协议转换模块至少应满足下列要求： 所产生的电磁干扰应不影响原有无线网络的传输可靠性； b） 协议转换模块应具有隧道网关功能，具体要求见6.2.2.3； 应具有支持IPv6地址配置功能，具体要求见6.2.2.4； d 应具备IPv4到IPv6双栈模型，即同时具备通过IPv4地址与IPv4网络的主机通信，以及通过 IPv6地址与IPv6网络的主机通信两种能力，两种协议栈运行独立； 应具有非IP无线网络接入IPv6网络适配功能，即对非IP无线网络中的顿格式进行相应的封 装后，可传输至IPv6网络。 附录A给出了符合GB/T29910（所有部分）要求的网络在网关不提供IPv6接口时接入IPv6网络 具体实现步骤

6.2.2.3支持IPv6隧道功能要求

支持IPv6的无线边界网关应提供无线网络隧道和IPv6网络隧道。 无线网络隧道应支持将来自IPv6网络的报文按照无线网络支持的协议封装，封装后发往无线网 络，使IPv6报文可在无线网络中传输。 IPv6网络隧道应支持为无线网络支持的协议封装报文设置IPv6扩展报头，封装在IPv6报文中后 发往IPv6网络，使无线网络支持的协议封装报文可在IPv6网络中传输

蝶阀标准6.2.2.4IPv6地址配置要求

GB/T 406952021

IPv6地址配置包括协议转换模块的地址配置和无线设备的地址映射。 协议转换模块应手动或自动的方式配置IPv6地址，以此建立通信来完成与IPv6网络之间的数据 专输。 无线设备应进行地址映射，无线设备成功入网之后应得到协议转换模块分配的网络地址前缴；无线 设备通过ICMPv6向网络中其他设备广播这个前缀信息；其他无线设备接收到相应的ICMPv6信息中 的前缀后，结合自已的64位MAC地址，并根据TCP/IP协议中IPv6地址的计算方法，生成本节点的 Pv6地址；生成的IPv6地址应与无线设备原本的短地址形成地址映射关系，使得无线网关北向的IPv6 主机收到数据之后能够通过地址映射关系识别出源节点短地址。

6.2.3无线网关支持IPv6

6.2.3无线网关支持IPv6

6.2.3. 1总体要习

无线网络中，无线网关具有IPv6协议转化模块并且支持IPv6接口，则无线网关即为IPv6边 网关通过配置或协议栈二次开发后可直接接人IPv6网络，如图3所示。 接人要求包括无线网关的北向接口和协议转化模块

无线网关支持IPv6场景下无线网络接入IPv6网纟

GB/T40695—2021

附录B给出了符合GB/T26790.1一2011要求的网络在网关提供IPv6接口时接人IPv6网络的具 体实现。

6.2.3.2网关北向接口要求

网关北向接口应支持IPv6接口。

6.2.3.3协议转化功能要求

无线网关中的协议转换功能满足但不局限下列要求： a）通信协议方式应至少支持异步全双工、同步半双工及同步全双工之 b）应支持接收并执行来自网络管理器的网关启动命令； c）应支持直接与网络管理器发送IPv6数据报文

无线网关中的协议转换功能满足但不局限下列要求： ）通信协议方式应至少支持异步全双工、同步半双工及同步全双工之 b）应支持接收并执行来自网络管理器的网关启动命令； ）应支持直接与网络管理器发送IPv6数据报文

A.1WirelessHART网络概述

GB/T 406952021

附录A （资料性） WirelessHART网络接入IPv6网络

符合GB/T29910.5一2013的WirelessHART网络包括网关（网络管理器）和节点。网络建立连接 后，网络管理器创建GraphO（上行至网关的Graph）和Superframeo（管理超顿），对网关进行相关信息 的初始化配置并初始化ASN（绝对时隙），相关信息包括网络密钥、网关和网络管理器会话密钥、广播 密钥、超帕和链路等。 在激活超顿后，网关开始广告网络信息，并允许设备加入网络。在网络初始化完成之后，网络接入 点开始广告网络信息，该数据包含网络ID（标识）、当前网络绝对时隙数ASN、网络时钟同步信息以及 加入过程中所需要的通信资源，并以广播形式发送出去。 设备在上电之后会侦听广告包，在收到广告包后获取网络ID，设置当前网络绝对时隙，同步网络时钟 并配置加人过程所需的通信资源，最后向网络管理器发送加入请求。网络管理器在收到节点的加人请求 之后，对节点的地址以及加人密钥等信息进行身份验证，若验证通过，则网络管理器为节点配置路由和通 言资源等相关信息，通过临时路由和超顿下发至待加人节点。在节点配置完之后，节点加人网络成功。之 后节点就能够与网络管理器进行通信.并向网络管理器报告自已的邻居信息和向网关上传数据

irelessHART网络接入架

关不支持IPv6的WirelessHART网络，架构图如

图A.1WirelessHART网络接入IPv6网络架构

GB/T 406952021

A.3WirelessHART边界网关隧道功能

WirelessHART的无线边界网关提供非IP无线网络隧道和IPv6网络隧道，分别承载南向北向的 通信任务： a）WirelessHART的无线边界网关通过非IP无线网络隧道将IPv6数据报文封装在非IP数据 报文中，来完成IPv6网络上的主机对非IP无线网络的网络设备下发的数据读取指令（南向）； b WirelessHART的无线边界网关通过IPv6网络隧道将非IP数据报文上设置IPv6扩展报头 封装在IPv6数据报文中，来完成非IP无线网络设备向IPv6网络上的主机上传数据（北向）。

A.4WirelessHART边界网关隧道实施步骤

WirelessHART边界网络隧道实施具体步骤如下： a）在隧道人口WirelessHART的无线边界网关把数据报文封装在隧道报文中，隧道报文的源地 址和目的地址分别对应隧道的入口和出口，在隧道出口处，网关将报文从隧道报文中取出数据 报文转发给目的节点； b）在源节点处指定隧道的入口节点地址，根据节点的网络属性和实时网络状态选择隧道人口；在 目的节点处指定隧道的出口节点地址，确保数据正常有序的接收。 在隧道入口处，WirelessHART的无线边界网关应在原始报文的基础上扩展隧道封装报头和隧道 专输报头，使原始报文能够在隧道中稳定传输；报文到达隧道出口时，网关应将其解析为原始报文进行 下一步传输。

A.5WirelessHARTH网络地址转换

图A.2HART网络消息结构

GB/T 406952021

HART5.0以前版本的设备采用短顺地址结构，HART5.0版本具有长顿地址结构。主机将根据应 答信号中是否具有唯一标识码来决定结构格式为“长”还是“短”。 为了实现IPv6数据报WirelessHART网络上的传输，需要通过地址配置方式来对WirelessHART 网络中的长顿地址结构和短帧地址结构进行地址转换 长顿地址结构如图A.5所示。短顿地址结构如图A.6所示

图A.5长顿地址结构

图A.6短顿地址结构

般消息顿主要包括下列组成部分。 前导码：导言字节，一般是5～20个FF十六进制字节。它实际上是同步信号，各通信设备可 以据此略做调整，保证信息的同步。在开始通讯的时候，使用的是20个FF导言，从机应答C 信号时将告之主机它“希望”接收几个字节的导言，另外主机也可以用59号命令告诉从机应答 时应用几位导言。 b） 定界符：起始字节，它将告之使用的结构为“长”还是“短”、消息源、是否是“突发”模式消息。主 机到从机为短结构时，起始位为02，长顿时为82。从机到主机的短结构值为06，长结构值为

GB/T 406952021

86。而为突发”模式的短结构值为01，长结构为81。一般设备进行通讯接收到2个FF字节 后，就将侦听起始位。 c）ADDR：地址字节，它包含了主机地址和从机地址，如前所述，短结构中占1字节，长结构中占 5字节。无论长结构还是短结构，因为HART协议中允许2个主机存在，所以我们用首字节 的最高位来进行区分，值为1表示第一主机地址，第二主机用0表示。“突发”模式是特例， 0和1值将交替出现，也就是说，在该模式下，赋予2个主机的机会均等。次高位为1表示为 “突发模式，短结构用首字节的0～4位表示值为0～15的从机地址，第5，6位赋0；而长结构 用后6位表示从机的生产厂商的代码，第2个字节表示从机设备型号代码，后3～5个字节表 示从机的设备序列号，构成“唯一”标志码。另外，长结构的低38位如果都是0的话表示的是 广播地址，即消息发送给所有的设备。 d 命令：命令字节，它的范围为253个，用十六进制的0～FD表示。31、127、254、255为预留值 e 数据长度：数据总长度，它表示的是BCNT下一个字节到最后（不包括校验字节）的字节数 接收设备用它可以鉴别出校验字节，也可以知道消息的结束。因为规定数据最多为25字节， 所以它的值是从0～27。 f）状态：状态字节，也叫做“响应码”，只存在于从机响应主机消息的时候，用2字节表示。它将报 告通讯中的错误、接收命令的状态（如：设备忙、无法识别命令等）和从机的操作状态。如果在 通讯过程中发现了错误，首字节的最高位（第7位)将置1，其余的7位将汇报出错误的细节， 而第2个字节全为0。否则，当首字节的最高位为0时，表示通讯正常，其余的7位表示命令响 应情况，第2个字节表示场设备状态的信息。串口发现的通讯错误一般有：奇偶校验、溢出和 结构错误等。命令响应码可以有128个，表示错误和警告，他们可以是单一的意义，也可以有 多种意义，我们通过特殊命令进行定义、规定。现场设备状态信息用来表示故障和非正常操作 模式。 g）数据：数据字节，并非所有的命令和响应都包含数据字节，它最多不超过25字节（随着通讯速 度的提高，正在要求放宽这一标准）。数据的形式可以是无符号的整数（可以是8、16、24、 32位），浮点数（用IEEE754单精浮点格式）或ASCII（美国信息交换标准代码）字符串，还有 预先制定的单位数据列表。具体的数据个数根据不同的命令而定。 校验位：奇偶校验，方式是纵向奇偶校验，从起始字节开始到奇偶校验前一个字节为止。另外， 每一个字节都有1位的校验位，这两者的结合可以检测出3位的突发错误

A.6WirelessHART网络接入IPv6网络适配

A.6.1寄存器地址映射

WirelessHART网关的IPv4到IPv6双栈模型可通过中间适配设备上定义了南向和北向接口来完 成数据的读取、封装及转发。由于标准的ModBus协议栈网络层采用IPv4协议，通过协议转换模块接 人IPv6网络，实现双栈模型。协议转换模块南向接口网络层采用IPv4，传输层采用ModBusTCP协 议，从WirelessHART无线网关处读取节点数据，北向接口采用IPv6协议将南向接口采集到的数据进 行封装和转发至IPv6网络。 WirelessHART网络的无线设备将采集到的现场数据发送至网关，通过寄存器映射，对应节点在网

A.6.2南向接口数据采集与存储

如图A，7所示，在协议转换模块上创建线 作为南向接口，作为Modbus的客户端，指定端口 地址为网关IP地址，与南向网关中的Modbus服务器建立通信，按照标准的ModbusTCP协议

取网关寄存器的数据，存储于共享的内存缓冲区

暖通标准规范范本GB/T 406952021

A.6.3北向接口数据封装与转发

图A.7非IP无线网络接入IPv6网络模型图

在协议转换模块创建线程2，作为北向接口，用户自定义端口，为保证所有IPv6地址均在同一网 段，本文件采用的IPv6地址格式为：后32位为原本IPv4地址，其余位数全部补0，向IPv6网络转发数 据。网络层采用IPv6协议与北向IPv6网络中的主机建立通信，通过双线程并发操作，实时地将读取到 的数据封装成IPv6数据包发送至主机，IPv6网络中的主机通过DNS[域名系统（服务）协议服务器，连 接到IPv6互联网，可与互联网中的其他主机、 、云服务平台等实现数据共享

学校标准GB/T 406952021

GB/T40695—2021参考文献[1]GB15629.11信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范[2]GB/T15629.15—20101信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第15部分：低速无线个域网（WPAN)媒体访问控制和物理层规范[3]GB/T29910（所有部分）工业通信网络现场总线规范类型20:HART规范[4JRFC 6554An IPv6 Routing Header for Source Routes with the Routing Protocol for LowPower and Lossy Networks (RPL)14