随着我国经济的迅速发展，环境问题日益凸显。尤其是大气污染问题导致的雾霾，已经严重干扰到人们的正常生活。要有效的解决环境问题，需要采取具有针对性的应对措施来改善环境。因此，需要建立一个完善的环境监测系统对空气质量进行实时的监控，并利用采集到的数据对大气污染进行分析，进而制定行之有效的措施来治理大气污染。鉴于无线传感器网络的易部署、可扩展、高可靠等特点，本文设计了一个基于无线传感器网络的大气环境监测系统。该系统利用Arduino搭建硬件平台来控制传感器节点以指定的频率进行采样并进行无线传输，并通过中间件对数据采集和发送进行控制和调度。中间件在获取由传感器子系统传送过来的有效数据后，对数据进行格式转换后存入后台数据库。客户端应用平台可以对后台数据库的数据进行查询访问，来满足用户的监测需求。同时，本文还设计了一种基于无线传感器网络的节点睡眠调度算法，来缓解由于大量数据同时传输造成的网络拥塞，并延长传感器网络的使用寿命。本文设计的空气质量监测系统具有结构完整，模块独立，操作简便的特点，利用无线传感器网络的自适应和自组织的优势，大大提升了监测系统的动态适应性，为空气质量监测带来了极大的便利。