无线传感器网络(wireless sensor network，WSN)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和实用价值。由于其广泛的应用前景，引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视，并成为进入21世纪以来公认的新兴前沿热点研究领域，被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。　　 近年来，随着无线通信、集成电路、传感器及微电机系统(MEMS)等技术的发展，使得大规模生产体积小、成本低、具有数据收集、短距离无线通信和数据处理能力的传感器节点成为可能。技术条件的成熟和大量潜在的应用需求使得无线传感器网络受到人们越来越多的关注和重视。无线传感器网络正成为国内外无线网络研究的一个热点。　　 鉴于无线传感器网络的巨大应用前景，本文对当前国内外关于无线传感器网络的研究热点及研究进展进行了调查并对相关技术进行了分析研究，在此基础上重点对无线传感器网络节点的硬件结构进行了比较深入的研究，设计了针对环境监测应用的无线传感器网络节点硬件结构模型。由传感器、微处理器、无线收发器和电池四个部分组成的节点能够自组织成无线网络。分布在环境中的各节点能够感知多种信息，并通过网络将数据传送回主机。　　 本文主要工作和研究内容可分为五部分：(1)介绍了论文研究背景及无线传感器网络在国内外的研究现状；(2)分析了无线传感器网络的特点及其与目前常见无线网络的区别，介绍了无线传感器网络的关键技术及当前研究热点；(3)从体系结构的角度阐述了无线传感器网络的关键技术，主要介绍了无线传感器网络的结构、无线传感器网络节点的硬件结构及相关的网络协议；(4)在以上的基础上对无线通信技术和网络节点硬件结构进行了进一步的研究，给出了无线传感器网络的设计步骤，提出并设计了无线传感器网络的实验平台模型。(5)针对无线传感器网络的能量受限特点，对无线传感器网络的功耗进行了分析，对部分环节的功耗控制提出了相应解决思想。