无线传感器网络是新兴的下一代传感器网络,通常包括传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)和管理节点,可应用于布线和电源供给困难的区域、人员不能到达的区域(如受到污染、环境不能被破坏或敌对区域)和一些临时场合(如发生自然灾害时,固定通信网络被破坏)等,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知,采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。它具有不需要固定网络支持,具有快速展开,抗毁性强等特点。目前,无线传感器网络系统的研究主要包括网络拓扑结构,节点硬件平台,节点软件体系结构,如链路层协议,路由层协议和管理软件等。本文先详细说明了依托国家发改委“IPv6无线传感器网络节点”项目,自主设计和实现的基于CC2420的无线传感器网络节点操作系统TaraxOS。由于节点能量的有限性,因此基于能量的路由协议研究也是一大研究热点。接下来,本文在针对分簇组网路由协议,分析了簇建立过程和稳定运行阶段的特点,找出了一些存在的问题,并给出了相应的解决方案,对于簇建立后稳定运行过程,论文提出了最优簇首轮换周期;对簇头相互转发数据时的能耗不均匀问题,本文运用NeLMUK-DP算法来寻找基于能耗均衡的最优路由,最后依据NS-2仿真实验验证了基于最优簇头轮换周期的OUR-LEACH协议和簇头之间的能耗均匀路由。论文最后对目前研究的成果进行了总结,并指出了研究工作中的一些缺点和不足之处,以及进一步改进与后续工作的方向。