无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)是由大量的具有采集、处理和传输功能的节点所组成,这些节点普遍具有处理能力和存储能力受限的特点。它们通过多跳自组织的方式形成网络,以完成特定的应用场景需求。目前,ROLL (Routing Over Low power and Lossy networks)工作组正致力于研究一种适用于低功耗有损网络的IPv6路由协议——RPL (IPv6Routing Protocol for Low-power and lossy networks)路由协议。RPL路由协议针对无线传感器网络的特点,提出了合理利用传感器节点资源以构建拓扑和路由数据的方法。传统的路由方法为链路层路由,不便于管理和维护,与其他网络的互操作性差,而RPL路由协议恰好弥补了传统路由方法的这一不足。因而,本文在深入分析RPL路由协议性能的基础上,提出了一种改进方案,并进行了实现和验证。论文主要工作如下：论文首先深入研究了RPL路由协议各功能模块的技术细节,并在实验室现有传感器设备上进行了工程实现,然后通过实际组网进行功能测试,结合linux下COOJA工具进行仿真完成性能测试,从存储开销、能耗开销、发送时延和自我修复能力等方面对RPL路由协议进行了性能分析。在深入研究和分析RPL路由协议的基础上,结合无线传感器网络自身的特点,提出了一种基于地址编址的IPv6无线传感器网络的低功耗分区域复合型IRPL (Improved IPv6Routing Protocol for Low-power and lossy networks based on addressing)路由协议。该改进型协议在RPL路由协议的基础上引入层次化编址,充分利用层次编址的优势,缩减数据包长度,减少能量消耗；引入异构网络使路由功能集中在某些功能较强的节点上,提高了传输效率和整个网络的生存时间。本文详细描述了该设计的主要思想、设计中所涉及的主要报文格式以及路由拓扑的构建过程和数据在网络中的路由过程,并给出了关键机制的方案设计和模块实现过程。随后,在北京交通大学下一代互联网互联设备国家工程实验室自主研发的IPv6微型传感器节点MSR6680上成功地对IRPL路由协议进行了工程实现,并搭建了测试环境对IRPL路由协议进行功能验证。验证包括：IPv6微型传感路由器和IPv6微型传感器节点加入网络的过程、网络的拓扑构建过程、数据包在网络中的路由转发过程,以及网络在出现部分链路故障后,IRPL路由协议的自我修复机制。通过测试验证了IRPL路由协议能够正常而稳定地运行。最后,对本文的工作进行了总结,并指出了下一步需要改进的工作。