随着无线通信、传感器与集成电路等关键技术的不断成熟和潜在的应用需求不断增多，无线传感器网络作为一种新兴信息获取技术已经成为当今国内外新兴技术前沿的研究热点。无线传感器网络是一个新兴学科与传统学科领域高度交叉的发展方向，无线节点一般存储资源受限且易受外界环境干扰，现阶段国内外无线传感器网络领域开发的相关传输协议栈多为“半开源”，且大多数协议栈都被封装，使其应用受到一定的局限性。论文主要探究在无线传感器节点上使用开源Contiki操作系统和FreakZ协议栈构建无线传感器网络，完成无线传感器网络监测系统的数据采集，并通过无线的方式将信息发送至监控中心。首先，论文阐述了无线传感器网络中的相关基本概念以及相应的基本特征；介绍了适用于短距离无线通信的IEEE802.15.4标准及ZigBee协议规范，详细介绍了无线传感器节点设计方案，对比分析了当今国内外主流的适用于无线传感器网络的操作系统和网络协议栈，结合本文组网系统的特点选取了STM32处理器和射频AT86RF212收发器分离的无线节点硬件平台，软件平台选取轻量级嵌入式多任务操作系统Contiki与FreakZ网络协议栈，实现无线传感器节点的组网。其次，在硬件方面，对STM32微处理器与射频芯片AT86RF212电路进行设计，以及对其他外围电路部分进行设计，包括电源、串口、JTAG接口电路等，微处理器与射频模块通过SPI接口进行双向通信，实现AT86RF212射频的驱动。在软件方面，本文在IAR软件编译环境下采用开源的嵌入式多任务操作系统Contiki以及开源网络协议栈FreakZ。在深入分析Contiki操作系统内核的基础上，解释了其两大核心机制；详细分析FreakZ协议栈中数据传输链路及传输方式。使用模块化的方式将Contiki和FreakZ移植到硬件平台上，介绍了移植的详细步骤，给出了SPI模块及RF212的驱动程序设计，详细介绍了协议栈中各层的数据发送与接收处理链路以及数据发送与接收流程，完成无线传感器节点的无线组网，并在建立的网络内实现无线传感器节点的数据帧的发送、接收。最后，在实验室环境下测试，介绍了硬件及软件调试方法，实验结果表明，硬件平台上，在Contiki操作系统下使用FreakZ协议栈，通过终端上显示的节点组网信息及网络结构表明，使用FreakZ协议栈成功实现无线传感器节点组网。