为了对大气水资源进行高效的开发利用从而缓解我国水资源短缺的问题,华中科技大学开展了基于带电粒子催化的人工降雨雪技术的相关理论和实验研究。在开展降雨雪实验过程中为了对在野外自然环境中开展的降雨雪实验效果进行评估,需要对应用于实验示范区内气象水文监测的无线传感网络技术进行研究。本文从野外部署无线传感网络的实际需求出发,提出了一套基于能效优化策略的自组织无线传感网络系统的实现方案。首先,基于软件定义网络思想给出了无线传感网络系统的软硬件架构。在此基础上,设计了基于事件机制的无线传感网络控制协议——CFET Device协议,提出了网关和数据节点的任务处理机制、感知网络基于注册模式的自主接入机制以及系统的感知数据采集模型。随后,给出了网关和数据节点的具体软硬件实现方案。紧接着,对无线传感网络的能效优化方案进行了详细说明,分别从单个数据节点节能角度和网络整体能量均衡角度,设计并实现了数据节点的休眠调度机制和感知网络的动态路由权限管理机制。最后,对提出的无线传感网络系统的功能进行了实际测试,并在此基础上开展了降雨雪试验早期的数据采集工作,同时对系统的节能性能进行了模拟仿真评估,验证了本文所述方案的可实施性,同时证明了系统拥有良好的节能性能。本文提出的基于能效优化策略的自组织无线传感网络系统有效地解决了监测区域内感知数据的实时获取问题,并在实现数据节点自组织接入系统基础上引入了适用于无线网络的能效优化策略,有效地提高了无线传感网络的能量效率,延长了系统的生命周期。