我国“十二五规划”明确指出要全面布局战略性新兴产业,大力发展新一代信息技术。物联网作为新一代信息技术的重要组成部分,早已成为全球研究热点,而无线传感器网络正是物联网最直接的应用体现,所以研究无线传感器网络具有重大意义。传感器节点是构成无线传感器网络的基础,是无线传感器网络的协议、机制、算法的载体,是实现无线传感器网络的信息感知、数据处理和无线通信的基本单元,所以传感器节点是无线传感器网络的研究基础。无线传感器网络节点数量庞大,如何保证每个节点公平的共享信道资源,就涉及到MAC协议了,无线传感器网络与应用相关,不同的应用对网络性能的要求不同,所以不能采用统一的MAC协议,因此MAC协议的设计也是无线传感器网络的关键所在。本文以无线传感器网络硬件节点和MAC协议为主要研究对象。首先对无线传感器网络的定义、体系结构、特点、关键技术及应用前景等进行研究概述,提出文章的研究目的及意义。第二章通过查阅相关文献对国内外经典WSN节点研究学习后,设计出无线传感器网络硬件节点平台。按照数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块和电源模块的模块化思想来构架整个节点,然后通过对比分析,选择合理的MCU和RF芯片。从低能耗、低成本、高集成度和高处理能力等角度综合考虑,选择Atmel公司的ATmega128L8位单片机作为处理器核心；从频段使用、低功耗、低速率、高灵敏度等角度综合考虑选择TI-chipcon公司的CC2420射频芯片作为收发器的核心。然后围绕核心模块,设计电路原理图及各部分接口电路,利用EDA绘图软件Protel DXP2004绘图,按照原理图制作PCB板,制成实物,最后对节点进行调试,实现数据采集、节点间通信以及节点与PC机的通信。第三章从网络公平性及信道资源利用率的角度出发,采用多业务和概率检测联合控制的思想,设计一种新的无线传感器网络MAC协议：多业务概率检测随机多址接入MAC协议。使用平均周期分析法对系统进行数学建模、理论分析,得出单个业务和整个系统的吞吐量解析式,并用MATLAB对该协议进行了性能分析。最后对全文总结展望,指出本文需要改进的地方以及接下来要继续深入的工作。