随着计算机及相关技术的发展，使得将计算、通信、网络与传感等功能都集成在一个设备成为可能，无线传感器网络正是这些技术的紧密结合。人们希望随时随地享用计算资源和信息服务，普适计算正是适应这种需求的新型计算模式。无线传感器网络是普适计算的重要研究领域。集成有传感部件、微处理器和通信模块的微型传感器节点通过自组织的方式构成无线传感器网络，完成对环境的数据采集和监测任务。无线传感器网络已逐渐成为工业界及学术界的一个研究热点，在军事和民用领域有着非常广阔的应用前景。 支持无线传感器网络的关键技术包括支撑传感器节点工作的操作系统平台设计，以及节点之间的无线通信网络系统设计。本文以当前的普适计算与无线传感器网络的研究为背景，以解决无线传感器网络的关键技术为核心，提出了一种新型的无线传感器网络的应用系统结构的设计，以及传感器节点的设计，基于组件模型的网络系统平台的设计，网络协议组件栈的设计，并研究了无线传感器网络安全性问题。 文章第1章首先介绍了普适计算的基本概念及其研究领域，以及无线传感器网络的基本概念、特点及最新的研究情况。然后文章第2章讨论了无线传感器网络体系结构及传感器节点设计的基本要求，并提出了传感器节点的硬件设计架构及应用系统结构的设计。接着文章第3章讨论了支持传感器节点组网通信的网络系统平台的设计问题，主要是基于组件模型的无线通信系统协议组件栈的设计。随后探讨了路由协议的安全性问题，提出了针对常用路由协议的安全策略。在第4章我们探讨了无线传感器网络本身的安全性问题，以及提出从两节点通信、广播通信两方面来确保无线传感器网络本身的安全性。最后对全文进行了总结和展望。 本文的研究内容得到了国家高技术研究发展计划(863计划)的资助，项目编号2003AA1Z2080。