人类进入21世纪以来，微电子机械系统(Micro-electro-mechanism system，MEMS)、计算机、通信、自动控制和人工智能等学科的飞速发展孕育了一种新型的测控网络——无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)。无线传感器网络作为新兴的测控网络技术，是能够自主实现数据采集、融合和传输应用的智能网络应用系统。无线传感器网络是逻辑上的信息世界与真实的物理世界紧密结合，从而真正实现“无处不在的计算(普适计算)”模式。无线传感器网络技术是一项涉及多门前沿学科发展的综合性技术，在基础理论和工程技术两个层面向科技工作者提出了大量的挑战性研究课题。目前在节点硬件平台的研究比较少，很多采用国外产品，同时节点的扩展性不强，供电管理节能策略不成熟难以实现更小的功耗。因此本文主要对无线传感器网络节点硬件平台进行了深入分析和研究。在研究和分析目前相关的无线传输技术、存储技术、传感技术、嵌入式处理器及电源处理等技术的基础上，结合国内外最新的研究成果，提出了无线传感器网络的体系结构，设计了低功耗可扩展无线传感器网络节点。论文详细介绍了由Zigbee传感器，无线局域网(WLAN)构成的一种无线传感器网络在医疗监护中的应用。在本系统中，节点和基站设备所使用的近距离通信标准为802．15．4／Zigbee标准，同时本系统中的基站设备可以采用多种接入方式进行远距离数据传输，包括直接通过Internet连接其他医院的系统、用网关实现外部有线网络与WLAN之间的通信。该系统可以应用于家庭以及医院病房，构成远程的家庭、社区以及医院的医疗监护系统。在此基础上，笔者设计了利用Zigbee技术的无线传感器网络的可行性试验系统，并对该系统的硬件平台即网络节点的设计与实现作了详细论述。在节点的设计中，包括生理信息与数据采集单元、中央处理单元、无线数据通信单元、电源单元等部分组成；生理信息与数据采集单元负责监测被监护对象的生理信息的采集、调理和数据转换；中央处理单元负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理、任务管理等；无线传输单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据。围绕CC2420和MSP430F149两个核心器件，以PVDF传感器为信息采集前端，提取脉搏信号，经由电荷放大、滤波、上频陷波、信号整形等调理电路，传输至MSP430单片机进行处理后，再由CC2420为核心的射频模块无线发送至远端节点，远端节点将接收到的信息传递给后端的主机，将患者的生理数据贮存并分析。该试验系统目前可以实现基本的远程健康监护功能，如对四大体征参数之一——人体脉搏的监护等。试验系统由协调器和若干节点组成，节点分别佩戴在不同实验员手臂上，协调器布置在实验室的远端角落，采集各个脉搏数据，采集的数据通过自组织网络传到协调器，再由协调器上传给主机。实验效果良好。无庸置疑，上述远程健康监护功能的实现对捕获心血管等病理现象的早期征兆，提高突发疾病发现率和救护率有着重大的意义。