无线传感器网络技术应用前景非常广阔,在医疗、农业、环境、军事、侵入监测、轨迹跟踪、机器故障等不同应用领域开始显现出了巨大的潜力。无线传感器网络中的通信协议栈属于网络底层关键技术之一,是通信系统中不可分割的重要组成部分,是使得传感器网络应用能够进行交互的关键所在。本文基于ZigBee技术提出了一种可移植性强、提供良好编程接口的无线传感器网络通信协议栈的设计与实现,其目的是为了降低开发传感器网络应用的难度,同时也可为研究人员研究无线传感器网络效能、改进通信协议提供一个坚实基础。本文设计的无线传感器网络通信协议栈具有理论和应用上的意义。本文着重介绍了协议栈的MAC层、网络层的设计与实现。设计实现的MAC层在数据服务上支持直接传输与间接传输,支持CSMA/CA机制接入信道；在管理上,支持信道的扫描、数据请求、关联等功能。网络层支持网络的建立、加入、离开、网络地址分配等网络管理功能,支持网络数据的单播及广播服务等数据服务功能。网络层的路由管理支持多对一、分级路由、最小路由成本等路由策略。本文在以射频芯片CC2531为核心硬件平台上,进行了协议栈的性能指标测试：MAC层主要进行链路的数据传输吞吐量与丢帧率等性能指标的测试；网络层主要进行自组织网络能力、路由算法反应能力、端对端网络时延及传输成功率等性能指标的测试。