随着信息技术的发展，基于IEEE802.15.4的低功耗无线个域网逐渐成为研究的热点，ZigBee、IETF等组织都在积极制定其相关技术标准，但截止目前，尚无统一、开放、成熟的网络互连标准。IPv6具有地址资源丰富、安全性高、移动性好等优点，将IPv6与基于IEEE802.15.4的低功耗无线个域网结合，构建6LoWPAN网络符合未来网络发展方向，具有深远意义。另一方面，低功耗无线个域网在存储资源、计算资源、能源等方面严重受限，因此IPv6现有的协议栈工作机制和安全机制无法直接应用在6LoWPAN中。 本文受到国家自然科学基金项目“可信传感器网络路由交换理论与关键技术”的资助，重点围绕6LoWPAN协议栈和安全机制进行了深入研究。 首先，论文在深入研究IEEE802.15.4基础上，结合现有IPv6协议，设计了6LoWPAN的IPv6链路本地地址和全球单播地址自动配置方案、IPv6组播地址支持方案、被动式重复地址检测机制和地址解析策略，提出了中间层分片机制，精简并改进了ICMPv6和ND协议，使IPv6在6LoWPAN微型节点上的实现变成可能。 其次，论文根据6LoWPAN网络的安全需求，分析了6LoWPAN网络上的安全挑战，在IEEE802.15.4安全基础上，提出了6LoWPAN安全体系结构，并设计了MAC层、网络层的安全机制及应用层密钥生成和密钥管理方案。在CC2420芯片硬件安全功能的支持下，给出了MAC层和网络层安全具体实现，并构建试验系统进行了验证。