1.一种适用于WIA-PA网络的IPv6报文传输系统,包括应用层、网络层、数据链路层以及物理层,其特征在于,还包括位于应用层和网络层之间的传输层,而且所述网络层还包括互联网层及WIA-PA网络层;所述互联网层位于网络层的上层,相应的WIA-PA网络层位于网络层的下层;其中应用层:主要定义了通信服务,采用WIA-PA标准应用层协议,以支持工业环境中分布式应用的多个对象之间的通信,其中数据通信服务主要包含三种类型的通信模式:客户端/服务器通信模式、发布/订阅通信模式和报告通信模式;
传输层采用UDP协议,其提供介于网络层和应用层之间的服务,同时完成UDP报文的封装和解析、UDP连接的建立和销毁;
网络层分为网络层上层以及网络层下层,其中网络层上层为互联网层,其由IP层和适配层组成,IP层用于对IPv6报文进行封装、地址解析、提供移动性支持,同时无状态地址自动配置也在该层实现,适配层完成IPv6帧头压缩机制以及消息值的填充;网络层下层为WIA-PA网络层,其为WIA-PA标准网络层,同时用于完成MESH子网的路由以及寻址;
数据链路层以及物理层采用基于IEEE802.15.4标准,其中数据链路层主要负责无线射频信道的访问、设备的入网,物理层则完成无线射频收发器的启动和终止、能量探测、信道选择。
2.一种基于权利要求1所述系统的适用于WIA-PA网络的IPv6报文传输方法,其特征在于,包括IPv6前缀与地址分配步骤及基于IPv6地址的报文通信步骤,其中IPv6前缀与地址分配步骤如下:
201、网关设备周期性的发送信标帧给现场设备,现场设备监听网络中的可用信道;
202、现场设备选择发出信标帧的网关设备作为簇首,同时构造相应的加入请求并发送给网关设备,其中加入请求命令帧中WIA-PA网络层帧控制域bit5置位1,则该网络层命令帧支持IPv6网络层命令帧;
203、网关设备接收到加入请求后,分配相应的16位短地址并转发带有短地址的加入请求给网络管理者;
204、网络管理者接收到转发加入请求之后,其根据网关分配给设备的短地址,分发IPv6地址与前缀给现场设备,网络管理者构造IPv6增强型加入响应命令帧给网关设备;
205、网关设备接收到网络管理者发送的IPv6增强型响应命令帧后则转发给现场设备;
206、现场设备接收到网关设备转发的IPv6增强型加入响应命令帧后,根据网络管理者分发IPv6地址的方式进行处理,首先通过判断入网状态查询是否入网成功,若失败则重新完成入网过程,若成功入网则继续处理该命令帧中包含的短地址,同时对网络管理者所分发的IPv6地址与前缀进行处理;其中,现场设备根据网络管理者所分发IPv6地址或前缀的方式进行处理:基于IPv6地址的报文通信步骤如下:
207、当得到了IPv6地址以后,在网络层对上层数据进行解析,通过解析数据中的IPv6地址得出短地址,根据网络管理者所分发的IPv6地址或前缀方式不同网络层具有相应的解析短地址方式,主要分为以下三种:a.IPv6地址由全网统一前缀配置,则网络层通过根据IPv6地址的配置方式解析出短地址,再装载网络层负载、帧头并通过底层将IPv6数据报文发送出去;
b.IPv6地址由全网不统一前缀配置,则网络层通过根据IPv6地址的配置方式解析出短地址,再装载网络层负载、帧头并通过底层将IPv6数据报文发送出去;
c.IPv6地址直接由网络管理者配置,则网络层通过查询地址转换表得出相应的短地址,若未查询到对应的短地址,则通过发送查询短地址请求命令帧给网络管理者以获取短地址,同时更新设备的地址转换表,最后装载网络层负载、帧头并通过底层将IPv6数据报文发送出去。
3.一种根据权利要求2所述的适用于WIA-PA网络的IPv6报文传输方法,其特征在于,所述网络层中增加了五种IPv6命令帧,分别为:IPv6增强型加入响应命令帧:用于获取网络管理者分配的IPv6地址或前缀;查询IPv6地址请求和响应命令帧,用于设备通过短地址来查询对应的IPv6地址;查询短地址请求和响应命令帧,用于设备通过IPv6地址来查询对应的短地址。
4.一种根据权利要求2所述的适用于WIA-PA网络的IPv6报文传输方法,其特征在于,步骤206中的现场设备在入网过程中通过网络管理者分发的IPv6地址或前缀来配置自身的IPv6地址,其中网络管理者分发IPv6地址或前缀的三种方式分别为:全网统一前缀、全网不统一前缀以及IPv6地址。
5.一种根据权利要求4所述的适用于WIA-PA网络的IPv6报文传输方法,其特征在于,网络中的现场设备在通信过程中根据IPv6地址获取方式的不同,对于IPv6报文格式,根据IPv6地址获取方式的不同具有对应的压缩类型,主要包括:无压缩型、无状态压缩型、有状态压缩型以及部分压缩型。
6.一种根据权利要求4所述的适用于WIA-PA网络的IPv6报文传输方法,其特征在于,根据WIA-PA网络地址类型以及IPv6地址结构还包括IPv6地址与WIA-PA网络地址的转换步骤,其中具体设计了支持IPv6的WIA-PA网络广播地址,主要包括:簇内广播地址、全网广播地址、MESH网广播地址、网关广播地址。