物联网描绘了一种能够实现人和物、物和物之间的自动化信息交互和处理的智能网络蓝图。M2M（Machine to Machine）作为物联网的一种实现技术，已经得到了广泛的研究，各项技术以及标准也越来越成熟。而M2M的底层感知网络要实现与上层传输网络互通，需要借助于网关。目前的IP（Internet Protocol）网关虽然功能强大、稳定，但是不适用于资源受限的环境，因此设计一个功能全、功耗低、体积小、兼容性好的M2M网关是很有必要的。此外，由于M2M终端资源的限制，传统web传输协议HTTP（Hyper Text Transport Protocol）并不能很好的适应M2M应用。因此，对应用于受限环境的CoAP（ConstrainedApplicationProtocol）协议展开研究也有积极的意义。在此背景下，论文就以下方面展开工作：（1）首先分析了M2M技术，介绍了M2M的研究现状、系统架构、应用示例，并提出了M2M发展存在的问题和对应策略；（2）接着介绍了Digi网关开发套件的开发过程，在借鉴该网关产品的功能和原理的基础上，提出本课题的网关功能设计理念，并进行相关模块的设计；（3）研究了Contiki操作系统，包括该系统的事件驱动和轻量级线程机制、文件系统、应用编程和协议栈，介绍了仿真工具Cooja；（4）对CoAP协议进行了详细的分析和研究，包括消息语义、请求/响应模式、代理和缓存、资源标识和定位、安全性等，并与HTTP进行对比研究；（5）研究了CoAP协议在Contiki系统中的基本功能实现，并利用Cooja进行了验证仿真。论文的主要意义在于：针对M2M底层感知网络与传输网络间的通信，提出了一种可行的M2M网关硬件设计方案和软件系统架构，并实现了适用于资源受限环境的、开销小的CoAP协议的基本功能。