无线传感器网络(WSN)由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的自组织网络系统,以协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。作为一种整合了传感器技术、无线通信技术和嵌入式技术的新型信息感知和处理技术,WSN以其在军事、工业、农业、环境科学、智能家居等领域的广阔应用前景吸引着国内外众多专家学者参与到这一研究领域中来,让无线传感器网络技术逐渐成为一个新的研究热点。现在,WSN还处于研究状态,为了让它尽快为我们的生产生活服务,国内外许多学者和组织在无线传感器网络的体系结构、硬件平台设计、软件平台设计、组网设计等方面的大量研究工作从各个不同的角度推动了无线传感器技术的发展。而通信机制是各个无线传感器节点间进行数据交换的关键所在,任何对通信机制的研究和改进必将大大提升无线传感器网络的性能,如通信延迟和能量损耗等性能。因此,本论文在下一代互联网示范工程(CNGI)的无线传感器网络节点项目的开发背景下,对WSN的无线通信机制和有线通信机制做了一些比较深入的研究。本文的研究成果如下:1.综述了无线传感器网络的概念、体系结构、特点等等,重点对自主设计的硬件平台及在此硬件平台基础上的操作系统设计进行了研究分析。2.深入的研究了针对低速个人局域网络(LR_PAN)的基于IEEE802.15.4数据链路层协议的无线通信协议栈,实现了一种以CC2420为通信模块的非时隙CSMA＼CA信道访问机制,并对网络层的一种简单的路由算法和传输层的主动消息通信机制进行了研究。3.对节点与网关的有线通信机制进行了研究,实现了一种适合WSN的类PPP串口通信机制。4.鉴于能量在WSN的重要性,本文在深入分析了整个WSN系统的节能体系结构后,对节能体系结构中不同层次所使用的节能策略进行了研究和实现,最后提出了融入功率控制思想的一种基于时隙的WSN节能算法,并在TARAX无线传感器网络平台中得以实现和运用。