随着我国“十二五”规划的推动部署，物联网技术得到了快速的发展，物联网在各个领域的应用也得到了较大的推广。无线传感器网络作为物联网的重要组成部分，在智能传感器、无线监控等方面得到了广泛的关注。ZigBee技术作为一种新型的短距离无线通信标准，随着其标准的逐渐完善，近年来也得到了广泛的研究与应用。目前而言，市面上也出现了基于ZigBee技术的无线网络系统，但整套解决方案价格较为昂贵，很多厂家的ZigBee无线网络单独进行数据采集，然后通过串口或者USB口与电脑进行数据交互，其通信距离大大受到限制；此外即使有些方案提供外网数据传输，基本上都是使用GPRS模块来搭建，由于GPRS心跳间隔以及移动网络的稳定性问题，使得有时候会出现网络暂时掉线的现象。基于上述原因，本文设计了加工成本低、传感器接口丰富的ZigBee无线网络节点，同时结合应用场景设计了ZigBee-TCP/IP网关，基本可以满足国内市场对基于ZigBee技术的无线网络的应用需求。本文首先对ZigBee技术的研究现状进行了分析，并对ZigBee协议栈的工作原理进行了剖析，分析了基于Z-STACK协议栈的编程模型及机理。其次，提出了基于ZigBee技术的无线传感器网络总体设计方案，并对各功能模块进行了分析，并给出了具体的设计原理图；具体分析了ZigBee-TCP/IP网关的设计原理以及各个功能模块的硬件电路。此外，文中对印制板天线进行了理论分析、仿真，并进行了加工测试，并对影响天线性能的几个参数进行了分析。实测表明，该天线能够满足基于ZigBee的无线传感器网络对天线性能的要求。然后，在具体硬件电路设计的基础上，进行了相应的系统软件设计，包括ZigBee无线传感器网络节点软件和ZigBee-TCP/IP网关软件设计；其中，重点突出了基于ZigBee协议栈的编程方法以及嵌入式操作系统、嵌入式TCP/IP协议栈以及嵌入式文件系统和嵌入式图形用户界面的移植原理和方法，并给出了具体移植范例。最后，对系统进行了测试，并对测试结果进行了分析。