随着科学技术的发展,物联网技术越来越多地应用到军事、医疗、智能家居、物流、工业监控等领域。在基于物联网技术开发一个监控系统时,由于节点数量众多和供电受限,对传输数据的数量和频率提出了严格的要求。在众多无线通信技术中,ZigBee技术因其低功耗、低成本、传输距离远在物联网中广泛使用。WiFi是目前使用范围最广的无线通信技术,可以利用WiFi技术将ZigBee收集上来的数据上传至笔记本电脑、智能手机等终端,以便在那里进行数据处理。然而,ZigBee与WiFi是无法直接通信的,因此本文通过对ZigBee和WiFi两种异构网络的研究,设计和开发ZigBee-WiFi北向接口,实现两个网络的互联互通。本文的主要研究内容如下:本文采用CC2530作为节点的主控芯片以及实现ZigBee数据传输,在ZigBee协调器上加入ESP8266 WiFi芯片,在CC2530的操作系统启动程序中对服务器进行配置,使协调器成为ZigBee-WiFi网关。设计ZigBee设备状态改变事件处理函数,将ZigBee网络中所有节点的设备信息上传至协调器,为系统构建拓扑和后续启动环境监测做准备。通过触发ZigBee设备状态改变事件,解决了在启动检测后有新节点入网的网络异常问题。设计数据采集模块,为环境监测提供数据基础。构建ZigBee-WiFi北向接口,即在ZigBee网络和监控主机之间实现交互的WiFi链路。监控主机可以通过北向接口向ZigBee节点发送启动检测、停止检测、休眠等指令。通过ZigBee协调器上的WiFi芯片接收到的数据格式,在事件处理机制中调用回调函数对它们进行解析。根据解析的事件类型,在协调器单片机操作系统中调用相应的事件进行处理,由ZigBee网络通过透明传输模式将操作指令协议数据单元（Protocol Data Unit,PDU）发送至传感器节点。传感器节点根据PDU中的ID接收发给自己的指令,并按照指令的内容调用相应的系统事件处理函数,进行预设的数据传输控制。设计了基于回调机制的同步协议来解决ZigBee网络中不同位置的传感器节点不同时间发送数据的同步接收问题,包括建立基于互斥锁的同步机制和基于时序控制的WiFi-COM口控制机制。互斥锁主要实现北向接口转发数据的原子性,解决了不同节点随机到达的数据之间的冲突问题。时序控制机制主要协调WiFi和串口不同的传输能力和传输时序,使协调器能够协同WiFi指令和串口指令有序地向监控主机发送数据。实验结果表明单片机操作系统能够正确解析出事件类型并触发相应的系统事件,验证了数据传输模块的准确性。实验显示,通过设计同步数据传输机制,北向接口的丢包率和时延都有所降低。