无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量具有信息感知、数据处理和无线通信能力的传感器节点组成的动态自组织网络。随着芯片设计、硬件制造、通信、网络、软件开发和系统测试等技术的飞速发展和日益成熟,WSN技术也得到了快速发展。目前,WSN凭借其灵活、可靠、安全和低成本的特点已在许多应用领域发挥着重要作用,有着广泛的应用前景。本文针对传统工业生产中众多独立无线传感器节点的网络化管理需求,提出了一种以工业生产中大量使用的低成本无线射频器件为数据收发器的工业WSN技术方案。根据无线射频器件的特性和技术方案的要求,设计了一种WSN协议,包括MAC协议、路由协议、传输层协议和应用层协议等内容,解决了工业生产中众多独立无线传感器节点无法自组网和多跳数据传输问题;设计了以CC1101为无线射频收发器,以STM32F103ZET6/STM32F103C8T6为主控制器的硬件电路,为运行WSN协议提供了硬件平台;将uCOS-II移植到了WSN硬件平台,并基于uCOS-II设计了WSN软件,实现了WSN协议的全部内容;对设计的系统进行了相关的功能验证。实验结果表明,所设计的WSN具备了自组网、多跳数据传输等功能,可以实现对传感器节点的网络化管理,已具备一定的实用性。本文完成的主要内容:(1)查阅国内外文献资料,分析了WSN的概念、特点、研究现状和应用领域,以及现有WSN应用方案的不足,确定了本文的研究目标和研究内容。(2)规划了WSN的结构、应用系统、协议体系和设计任务。(3)完成了WSN通信协议的设计,包括MAC协议、路由协议、传输层协议和网络拓扑结构控制等设计。(4)设计了以CC1101为无线射频收发器,以STM32F103ZET6为主控制器的协调器和以STM32F103C8T6为核心控制的节点硬件平台,并完成了相应的硬件电路制作。(5)将uCOS-II移植到了协调器和节点硬件平台,完成了基于uCOS-II的所有硬件驱动程序设计和应用任务程序设计,以及PC上位机测试软件设计。(6)结合PC上位机测试软件,在WSN硬件平台上完成了WSN功能验证。