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随着物联网技术的快速发展及新业务的不断涌现，针对无线传感器网络（WirelessSensor Network,WSN）特定结点的直接访问、控制和管理在未来的应用中将显得越来越重要。将IP技术与传感器网络相结合，能把TCP/IP协议上面成熟且丰富的应用、移动性、安全性等特性应用于传感器网络，从而实现WSN无缝连接到Internet，便于WSN的统一管理。IPv6取代IPv4已是大势所趋，将IPv6应用于传感器网络已成为国内外研究的热点。本文首先阐述了IPv6协议和6LoPWAN关键技术，然后对ContikiOS的实现进行了深入研究。结合ContikiOS，设计了一种基于6LoWPAN的IPv6传感器网络架构，通过自行设计的IPv6网关，IPv6传感器网络既可以接入Internet，也可以与其它区域的IPv6传感器网络通信。然后具体介绍了IPv6接入网关、传感器节点和多种传感器模块的设计与实现，并对网络整体性能进行了理论分析。最后构建实际测试环境进行了传感器网络时延、吞吐率、丢包率测试和远程通信测试，该网络系统在保证网络通信质量的前提下，满足IPv6通信需要，测试结果表明，该方案具有一定的实用性和可行性。