等工具，可以覆盖基于nesC语言的无线传感器网络软件构件开发的全过程。本论文主要工作和创新之处包括： 1)深入研究基于构件架构的TinyOS的基础上，提出了硬件描述层构件的设计基本原则。在对Timyos的编程语言nesC研究后，实现了TinyOS在MSP430F1611单片机上的移植。 2)分析了tinyOS-2.x的任务调度机制，针对其在实时应用领域的调度缺陷，设计并实现了一种软实时任务调度构件。 3)分析了构件化描述语言nesC和TinyOS的开发过程，设计并实现了一种构件化集成开发环境及其构件管理器。