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随着无线通信、传感器技术、嵌入式应用及微电子技术的快速发展,人们可以很方便的获取周围所需的信息,为无线传感器网络的发展提供了广阔的前景。由于IEEE802.15.4标准协议具有低速率、低功耗、低成本等技术优势,因此非常适用于远程的智能监控系统、智能家居控制系统、智能矿山、智能城市等。IEEE 802.15.4标准协议旨在为小范围内不同设备的通信的互连提供开放的标准。IEEE 802.15.4标准协议这些特点使其成为很多高校和研究机构研究的热点,研究比较成功的代表是Zigbee协议,Zigbee协议栈就是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的,定义了协议的MAC和PHY层。目前,很多科研机构及公司还在继续研究IEEE 802.15.4标准协议。一方面,虽说IEEE 802.15.4标准协议已经发展多年,但是还存在有待优化和改进的地方；另一方面,很多公司虽然提供了IEEE 802.15.4标准的源代码,但是在关进模块均是以库的形式给出的,没法看到他们设计的思路及实现的过程。此外,虽有很多公司在研究,但都是专注于其公司特定的硬件平台的,并没在其它平台上进行设计和实现,比如本文采用的Atmega128L平台。鉴于上述原因,本文在自主设计的硬件平台Atmega128L上,对国际标准协议IEEE802.15.4进行了设计、优化及实现。为了提高协议的可扩展性,在该标准协议的实现中,本文采用了有限状态机的设计思想,把复杂的逻辑处理分离开来,用状态及变换来表示其复杂的交互过程。为了论证设计的状态机的正确性,本文提出了一种基于图论中的深度优先遍历的深度优先隔代清除算法,实验结果表明设计的有限状态机是符合IEEE802.15.4国际标准的、是正确的。为了提高协议的灵活度,降低节点的能耗,本文设计并实现了一种基于自适应CAP和CFP的调节和管理方法。该方法是根据上层不同的应用对CAP和CFP进行智能调节,实践应用结果表明,该方法有效的降低了节点能耗,并适合某些特定的上层应用。本文的设计思想对IEEE 802.15.4标准协议的理论和应用研究具有一定意义,IEEE 802.15.4标准协议的实现其继续完善和扩展也具有重要的作用。