无线Mesh网络是近年来无线通信领域兴起的一个新的研究热点。传统星型拓扑的无线网络结构简单，覆盖范围小，链路冗余度差，可靠性低，拓扑扩展不便，无线Mesh网络拥有网状拓扑结构，可以弥补星型网络的这些不足。目前已有的无线网络协议无论是无线个域网IEEE802.15.3，IEEE802.15.4还是无线局域网IEEE802.11都不支持Mesh结构。本文专注Mesh结构无线网络协议研究与实现，首先综合分析了Mesh网络的相关背景和研究进展，对低速无线个域网Mesh协议进行了分析和研究，设计了一种Mesh结构无线传感器网络系统，给出了硬件和协议实现过程和结果，最后研究了Mesh网络的扩展应用设计。 本文主要分为六章，包含了协议研究，软硬件设计实现，以及应用设计。其中，第二章后半部分和第四、五、六章为本文的重点。 第一章绪论，阐述了Mesh网络产生的背景，Mesh网络的特点，Mesh网络与Ad Hoc网络的区别，介绍了目前Mesh网络的研究进展，综合分析讨论了各种标准对Mesh结构网络的支持情况。 第二章主要研究低速率无线个域网Mesh协议。详细分析了IEEE802.15.4以及对其Mesh结构支持的改进，重点研究了不同的关联准则对不同拓扑结构和不同业务类型的网络的平均路由跳数和负载公平性的影响。 第三章研究并设计了Mesh结构的无线传感网硬件平台的实现方案，包括设计思路，网络结构，节点原理图，PCB版图等。为进一步在其上实现Mesh相关协议提供了操作平台。 第四章研究在硬件平台上实现Mesh结构传感器网络相关协议的关键技术过程。主要包括协议分层实现机制，消息机制，MAC层协议的实现，Mesh层协议的实现，以及用到的嵌入式软件开发环境和数据库的实现。 第五章研究了Mesh网络扩展应用的设计。首先设计了三种应用，包括无线Mesh城域网原理设计，Mesh结构智能交通系统的原理设计以及Mesh结构在家庭网络中的应用。之后作为本章的重点研究并实现了部分基于嵌入式系统技术的Mesh无线网络试验平台，及部分测试工作。 最后总结了全文的工作，并对进一步工作做了展望。