随着微电子技术、传感器技术、无线通信技术的迅猛发展,无线传感器网络技术也取得了飞速的发展,尤其在智能家居、井下定位、智能抄表、铁路监测等场合的成功应用鼓舞着人们对无线传感器网络技术进行更深入的探索。针对无线传感器网络具有低功耗的需求,本文设计了基于ZigBee的无线传感器网络低功耗节点,完成了低功耗节点的软硬件设计以及协议栈低功耗设计,并通过相关实验测试了节点的性能。本文首先选用集射频收发功能和数据处理功能于一身的JN5148模块作为节点的射频模块,结合SHT15低功耗器件和电源模块,完成了整个低功耗节点硬件的设计工作,同时设计了基于DS2784电量计IC的功耗监测电路,用于功耗监测实验。其次在低功耗节点硬件设计的基础上,本文完成了低功耗节点软件的设计工作,包括网络建立程序设计和基于心跳包机制的ZigBee网络维护程序设计,并完成了基于节点度的无线传感器网络拓扑控制方案设计。本文还对节点协议栈的MAC层、网络层和应用层进行了低功耗方案设计,提出了一种基于LQI的WSN动态功率控制方案,并采用三次指数平滑算法对LQI进行平滑预测,改善了LQI波动较大的缺陷,适用于节点平稳的动态功率控制。本文还设计了基于功率控制信息表的低功耗路由算法和应用层节点休眠机制,来进一步降低节点的功耗。本文最后对所设计的低功耗节点进行了测试,包括基于LQI的WSN动态功率控制方案的性能测试和改进的低功耗路由算法的性能测试,验证了所设计的低功耗节点的有效性、节能性和实时性,达到了预计的设计目的。