无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络技术、无线通信技术及分布式信息处理技术,是备受关注的新兴前沿研究热点。相对于传统的计算设备,无线传感器网络具有尺寸小、功耗低、强健壮性要求和并发密集型操作等基本特性,这使得其上的系统软件设计颇具挑战性。传统的操作系统并不能直接应用于无线网络传感器,为此需要研究和开发新型的嵌入式操作系统来管理和操作这类设备。以无线传感器网络设计要求为依据,在系统软件设计方面进行了深入的研究,对现有的嵌入式操作系统进行了分类总结,在此基础上给出了无线传感器网络操作系统ARTs-SNOS的资源管理模型。对ARTs-SNOS的内存管理、I/O管理和中断管理等关键部分进行了深入研究,并给出了具体的设计方案。首先针对传感器网络节点内存受限特性给出了适合小内存的顺序搜索算法;然后为了避免因节点设备的多样性而可能造成的管理混乱,给出了I/O管理的基于静态索引表的简单高效策略和具体实现模型;最后为了减少中断屏蔽时间和提高中断效率,给出了一种中断前后段处理模型。ARTs-SNOS资源管理模型中的数据压缩子系统专门用来处理传感器数据的压缩。在对时间序列的压缩算法PMC_mean研究的基础上,给出了基于实时性的压缩算法PMC_RT,并将之应用于ARTs-SNOS。该方法对波动较小的感知数据具有很好的压缩效果。最后对PMC_RT算法设计了模拟实验,验证了算法的有效性和优越性。