物联网被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息技术革命，成为信息产业新一轮竞争中的制高点。本质上，物联网是互联网在感知层的延伸及在对物体通信和控制的应用，因此，其感知层是反映物联网特性的重要组成部分。由于物联网终端的海量增加，使物联网终端寻址问题成为热点，由于IPv6能解决海量终端的全球寻址问题，使得物联网与IPv6产生了紧密的联系。本文对基于IPv6的物联网感知层接入进行了深入的研究。本文提出一种基于IPv6的物联网接入网关方案，并以低成本、低功耗为原则，对网关各模块进行硬件选型及设计，包括MCU电路、网卡芯片、ZigBee硬件、TFT触摸屏电路以及外部存储单元电路。鉴于网关的硬件资源及处理能力有限，本文对TCP/IPv6协议栈进行裁剪设计，并在低成本硬件STM32F103VBT6嵌入式处理器上进行实现。由于ZigBee协议低功耗、低成本的特点，本文采用基于ZigBee2007协议规范的Mesh网状网络拓扑结构，完成了ZigBee无线传感网中的协调器、路由器及终端设备的实现。为方便外网IPv6用户对感知节点的直接寻址，本文提出ZigBee感知节点短地址的IPv6虚拟化方法，使每个ZigBee感知节点有唯一的虚拟IPv6地址。在此基础上设计了IPv6与ZigBee网络间通信协议，并通过对IPv6协议网络层ICMPv6协议的相关函数进行改进，实现了ICMPv6请求报文的转发、应答报文的回送等功能。本文采用UDP通信方式实现IPv6外网设备与ZigBee感知节点的通信，体现了低功耗的特性。本文对系统进行测试和结果分析，结果表明此物联网接入网关可成功实现外网IPv6设备直接采用ZigBee感知节点的虚拟IPv6地址进行直接寻址和传输数据。