无线传感器网络是一种由大量传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络,主要用于医疗、军事、工业控制及环境监测等领域。随着无线传感器网络的发展,无线传感器网络与IP网络互联的需求变得越来越迫切。互联网工程任务组IETF于2004年成立的6LoWPAN(IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks,基于lPv6的低功耗无线个域网)工作组就致力于解决IPv6网络与无线传感器网络融合中存在的问题。该工作组在网络层和数据链路层之间添加了一个的适配层,提供分片重组、报头压缩和解压缩等功能,以实现IPv6数据包在IEEE 802.15.4网络中的传输,进一步实现无线传感器网络与IP网络之间的无缝连接。本论文根据6LoWPAN工作组的众多标准和草案,设计和实现了基于星型无线传感器网络的6LoWPAN协议栈,并进行了完备的测试,证明了该设计和实现的正确性。由于6LoWPAN网络具有临时随机性布设、节点数量众多等特点,为每个无线传感器节点手工配置地址在许多情况下是非常困难,甚至是不可能的,因此无状态地址自动配置对于6LoWPAN网络来说是一项非常必要的功能。无状态地址自动配置需要邻居发现协议的支持。邻居发现协议作为IPv6协议族的关键协议,却不能直接运行在LoWPAN网络上,这是因为邻居发现协议大量的使用组播报文与无线传感器网络低功耗、低资源需求的特点相违背。因此,本文在保证邻居发现协议基本功能的前提下,提出了修改和优化邻居发现协议的方案。论文首先介绍了无线传感器网络的技术概况和发展趋势,然后简要分析了与6LoWPAN网络密切相关的IPv6协议和IEEE 802.15.4协议。参考6LoWPAN工作组发布的众多协议和草案,详细讨论了6LoWPAN的核心技术：适配层帧格式、适配层分片和重组、报头压缩、网状网路由支持和IPv6地址映射机制等。结合CC2420网卡驱动,在Imote2上设计并实现了一个基于星型网络的6LoWPAN协议栈,并分析网络的整体架构,阐述协议栈的实现方法,最后对该协议栈进行了测试。测试结果表明,该系统工作正常,能够实现IEEE 802.15.4网络与IPv6网络的无缝连接。论文针对低带宽、低功耗的6LoWPAN网络提出了IPv6邻居发现协议的优化措施,主要包括通过优化路由器、前缀及参数发现过程来限制路由器请求报文和路由器公告报文的发送,减少或避免重复地址检测功能、地址解析功能和重定向功能的使用,采用数据链路层的可达性检测来代替邻居发现协议的邻居不可达检测等一系列裁剪和优化措施。最后,总结本文所做的工作,并对下一步工作提出展望。