将IPv6技术应用于物联网感知层需要解决一些关键问题，包括以下几个方面。
——IPv6报文过大，头部负载过重。必须采用分片技术将IPv6分组包适配到底层MAC帧中，并且为了提高传送的效率，需要引入头部压缩策略解决头部负载过重问题。
——地址转换。需要相应的地址转换机制来实现IPv6地址和IEEE802.15.4长、短MAC地址之间的转换。
——报文泛滥。必须调整IPv6的管理机制，以抑制IPv6网络大量的网络配置和管理报文，适应802.15.4低速率网络的需求。
——轻量化IPv6协议。应针对IEEE802.15.4的特性确定保留或者改进哪些IPv6协议栈功能，满足嵌入式IPv6对功能、体积、功耗和成本等的严格要求。
——路由机制。IPv6网络使用的路由协议主要是基于距离矢量和基于链路状态的路由协议。这两类协议都需要周期性地交换信息来维护网络正确的路由表或网络拓扑结构图。而在资源受限的物联网感知层网络中采用传统的IPv6路由协议，由于节点从休眠到激活状态的切换会造成拓扑变化比较频繁，导致控制信息将占用大量的无线信道资源，增加了节点的能耗，从而缩短了网络的生存周期。因此需要对IPv6路由机制进行优化改进，使其能够在能量、存储和带宽等资源受限的条件下，尽可能地延长网络的生存周期，重点研究网络拓扑控制技术、数据融合技术、多路径技术、能量节省机制等。
——组播支持。IEEE802.15.4的MAC子层只支持单播和广播，不支持组播。而IPv6组播是IPv6的一个重要特性，在邻居发现和地址自动配置等机制中，都需要链路层支持组播。所以，需要制定从IPv6层组播地址到MAC地址的映射机制，即在MAC层用单播或者广播替代组播。
——网络配置和管理。由于网络规模大，而一些设备的分布地点又是人员所不能到达的，因此物联网感知层的设备应具有一定的自动配置功能，网络应该具有自愈能力，要求网络管理技术能够在很低的开销下管理高度密集分布的设备。
IPv6技术是目前现实可行的下一代网络演进技术，上述关键问题的解决将推动IPv6技术在物联网感知层的应用，加快物联网业务应用的部署。