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无线传感器网络诞生于20世纪末期，具有低功耗、低成本等特点，通过在指定区域内随机布置大量廉价的、具有感知和通信能力的节点以形成高度冗余链路的自组织网络来测量节点信号，该技术是继互联网之后又一项彻底改变人们生活方式的技术。而ZigBee正是这一领域内最具代表性的技术。ZigBee协议运行在868MHz、915MHz和2.4GHz多个频带，继承了IEEE802.15.4标准，并在此基础上扩展了网络层和应用层协议，是目前主流的无线传感器网络解决方案之一。本文对无线传感器网络的起源及其重要分支ZigBee技术的发展历程进行了总结，深入研究和分析了IEEE802.15.4无线通信协议的PHY层、MAC层和ZigBee协议的NKW层和APL层，对协议中各层次模块的功能进行了总结。在进行充足理论分析后，本文对美国德州仪器（TI）公司推出的Z-Stack协议栈的架构、实现方法及其资源管理机制进行了研究，分析了嵌入式操作系统OSAL的任务调度机制，论述了用户利用OSAL提供的接口进行应用开发的方法。在此基础上，对Z-Stack协议栈进行了裁剪、移植和配置，并添加了外设驱动，以CC2430作为网络节点的处理器，搭载SHT11温湿度传感器，搭建了一个基于无线传感器网络的温湿度检测系统，并使用LabVIEW开发平台编写了系统的上位机界面，用于显示系统采集的数据。为了验证系统的性能，本文全面测试了系统的数据采集功能和上位机控制功能，验证了系统的路由自愈功能，分析了本系统采用的大功率ZigBee模块的传输性能，并与常规ZigBee模块的传输性能进行对比。此外，本文还对系统的扩展功能进行了分析。实验结果和扩展分析表明，系统实现了预期设计功能，可通过上位机程序对系统进行监控，具有良好的稳定性、抗干扰性和可扩展性。