随着无线通信技术的不断发展,无线传感器网络已经从初期的军事领域发展到工业、科学和医学领域,并且发挥着越来越重要的作用。无线传感器网络信息采集技术也已经由过去的单一化逐渐向集成化、网络化的方向发展。ZigBee是一种低速无线个域网技术。它适用于通信数据量不大,数据传输速度相对较低,分布范围较小,数据安全度高,并且功耗低的场合。本研究选用ZigBee技术作为无线传感器网络的软件基础,设计基于ZigBee的无线传感器网络系统平台,开发相关网络通信协议,研究和解决了如下问题:(1)研究了无线传感器网络的特点、系统结构、关键技术;论述了ZigBee协议栈体系结构,并对ZigBee无线网络的组网算法、地址分配算法和路由策略进行了详细的分析。(2) ZigBee技术主要使用在无线个域网,网络内节点与节点之间的通信距离比较短。如果能适当增加ZigBee节点之间的传输距离,即可以减少系统网络节点,减小开发成本,又可以扩大网络覆盖范围。本研究使用ADS软件对关键电路进行仿真与优化,达到了扩展ZigBee无线网络覆盖范围的目的。(3)在无线传感器网络中,信道检测机制的优劣直接影响网络通信质量。CSMA(载波侦听多路接入)协议作为网络中实现信道竞争机制的协议,正逐渐应用在无线传感器网络中。本研究深入探讨了射频芯片CC2430的工作特性,详细阐述了信道监测中使用的判定规则,针对其特性设计并实现了一个完善的CSMA机制。