当今无线传感器网络技术正飞速地发展，越来越多的传感器应用被投入到生产和生活中。WSN其本质是基于Ad hoc技术的自组织网络。传统无线网络的首要目标是提供高的服务质量和高效利用网络带宽，其次才考虑节约能量，而WSN的一个主要目标是高效使用能量，延长网络系统的生存期。因此，已有网络路由协议不能用于WSN，必须设计和研究新的面向数据的低功耗、自组织的信息传输路径的建立机制和有效的网络功耗管理方案。本文深入研究了IEEE802.15.4标准，认真分析了无线网络领域现存的主要拓扑结构，着重描述了树状和Mesh两种拓扑结构以及该领域现存的相应路由协议，讨论了网络拓扑及路由协议对节点能耗以及整个网络能耗的影响，并从现实角度提出了WSN中低功耗的解决方案，最后实现了网络层拓扑的构造及路由功能。首先，本文讨论了无线传感器网络的发展概况，进而引出了低功耗和相应的基于Beacon~1的树状路由、LEACH(Low-energy adaptive clustering hierarchy)、AODV(Ad hoc On demand Distance Vector Routing Protocol)等路由协议。在介绍了所涉及到的相关技术后，对Beacon机制、地址分配算法、低功耗设计等关键技术进行了讨论，并定义了网络层需要实现的功能：网络拓扑管理、短地址管理、路由等。其次，本文在讨论的基础上定义了树状拓扑中各类节点的基本协议行为，给出了各类节点的状态机，实现了树状拓扑中基于Beacon技术的树状路由协议；在Mesh拓扑的设计中，本文采用了Non-Beacon模式，同样根据节点的功能进行了分类，最终在Router~2节点上实现了改进之后的AODV路由协议。在本文的设计中，路由协议体现了无线传感网络低功耗的特点。最后，本文对以上两种拓扑中的节点进行了能耗测量，得出一个结论，然后对影响网络生命期的关键因素进行了总结。