无线传感器网络(WSN: Wireless Sensor Network)是由随机分布的、具有集成传感器以及数据处理和通信模块的微小节点、通过自组织方式构成的网络,借助于传感器节点自带的传感器可以监测和采集周边信号。本文研究并实现了基于TinyOS操作系统的WSN平台。通过软硬件结构的精心设计,该平台能够满足WSN系统资源严格受限、低功耗、低成本、高可靠性的特殊要求。本文首先对WSN系统进行了研究,阐述了系统分层结构和软硬件功能模块划分,并分析了WSN采用多跳方式组网的必要性。然后,本文针对WSN系统的两种主要节点类型――传感器节点和汇集(sink)节点――进行了软硬件设计与实现。完成了基于AVR单片机和CC2420无线芯片的传感器节点硬件设计,并在深入研究传感器节点操作系统TinyOS的设计思想和实现机制的基础上,完成了基于TinyOS的传感器节点应用模块设计;同时,在成功移植Linux操作系统的基础上,实现了功能基本完备的sink节点。该sink节点能通过因特网实现WSN内网和外网间通信。最后本文对当前最主流的传感器网络协议簇ZigBee在传感器节点上的实现进行了研究,并与前期实现的无操作系统传感器节点进行了实验对比,表明TinyOS操作系统相对于无操作系统的传感器节点具有性能稳定、并发性操作效果好等优点。论文结尾指出了进一步的研究方向。