雷电是通信设备中常见的强电磁干扰源之一，雷雨季节云层中的放电对导体产生感应雷引起的浪涌可能会侵害WSN（Wireless Sensor Network）节点，在无人值守、维护不便的空旷野外，确保节点的正常运行是WSN监测系统维持良好工作的基本保障。论文针对新疆煤田火区WSN系统的电源防雷问题，研发了无需接地的二级防浪涌保护电路，达到通信设备电源端四级防雷的标准，保证了电源系统的安全和持续供电能力。同时采用充电管理芯片CN3060智能化升级太阳能充电电路和放电保护电路，增加充电初期的涓流充电过程，对意外过放电池进行修复，以及充电过程中恒流、恒压模式的自动切换，可减小电池使用寿命的消耗速度;在天馈防雷模块研发中，着重解决了电磁兼容问题。在2.4GHz的高频率下，为了减小接入系统对主节点射频部分的影响，通过计算防浪涌电路中的对等阻抗匹配，使用矢量分析仪测试选用不同电路器件的回波损耗参数，同时在PCB制作中，根据节点的电磁兼容性原则，通过计算射频部分元件的高频性能，调整PCB中的板材、走线，过孔的使用，元件的布局，减小电磁干扰，保证信号的完整性，减小了外接电路对原射频部分性能的损耗。最后通过整体测试表明，在模拟浪涌扰度实验中，添加的无需接地的防护电路符合国家通信设备二次防雷的标准规范，射频部分的天馈防雷电路对节点通信距离的影响较小，丢包率仍能保持正常水平。论文的工作还涉及了以CC2530芯片为主节点核心，根据监测系统的功能需求，搭建各部分外围电路，包括CC2591射频放大电路、PCF8563时钟同步电路、RS232串口通信电路和传感器监测电路，共同构建成监测节点的主节点板，完成对环境中温湿度的监测功能。在防雷的同时，传感器主节点的各系统模块功能也都能完成对旷野环境中的监测作用。