无线传感器网络作为联系物理世界与信息世界的桥梁,极大的扩展了现有网络的功能和人类认识世界的能力,在战场监视、环境监测、智能家居等领域有着广阔的应用前景。如果无线传感器网络能够支持移动性,其应用范围将更加广阔并可使网络性能显著提高。但对于计算能力、存储容量、可用电量受限的无线传感器网络来说,设计一个高效的移动性解决方案是一个很大的挑战。本文在分析无线传感器网络MAC层及网络层协议的基础上,提出了能支持移动性且有良好扩展性的双层异构网络结构,设计了符合无线传感器网络特点的实时操作系统及通信协议栈,并对无线传感器网络中的关键支撑技术做了详细的阐述。为使无线传感器网络能提供一定的服务保障机制并支持移动性,提出了根据用户运动状态及业务类型划分优先级的区分服务方案,并通过移动用户运动状态预测算法及资源预留机制为移动用户提供快速切换解决方案。在硬件平台上实现了有实时性响应的通信协议栈及有服务保障的快速切换算法,并验证了本文提出的移动性解决方案能为用户提供低切换时延,低丢包率及有服务保障的快速切换服务。