随着无线通信技术的发展,无线传感网络在军事、医疗卫生、智能交通、环境监测等领域被广泛应用。本文针对无线传感网络对监测节点变多、存活时间要求变长的发展需求,当前研究重功能而轻能耗、供电方式单一、Zig Bee网络短地址分配不够灵活等问题,开展了基于Zig Bee协议栈的低功耗无线传感网络节点电路的研究,具有重要的应用价值。论文在研究国内外无线传感网络技术发展的基础上,采用CC2430无线芯片设计了协调器节点和传感器节点;优化了Zig Bee网络的路由管理机制,提高了路由节点短地址的有效利用率;开发了上位机监测控制系统;设计完成的传感器节点发射最大工作电流29m A,最大瞬时功耗为85m W,而当传感器节点处于待机模式下,工作电流约为0.3m A,功耗1m W,尝试利用太阳能和微能源对传感器节点供电;基于该无线传感网络系统平台实现了面向档案馆环境监测和智能家居下的人流量监测应用。主要研究工作:①分析了无线传感网络的通信协议和应用国内外现状,对比了几种常见的无线传感网络通信协议,选择Zig Bee作为通信协议,总结应用中存在问题,确定了本文研究内容。②对比了Zig Bee中常用的三种拓扑网络,选择网状网络作为通信拓扑,分析了网状网络中路由的算法,结合硬件功耗、开发环境、成本、体积等要求确定了CC2430作为节点的微型处理器和无线通信芯片。③设计了传感器节点电路中的无线通信模块、人机交互模块、传感器模块和供电模块,并绘制PCB版图。在传感器节点硬件设计基础上,设计了协调节点的USB通信模块和存储模块,绘制PCB版图。④在IAR Embedded Workbench开发环境下编写了传感器节点和协调器节点的驱动程序,设计了在Z-Stack协议下的应用程序,并对Z-Stack中路由节点网络维护进行了优化设计,提高了路由节点短地址的利用率。利用Visual C++开发环境编写了面向档案馆环境监测的上位机监测控制系统。⑤完成对末端传感器节点的功耗测评,并借助两种供电方式检验了末端传感器节点可以适用不同工作环境,最后基于完成的无线传感网络系统平台实现面向档案馆环境监测和智能家居下的人流量监测,表明设计完成硬件和软件系统平台可以满足多种应用需求。