现如今,物联网技术飞速发展,面向物联网中传输距离较长、低成本以及低功耗的无线传输需求,低功耗广域网技术(LPWAN)应运而生。作为其中的佼佼者,NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)无线传输技术因为其覆盖更加广阔、功耗更加节省、工作于授权频谱等无可比拟的优点在众多低功耗广域网技术中脱颖而出。NB-IoT无线传输技术自诞生至今也才只有短短三年时间,国内外关于NB-IoT的研究还处于十分匮乏的状态。通过文献调研,本文首先介绍了课题研究的背景及意义,详细阐述了物联网和NB-IoT技术的产生和发展现状,接着从NB-IoT的技术层面研究了NB-IoT的网络架构与关键接口,在若干物联网因素下对LoRa、Sigfox及NB-IoT三种当前应用较广泛的LPWAN技术进行了对比,展示了NB-IoT的技术优势与各种LPWAN技术的适用情境,同时分析指出了万物互联时代NB-IoT情境下对安全性的迫切需求。透传模块是物联网节点设备与网络服务器进行数据交换的核心部分。针对NB-IoT情境中数额庞大的、采用电池供电的设备终端对低功耗性能的需求,通过软件和硬件电路设计了一款基于NB-IoT的低功耗的透传模块,模块同时支持CoAP模式和UDP模式,通过实验验证了其能实现串口设备与网络服务器之间的数据双向透明传输,同时达到较为理想的低功耗特性,在低功耗模式下工作电流更是低至50μA。最后,针对NB-IoT终端资源受限情境下的安全需求,从算法处理效率和内存开销两个因素讨论了LED、TWINE与GOST三种算法,并与传统的DES算法和AES算法进行了横向对比,结果显示了轻量级密码算法不管是处理的效率还是占用的内存资源都有显著的优势,因而更适合用于NB-IoT技术的安全防护。