无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是当今国际备受关注的前沿热点领域,掀起了一场后PC时代的革命。无线传感器网络是由大量具有感知能力、计算能力和通信能力的微小传感器结点构成的自组织、分布式网络系统,可以实时感知和采集网络分布区域内的各种数据信息,并对这些信息进行处理,传送给所需用户。它可以广泛应用于公共安全、生态环保、智能交通、智能家居、实验教学的诸多领域,具有广阔的发展前景。因此,无线传感器网络数据采集系统的研究十分具有意义。本文首先介绍了无线传感器网络的应用前景和研究现状、体系结构和应用支撑技术,TinyOS操作系统及其开发语言nesC。接着分析了DYMO路由协议、FTSP时间同步协议和TDOA算法,设计了邻居发现算法,并将他们应用到数据采集系统。在此基础上,结合无线传感器网络的特点,提出了基于TinyOS的无线传感器网络数据采集系统的设计方案。该系统以Crossbow公司的MIB520和MICAz节点为硬件平台,分别部署在传感器节点—汇聚(Sink)节点—监控终端的三个层次上。其次,文章详细阐述了传感器节点和汇聚节点的软件设计,给出各自的软件体系结构,使用DYMO协议组织网络,实现了传感器节点自组织网络。再次,文章设计和实现了系统的各个数据采集功能,包括温度采集、邻居发现、网络拓扑、声源定位、离线日志,通过监控终端的数据解析软件程序得到监控区域数据信息。最后,搭建测试环境,对系统进行测试与分析,包括各个数据采集功能、网络自愈能力和系统鲁棒性。测试结果表明系统具有测量准确、网络自愈能力和鲁棒性强等优点。同时,系统的数据采集功能扩展性强,可通过增加相关的传感器实现其他采集功能。