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本论文根据ZigBee无线传感器网络项目的要求，以TinyOS嵌入式操作系统为软件平台，设计并实现了基于树状拓扑结构的Zigbee协议栈。论文介绍了当前无线传感器网络的研究进展和Zigbee技术，分析了Zigbee无线网络的体系结构，研究了IEEE802.15.4标准及Zigbee联盟共同制定的协议规范中物理层、MAC层、网络层和应用层的功能，根据实际需要对协议规范做了一些改进。在对TinyOS系统进行深入学习的基础上，根据本项目的硬件资源，设计并实现了一个结构清晰、执行特定任务的协议栈。论文详细阐述了协议栈的层次化设计方法和各个功能模块的实现过程。基于TI公司的CC2430芯片构成的硬件系统和TinyOS操作系统构成的软件平台，协议实现了根节点和普通节点两种不同的工作流程。普通节点负责环境数据的周期性采集和汇聚，根节点负责完成网络的建立和维护，数据最终交由上位机的无线网络监控系统进行处理。工作的最后对该协议栈进行了组网通信验证。本论文根据项目硬件资源设计实现网络协议栈的软硬件结合的设计方法，对今后Zigbee无线传感器网络的研究和应用有一定的参考价值。