随着无线通信技术、普适计算技术以及微机电技术的飞速发展，物联网作为连接物理世界与信息空间的桥梁加速融入到我们的日常生活中。通过物联网技术，能够将真实的物理世界信息化、网络化和智能化，从而实现任何时间、任何地点和任意资源之间的互联，即无所不在的计算以及无所不在的网络。然而在当前的物联网应用中，面向特定领域的专有应用系统占主导地位，尤其是异构的物联网设备采用的协议栈标准各异，直接导致了物联网信息孤岛的形成，阻碍了物联网系统的大规模应用。因此，如何为物联网系统设计一个通用水平的系统结构，为物联网设备提供统一的互操作接口标准，同时能够保证异构设备和平台间的资源服务灵活性是物联网研究的重点内容之一。　　现阶段的研究工作表明，面向物联网的轻量级的Web协议栈是实现物联网系统可扩展性、资源水平化共享和复用的重要途径之一，然而由于物联网与互联网的应用环境不同，将Web体系引入物联网必须要解决以下三个问题。(1)针对物联网中由于海量的异构设备带来的群组并发需求，如何设计Web体系中的的群组通信机制并优化并发网络性能;(2)针对物端设备的低占空比工作模式，如何提高休眠设备在物联网系统中的Web服务稳定性;(3)针对物联网中的资源受限设备，如何以较低的计算和能量开销实现物联网异构设备之间的通用Web数据交换。针对上述三个问题，本文结合个人域、应用域和公共域物联网应用的模式特点，对面向物联网的Web协议关键技术展开了深入研究。　　本文的创新性工作主要体现在以下3个方面:　　1.针对物联网海量设备引起的群组并发需求，本文提出了一种基于REST架构的Web并发处理方法——EasiREST。该方法的核心思想是基于传统REST架构下的四种操作原语(GET，PUT，POST和DELETE)提出两种新的并发原语(BRANCH和COMBINE)，用于群组并发请求与响应的拆分和合并。同时为了能够动态的实现群组命名和实体资源的表述，EasiREST在标准URI中加入时空属性，提出一种基于时空属性的物化URI机制。实验结果表明该并发处理方法能够有效减少数据的重复发送，与未采用群组通信机制的受限应用层协议CoAP对比平均降低节点18.5％的能量消耗。进一步在实现群组通信功能的基础上，针对群组通信中出现的能量不均衡问题，本文提出了一种面向群组通信的最大化网络寿命的请求-响应匹配优化方法——EasiMG，核心思想是将群组请求和响应节点看成两个待匹配的集合，基于时间和空间相关性，通过二分图的半匹配算法来优化请求与节点之间的搭配，实现节点的能量均衡消耗。具体的研究思路是首先建立一个基于RPL路由树的网络能量模型，提出最大化网络中的能量最小节点的问题，然后提出了基于广度优先搜索的胖树生成算法和路径压缩方法，把该问题规约成基于边权值的二分图半匹配问题(LBSMP)，因为LBSMP问题是一个NP完全问题，所以本文提出的问题也是一个NP完全问题。最后本文提出一种基于二分图增广路径的近似优化算法。实验结果显示EasiMG与同类方法相比能够平均提高29.11％的网络寿命。　　2.针对物联网端设备的低占空比工作模式，我们提出了一种支持低占空比的Web请求响应协同缓存方法——EasiPCC。低占空比环境下的设备休眠是引起端对端不稳定通信的重要原因，进而降低了Web服务的稳定性，因此本文首先为低占空比的物联网端网络建立了工作/休眠模型，基于该模型定义和计算了休眠指数，休眠指数反映了节点下一次进入休眠的概率;其次提出了基于新鲜度-频率的缓存数据替换策略，该方法综合考虑了数据的新鲜度和被请求的频率，并结合休眠指数，选择了最需要缓存的数据进行替换;然后设计了基于流行度重心的协作式缓存算法，通过节点的拓扑结构和节点被访问频率定义了节点流行度，受物理经典力学中重心计算方法的启发，我们将节点流行度看成每个节点所处坐标的重力，通过对多节点求解其重心获取最优的缓存位置;最后我们提出了基于三级缓存表查询的缓存发现机制来提高缓存命中率的方法。实验表明，该方法与同类方法对比能够平均提高21％的Web请求成功率，降低用户的请求-响应延迟48.6％，减少了34％的网络内部数据传输量。　　3.针对物联网设备资源稀缺问题，我们提出了面向物联网的轻量级Web数据交换方法——EasiDEF。该方法首先分析了物联网应用的数据特点，将数据类型归纳为单次请求数据和周期连续上报数据两种常见形式。针对单次出现的数据请求采用三级压缩机制:第一级，给出了一种XML文件的序列化方法，即保留了XML的通用性又实现了数据压缩;第二级，提出了一种将XML文件的字符串标签转化为占用空间小的数值标签的字典映射机制;第三级，设计了一种基于元串的改进LZW压缩算法。通过对单次数据类型的三级压缩，实验数据显示与轻量级的Efficient XMIL(EXI)方法对比在具有同等处理速度的情况下，能够平均提高2-3倍的压缩效果。同时针对周期连续上报数据类型，提出了一种增量式压缩算法，对于数据包中的固定内容进行检测，避免多次冗余传输。实验结果表明在周期数据上报的场景中，EasiDEF与同类方法对比能够平均提高5-10倍的压缩效果。因此说明在保证方法低开销的前提下，EasiDEF可有效压缩XML文件，降低数据传输量，能够在物联网的资源受限环境中支持通用的Web数据交换。　　基于上述三方面的研究工作，本文形成了一种基于REST架构、支持群组通信、支持低占空比工作模式和轻量级数据交换的物联网Web协议——SeaHTTP，该协议的技术优势包括:1）能够支持群组通信功能并优化群组通信性能;2）支持低占空比环境下的稳定Web服务，保证请求成功率的前提下提供实时服务;3）协议传输的数据内容采用轻量级Web数据交换方法表示，在保证数据交换通用性的情况下降低了数据传输量。最后本文以智能家居系统为核心，结合个人健康监护系统和室外环境监测系统，形成一个包含个人域、集体域和公共域物联网范例应用在内的综合验证系统，对面向物联网的Web协议进行了系统级应用验证。