无线传感器网络是当前国际上备受关注的研究热点。它由多种学科高度交叉,综合了传感器技术、无线通讯技术和计算机技术等,具有信息采集、传输和处理的能力。低成本、低功耗、应用简单的ZigBee网络的诞生为无线传感器网络的发展提供了机会,也为微控制器应用及相关产业的发展起到了促进作用。目前,基于ZigBee网络的实时定位问题也正越来越受到关注。本文在分析无线传感器网络和ZigBee网络相关知识和发展现状的基础上,研究了无线传感器网络的覆盖问题,归纳了覆盖模型的分类,建立了一个随机部署的二进制感知模型。在离散微粒群算法的基础上,提出了一种基于二进制的随机多目标PSO算法,并对感知模型进行覆盖优化。仿真实验结果表明,随机多目标PSO算法相对于遗传算法,在网络覆盖率和节点利用率相近的前提下,PSO算法的收敛速度更快。研究了新兴通信技术——ZigBee网络,分析了工作原理及其协议规范,并对ZigBee协议物理层、MAC层和网络层功能的设计与实现作了详细分析。在现有的ZigBee硬件方案中选择了TI公司提供的解决方案:CC2430/CC2431单片机,以其为核心芯片设计了基于ZigBee无线传感器网络的矿井定位系统。利用相关技术的硬件开发套件在室内组织了一个较为简单的定位实验,验证了用ZigBee网络进行井下室内短距离的实时定位具有一定的理论可行性。