温度等环境参数的采集及监测在工业控制领域中一直有着非常重要的应用。传统的监测系统一般采用有线的方式将传感器采集的数据传输到上位机。但是当现场环境比较恶劣、场所比较复杂或是需要监测多点数据时,这种有线方式的传感器网络系统会受到很大的限制。无线传感器网络采用了无线传输的方式来构建相应的无线数据采集网络,能够较好地解决人工及有线方式的布线问题。无线传感器网络节点还具有自适应和自组织的能力,因此,对于需要大面积数据采集及传输应用的场合,它的优势相当明显。ZigBee协议作为一种全新的无线传感技术应运而生,它以低成本、低功耗、低速率、低复杂度和组网灵活的特点在众多短距离无线通信协议中脱颖而出,成为了众多厂家的首选协议。ZigBee技术基于IEEE802.15.4提供的底层代码即物理层和介质访问控制层,在此基础上增加了网络层、网络安全层和应用层软件,支持星型网络、树型网络和网状网络三种拓扑结构,可以实现大区域网络覆盖和扩展多点的网络系统,从而避免了单点故障。ZigBee技术在工业、农业、楼宇自动化、军事国防、生物医疗、智能家居、环境监测等领域都有着非常广阔的发展前景。本文深入地研究了IEEE802.15.4/ZigBee协议标准及协议栈各层能实现的具体功能。在ZigBee协议栈基础上,采用Freescale公司提供的8位无线微控制器芯片MC13213完成了符合ZigBee协议的嵌入式节点设计,MC13213无线微控制器内部高度集成了RF无线射频模块和HCS08系列微处理器,此集成芯片可以简化外围电路的设计,在一定程度上降低了系统成本。选择两种不同类型的传感器即温度传感器PT100和温湿度传感器DHT11采集现场环境温湿度数据,并设计了对PT100和DHT11预采集的信号进行滤波、放大处理的电路,将电路与子节点连接组成网络终端设备。在软件设计上,本文研究分析了具有IEEE802.15.4标准的物理层和介质访问控制层软件。在Freescale公司给出的底层代码基础上,分别编写了网络协调器节点和其子节点的各层接口函数和应用程序,协调器程序包括系统初始化、信道扫描、协调器建立网络、允许子节点接入网络和接收子节点数据等代码程序,子节点程序包括子节点接入网络、子节点是否加入路由功能、传感器数据采集与处理、数据无线传输等代码程序,并且采用中值滤波算法对温度数据的精度进行了线性补偿。将编译调试完成的程序分别移植到不同的网络节点,完成了简单的网络建立并在此基础上实现了一个小型的温湿度监控网络系统。将协调器和子节点通过RS232串口与PC机相连,设置串口属性值,实现了系统无线传输数据的上位机显示。同时将采集的数据通过协调器上的LCD模块显示出来,与PC机显示的数据对比,显示的数值一样,从而说明了本文建立的网络系统的可用性。本文对系统的几项指标进行了实验测试,实验结果表明了本文设计的基于ZigBee技术的无线传感网络可以应用在功耗低、组网灵活、数据传输量小和短距离数据传输的无线应用传感网络系统中。