无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种新型的低功耗、自组织、短距离无线传输技术,可以实现实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的数据。这些数据通过无线方式发送,并以自组织多跳等多种网络传输方式发送到用户终端。WSN系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳的进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据。本文主要是在无线传感器网络的背景下进行温度监测系统的研究。首先介绍了无线传感器网络的特点、关键技术、研究现状和应用领域等内容;然后通过分析温度监测现场的特点,提出一种适合温度监测的无线传感器网络系统。接下来详细介绍适合温度监测的无线传感器网络的传感器节点硬件设计,以及无线传感器网络TinyOS操作系统的组件模型、调度机制、通信模型和能量管理机制,并根据温度监测现场环境的特点设计了分簇机制的网络拓扑协议,该协议能够在保证有效采样率的条件下使更多节点进入休眠状态以节省能量,从而有效的延长无线传感器网络的生存时间。在TinyOS系统下使用nesC语言编写无线通信模块、温度传感模块驱动,并设计开发上层应用程序。最后对设计的WSN系统进行测试与仿真,证明该WSN系统满足现场监测的要求,并且在室内外的温度监测中取得良好效果。在论文的最后,笔者总结了本系统的设计经验,指出了它的局限性,并对未来工作进行展望。