无线传感器网络是一门将传感器检测技术,集成电路技术,无线网络技术等有机结合而成的新兴技术,正开始在智能家居、环境监测、国防兵工,抢险救灾,新型农业等领域崭露头角,得到越来越大的应用。作为一种新出现不久的网络系统,无线传感器网络具有微型化,规模化,资源少的特点,因此不能直接运用传统的网络协议栈,而需要有自己独有的协议栈和应用平台。本文结合无线传感器网络的应用特点,在综合考虑其微型化,规模化,资源少等特性后,给出了自己的无线传感器网络通信协议栈的总体结构和详细的分层设计方案,对传统的协议栈进行了一定的改进。MAC层将结合带应答和重传机制的载波侦听多点接入/冲突避免(CSMA/CA)机制,大大降低发生信号冲突的概率可能性。同时结合了优化的TPSN时间同步机制,在实现全网时间同步的基础上,网络中的节点能够进行休眠/侦听的间歇工作。而路由层协议将采取一种改进的LEPS算法——具有到汇聚节点传输成本最小的链路估计父节点选择路由协议,优化了无线传感器网络协议栈结构,提高了节点在网络中的生存时间。本文详细给出了无线传感器网络协议栈的总体设计及各个分层的功能、具体设计,为环境监测等应用提供了支持。本文最后在实验室的TinyOS实验平台对上述无线传感器网络协议栈的方案进行了测试,成功实现了所设计协议栈的各层功能,并能最后实现以中等规模组网,采集环境监测参数的应用。并且当节点情况有所变化时,能够实现路由的更新与自组织。