工业领域是无线传感器网络的一个重要应用方向。工业现场对信息实时性、可靠性和吞吐量的特殊要求，决定了工业无线网络具有特殊的网络结构——星型拓扑结构。同时，工业无线网络也面临着能量受限问题和兼容性的问题。本文针对星型拓扑结构，从解决能量受限和兼容性问题的角度对协议栈进行设计：采用事件触发机制降低系统工作时长，采用有限状态机模型减少系统在等待查询环节的能量浪费，实现超低功耗特性；采用硬件抽象思想，分析不同硬件平台的工作特点，将共性问题提炼抽象为统一函数接口，对上层软件隐藏底层硬件差异，实现兼容性特性。同时，本文分析了工业无线网络和协议栈的组织结构、网络中的耗能源分布和当前常用的节能技术，通过分析对超低功耗特性的具体指标进行了定义，并建立传感器节点能耗模型，从理论上验证了超低功耗协议栈的可实现性。最后，本文搭建了协议栈硬件测试平台，并对协议栈的各项性能进行了测试和比对，测试结果表明协议栈实现了超低功耗特性和兼容性特性。其中系统平均功耗实测值为108.48uW，不仅满足超低功耗的定义，还可以利用能量采集技术实现能量供应，从根本上解决了无线传感器网络能量受限问题。