CN101582895B - 基于epa的嵌入式工业无线wia-pa网关 - Google Patents
基于epa的嵌入式工业无线wia-pa网关 Download PDFInfo
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Abstract
本发明请求保护一种实现工业无线协议WIA-PA与EPA协议之间的协议转换的工业无线嵌入式网关。该网关采用双核模式(包括EPA协议处理器与WIA-PA协议处理器)，EPA协议处理器主要完成EPA协议的封装和解析，WIA-PA协议处理器实现WIA-PA协议的封装和解析，两个处理器之间通过串口或并口由协议转换接口模块实现通信和数据传送，实现WIA-PA协议与以太网的总线协议EPA协议之间的协议转换。使WIA-PA设备顺利地接入EPA工业控制网络，并可通过对WIA-PA协议栈的服务制定将WIA-PA设备映射为EPA设备，从而能使其无差别的对WIA-PA设备进行组态。可用于工业现场控制网络。
Description
技术领域
本发明涉及工业无线通信领域，，具体涉及工业以太网的接入技术。
技术背景
网关是一个具有特殊应用进程的通信设备，为一种(或多种)协议的对象提供特殊的功能和上层接口。其主要作用是使不同的通信协议之间能相互转换并正常通信。可通过重新封装信息以使一种协议能被另一个系统读取信息，适应目的系统的需求。
《用于工业测量与控制系统的EPA(Ethernet for plant automation面向工业现场的以太网)系统结构和通信标准》(简称“EPA标准”)是一种基于以太网、无线局域网、蓝牙等信息网络通信技术的适用于工业自动化控制系统装置与仪器仪表间、工业自动化仪器仪表相互间数据通信的工业控制网络通信标准。
EPA标准中定义一个微网段可以由以太网、无线局域网(IEEE802.11)或蓝牙(IEEE802.15.1)三种类型网络中的一种构成，也可以由其中的两种或三种类型的网络组合而成，但不同类型的网络之间需要通过相应的网关或无线接入设备连接。
工业无线WIA-PA技术(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation用于工业过程自动化的无线网络)是基于IEEE 802.15.4标准的用于工业过程测量、监视与控制的无线网络系统。其特点是近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。与无线局域网(IEEE802.11)或蓝牙(IEEE802.15.1)无线技术相比，工业无线WIA-PA技术有数据传输安全可靠、组网简易灵活、设备成本低、电池寿命长等独特的优势。与ZIGBEE技术相比，工业无线WIA-PA技术以其通信和调度的确定性、较强的抗干扰能力，更适合应用到工业无线网络和设备当中，在工业控制领域中体现了其深厚的发展潜力和广阔的市场前景。
由于WIA-PA和EPA是两种不同的协议标准，因此遵循工业无线WIA-PA通信协议的设备不能直接接入EPA控制网络，须经过网关进行协议转换，而现有的通信协议转换设备中还不存在将WIA-PA无线通信协议转换为EPA协议的网关，使得工业无线的设备不能直接接入工业以太网。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于EPA的工业无线WIA-PA网关(以下简称工业无线网关)设备以实现工业无线WIA-PA设备接入EPA工业控制网络，完成遵循基于无线WIA-PA通信协议的设备和遵循EPA协议的工业以太网络之间的有效通信。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，设计一种基于EPA的工业无线WIA-PA网关，该网关采用双核模式(包括EPA协议处理器与支持WIA-PA协议的处理器)，EPA协议处理器主要完成EPA协议的封装和解析，WIA-PA协议处理器在工业无线网络中作为网络的发起信息传输者，负责发起并组建整个无线网络，并对接收到的数据进行封装或解析，两个处理器之间通过串口或并口由协议转换部分实现通信和数据传送。该网关具体包括，工业无线WIA-PA协议处理器、EPA协议处理器、无线协议应用层的用户应用进程与设备管理进程模块、EPA管理平台、协议转换接口等。工业无线WIA-PA协议处理器内置工业无线WIA-PA协议栈、射频电路，由射频电路捕获符合WIA-PA协议的数据帧，由WIA-PA协议栈提取其中的帧长信息域和MAC层协议数据(物理层有效载荷)，WIA-PA协议栈根据工业无线WIA-PA协议对上述提取的MAC层协议数据进行解析或封装，其解析过程包括：WIA-PA协议栈依次在MAC层去掉MAC层数据帧头、数据链路子层去掉DLL层帧头、网络层去掉网络层帧头、应用子层去掉应用子层帧头，从而完成对整个捕获WIA-PA协议数据帧的解析；封装过程包括：WIA-PA协议栈应用层部分对协议转换接口部分收到的有效数据(如上位机下发的组态数据信息)依次添加WIA-PA应用层帧头、网络层帧头、数据链路子层帧头、MAC层帧头以及物理层帧头，形成一个完整的符合WIA-PA的无线数据帧，完成对有效数据的WIA-PA封装。应用层包括用户应用进程模块与设备管理进程模块，其中用户应用进程模块用于用户自定义的相关设备程序(如温湿度采集程序)。应用层的设备管理进程模块通过各层的访问接入点对WIA-PA协议栈的各层管理实体进行管理和配置(对MAC层的管理通过数据链路子层(DLL)的访问管理来实现)。协议转换接口得到的有效数据由应用层的用户应用进程处理后，通过各层的数据访问接入点经数据实体进行封装(或经各层数据实体解析，由应用层对得到的数据进行处理得到的有效数据(如现场设备信息)交与协议转换接口模块)。协议转换接口模块负责对两种协议相关服务的映射，并对有效的数据进行传送。EPA协议处理器内置EPA协议栈，由EPA管理平台负责对EPA协议栈的管理，EPA协议栈负责对数据进行封装或解析，处于EPA协议栈应用层的协议转换接口对有效数据(如WIA-PA的报警服务信息)进行服务映射后(如映射为EPA的信息分发)，对得到的数据帧依次添加EPA的应用层帧头、添加EPA传输层帧头、添加EPA网络层帧头、添加EPA的MAC层帧头和EPA的物理层帧头，形成完整的EPA数据报文，从而完成依据EPA协议对数据的封装；解析过程：EPA协议栈对网卡捕获的数据包依次去掉其物理层帧头、去掉MAC层帧头、去掉EPA网络层帧头、去掉EPA传输层帧头、最后去掉EPA应用层帧头，从而得到有效数据部分，进而根据其服务类型进行处理。
根据本发明设计的工业无线WIA-PA网关能够使工业无线WIA-PA设备顺利地接入EPA工业控制网络，并可通过对工业无线WIA-PA协议栈的服务制定将工业无线WIA-PA设备映射为EPA设备，从而能使其无差别的对工业无线WIA-PA设备进行组态。在EPA现场总线控制系统中引入工业无线WIA-PA网络，可以在确保数据传输可靠性和实时性的前提下，大大提高控制系统的可扩展性。
该网关的数据缓存结合适当的数据融合处理算法，实现网关的智能化，避免信息的盲目转发，降低现场设备因冗余通信产生的能量消耗，提高传送效率和响应实时性，并延长了现场设备电池使用寿命。
附图说明
图1工业无线WIA-PA网关的原理结构框图
图2工业无线WIA-PA网关及其协议转换模型
图3 EPA网络与工业无线WIA-PA网络通过网关进行协议转换和数据传输的流程
图4工业无线WIA-PA网关服务的基本报文格式
图5设备通过网关加入EPA网络过程
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明方案作进一步的具体分析和描述。
如图1所示为本发明工业无线WIA-PA网关的原理结构框图，主要包括：EPA协议处理器、工业无线WIA-PA协议处理器、以太网控制器、以太网接口、电源转换模块、RAM存储器、Flash存储器以及JTAG调试程序接口等。EPA协议处理器与工业无线WIA-PA协议处理器之间通过异步串口(UART)或并口实现协议转换部分的连接。工业无线WIA-PA协议处理器内置射频电路、WIA-PA协议栈。射频电路捕获符合IEEE 802.15.4协议的数据帧，由WIA-PA协议栈提取其中的帧长信息域和MAC层协议数据(物理层有效载荷)，WIA-PA协议栈根据WIA-PA协议对上述提取的MAC层协议数据进行解析或封装。EPA协议处理器内置EPA协议栈，由EPA管理平台负责管理整个EPA协议栈，对协议转换接口得到的有效数据进行封装，或对网卡接收的数据报文进行解析得到有效数据。
为了提高网关的处理能力和速度，减少成本和体积，可采用Chipcon公司提供的支持工业无线WIA-PA协议的芯片CC2430-F128，在芯片内部移植工业无线WIA-PA协议栈构成工业无线WIA-PA协议处理器，用来建立并维护整个工业无线控制网络。
FLASH和RAM存储器通过各自的数据总线和地址总线连接EPA协议处理器、工业无线WIA-PA协议处理器，在读写控制信号RD/WR的控制下进行数据的存取。FLASH存储器主要用以存储程序代码，RAM存储器主要暂存临时数据。以太网接口RJ-45一共四个电线对，两个电线对与以太网控制电路的数据通信模块相连接；另外两个电线对用于承载供电，接入到电源管理模块，经过电压转换后对设备进行供电。以太网控制器的数据、地址和控制总线连接EPA微处理器的输入/输出接口，EPA微处理器在读写控制信号RD/WR以及控制线的控制下通过数据、地址总线实现与以太网控制器的数据通信，通过以太网接口连接有线以太网网络，以实现与EPA有线网络的数据通信。
如图2所示为工业无线网关协议转换结构模型示意图。
工业无线网关协议结构模型包括以下几个部分：
EPA协议栈、WIA-PA协议栈以及用于两种协议转换的协议转换接口。其中EPA协议栈层次结构由EPA应用层、EPA传输层、EPA网络层、EPA的MAC层和物理层组成，由EPA管理平台对EPA协议栈的各层进行管理；WIA-PA协议栈的层次结构由WIA-PA应用层(用户应用进程和设备管理应用进程)、WIA-PA应用子层、WIA-PA网络层、WIA-PA数据链路子层、WIA-PA的MAC层与物理层组成。
EPA协议处理器内置EPA协议栈，由EPA管理平台负责对EPA协议栈的管理，EPA协议栈负责对数据进行封装或解析，封装过程：处于EPA协议栈应用层的协议转换接口对有效数据(如WIA-PA的报警服务信息)进行服务映射后(如将要发送的无线协议的数据映射为EPA的信息分发服务进行发送)，对得到的数据帧依次添加EPA的应用层帧头、添加EPA传输层帧头、添加EPA网络层帧头、添加EPA的MAC层帧头和EPA的物理层帧头，形成完整的EPA数据报文，从而完成依据EPA协议对数据的封装；解析过程：EPA协议栈对网卡捕获的数据包依次去掉其物理层帧头、去掉MAC层帧头、去掉EPA网络层帧头、去掉EPA传输层帧头、最后去掉EPA应用层帧头，从而得到有效数据部分，进而根据其服务类型进行处理。
WIA-PA协议处理器内置WIA-PA协议栈，通过用户应用进程管理部分和设备应用进程管理部分对WIA-PA协议转换部分的数据根据WIA-PA协议在WIA-PA应用子层(APL Application Sub-layer)、WIA-PA网络层(NL NetworkLayer)、WIA-PA数据链路子层、IEEE 802.15.4 MAC层、IEEE 802.15.4物理层进行封装和解析。
应用层包括用户应用进程模块与设备管理进程模块，其中用户应用进程模块用于用户自定义的相关设备程序控制(如温湿度采集程序)。设备管理进程模块通过各层的数据访问接入点对WIA-PA协议栈的各层管理实体进行管理和配置(对MAC层的管理通过数据链路子层(DLL)的访问管理来实现，)。协议转换接口对得到的有效数据，经应用层用户应用进程处理后，通过各层的数据访问接入点经数据实体进行封装，或经各层数据实体解析，由应用层对得到的数据进行处理得到的有效数据(如现场设备信息)交与协议转换接口模块。协议转换接口模块负责对两种协议相关服务的映射，并对有效的数据进行传送。为保证数据的实时性，其数据发送服务的映射过程可将需发送的无线数据非周期性数据映射为EPA协议的非周期数据(如信息分发服务数据)进行传送，同样可将无线的周期性数据映射为EPA协议的周期性数据进行发送。
具体的，设备管理应用进程包括网络管理、安全管理、管理信息库等，主要完成对协议栈相关信息的管理。用户应用进程与设备管理应用进程之间可通过相应的访问接口进行访问。WIA-PA应用子层内部有数据实体和管理实体、WIA-PA网络层内部有数据实体和管理实体、WIA-PA数据链路子层内部有数据实体和管理实体。WIA-PA的用户应用进程和应用子层(ASLApplication Sub-layer Data Entity)的数据通过应用子层数据实体服务访问点ASLDE-SAP(Application Sub-layer Data Entity Service Access Point)对应用子层的数据实体进行数据访问，WIA-PA应用子层与网络层的数据实体通信通过网络层数据实体服务访问点NLDE-SAP(Network Layer Data Entity ServiceAccess Point)进行数据访问，WIA-PA网络层与WIA-PA数据链路子层的数据实体通信通过数据链路层数据实体服务访问点DLDE-SAP(Data Link LayerData Entity Service Access Point)进行数据访问，WIA-PA数据链路子层和IEEE802.15.4MAC层的数据实体通信通过数据链路层数据实体服务访问点DLDE-SAP(Data Link Layer Data Entity Service Access Point)进行数据访问，IEEE 802.15.4MAC层和IEEE 802.15.4物理层间的数据实体通信通过MAC层数据实体访问点MLDE-SAP进行数据访问。
设备管理应用进程通过应用子层管理实体服务访问点ASLME-SAP对WIA-PA应用子层(APL)管理实体进行访问，通过网络层管理实体服务访问点NLME-SAP对WIA-PA网络层管理实体进行访问，通过数据链路层管理实体服务访问点DLME-SAP对WIA-PA数据链路子层管理实体进行访问，通过MAC层管理实体服务访问点MLME-SAP对IEEE 802.15.4MAC层进行访问。
如图3所示，EPA与工业无线WIA-PA协议之间的协议转换过程和数据传输过程如下：
工业无线WIA-PA网络的设备将采集到的数据发送至网关，由网关的无线网络接收部分接收，对数据缓存并进行聚合处理(主要为提高数据的传送效率)，然后对数据对象进行映射或映射为网络对象，然后通过有线EPA网络发送至上位机。
无线网络接入部分的数据捕获过程为：工业无线WIA-PA协议处理器内的射频电路通过完成前同步码的帧同步并监测定界符，捕获到符合IEEE802.15.4协议的数据帧，然后将帧长信息域和MAC层协议数据单元交给WIA-PA协议栈，由WIA-PA协议栈依照协议标准根据不同的帧类型依次解析去掉MAC层数据帧头得到DLL(数据链路子层)层数据帧，去掉DLL层数据帧头得到网络层数据帧，在网络层去掉网络层数据帧头得到应用子层数据帧，去掉应用子层帧头得到应用层数据帧，该数据即为有效数据，通过协议转换接口将获得的有效数据传送给EPA协议栈进行处理。EPA协议栈将收到的有效数据存储在RAM缓存来，并对缓存数据进行聚合处理，之后对缓存的数据对象进行映射为相应的网络设备对象，对数据的传送可由事件触发或时间触发(具体对应不同的数据服务类型，如读写是事件触发，声明服务是周期性，由时间触发，)条件下将数据传送到EPA网络上。信息缓存服务完成信息的存储，可用来存储设备参数以备查询，对于无线网络而言，很重要的一个方面就是减少现场设备的射频发送和传送数据信息以降低电池能量消耗，从而延长现场仪表设备电池的使用寿命。在网关的存储器RAM中缓存有一些设备相关的数据信息和响应的数据信息，这些信息是与设备或通信相关但不常改变或变化不大的信息(如设备的长地址与短地址是通信相关但在得到后一般不会改变，网关转发的数据信息如温度信息等一般变化不大，周期性存储得到最新数据即可较快的响应从EPA网络控制站读取信息)，网关对接收到的数据进行数据融合处理，避免数据的盲目转发，使得设备与网关之间的通信去掉许多不必要的数据传送，达到减小射频发送能量的目的；从EPA网络的控制站发往网关读取命令，EPA协议栈部分在应用层检查自己的缓存队列查看所读数据是否为缓存数据，如是则直接将数据返回给上位机，不用发往设备而达到减小通信量并提高实时响应的效果，实现一定的智能化而避免网关对信息的盲目转发，从而一方面提高通信效率，另一方面降低现场设备的能量消耗，总体达到优化网络，提高传送效率并延长电池使用寿命的效果。
EPA协议处理器从协议转换接口接收到有效数据，对其进行EPA协议的封装，对有效数据添加EPA应用层帧头组成完整的传输层负载、添加EPA传输层帧头组成整个传输层数据帧作为网络层有效载荷、添加EPA网络层帧头形成完整的网络层数据帧作为MAC层的有效载荷、添加EPA的MAC层帧头形成完整的MAC数据帧作为物理层有效载荷，最后以太网控制器部分完成IEEE802.3物理层帧头的添加并形成完整的物理层数据帧，得到完整的EPA报文发送到以太网上。当数据需从EPA网络发送到工业现场的工业无线WIA-PA设备时，EPA协议处理器从有线网络接收到数据帧，EPA协议栈对遵循EPA协议的数据进行EPA协议解析。
由以太网控制器部分去掉捕获的以太网物理层帧头后将整个IEEE802.3MAC数据单元交给EPA协议栈进行解析，EPA协议栈首先检验数据帧的合法性和完整性，如数据帧合法并完整，由EPA协议栈在数据链路层去掉IEEE802.3MAC层帧头得到网络层数据帧、根据网络层协议类型去掉EPA网络层帧头得到传输层数据帧、去掉EPA传输层帧头得到EPA应用层数据帧、去掉EPA应用层数据帧头后得到与工业无线WIA-PA网络交互的有效数据单元，通过通信接口层的协议转换接口传送给工业无线WIA-PA协议处理器。
WIA-PA协议处理器中WIA-PA协议栈依据WIA-PA协议标准在各层对有效数据进行封装，
依次添加工业无线WIA-PA协议应用层帧头组成网络层的有效负载、添加工业无线WIA-PA协议的网络层帧头组成DLL的有效负载、添加IEEE 802.15.4MAC帧头形成整个MAC数据帧、最后完成帧长、前同步码、定界符的添加形成IEEE 802.15.4帧头，从而组装成一个完整的IEEE 802.15.4数据帧，由工业无线WIA-PA协议处理器中射频部分对IEEE 802.15.4数据帧进行编码以无线射频方式发送出去。
工业无线WIA-PA网关完成的基本服务包括：读/写服务，信息分发服务，设备声明服务等。服务功能的实现是在网络连接和安全认证完成后开始，服务类型包含在数据帧(Data frame)中，由服务号标识，不同的服务对应不同的服务号。图4给出了对于工业无线WIA-PA网关进行服务操作的报文格式，具体的服务实现是对有效数据的解析来实现。
读/写服务主要是针对现场设备或网关自身参数的读取和设置，可由EPA控制网络上位机或手持等监测网络设备发起，也可由工业无线WIA-PA网络手持设备发起，设备在接收相应命令执行命令并产生响应信息；信息分发服务是将网关缓存的设备数据信息，经网关的数据处理后，组成EPA报文经其网卡接口转发到EPA测控网络；设备声明服务是标识设备当前状态：上线、掉线，服务类型为周期性，网关设备在上电后就会执行此服务，现在自身的网络状态，网关在收到设备数据信号后也产生相应设备的声明信息表明现场设备的相应网络状态，其它服务必须在此服务完成后即设备确定上线后才予执行，当监控端(如控制站)在超过规定的时间没有收到设备声明信息则认为设备掉线。各种服务的基本报文格式如图4，此报文是定义的符合工业无线WIA-PA协议的报文，在有效数据段携带所需服务的相关信息，主要包含以下几个部分：各层数据帧头，工业无线WIA-PA设备短地址(可用于显示拓扑与寻址)，服务号与服务相关索引参数。
如图4所示，前面部分为工业无线WIA-PA协议模型中各层数据帧头，有效数据段是工业无线WIA-PA协议处理器与EPA协议处理器交互的有效数据。此有效数据段的前16位为设备的短地址可用于对现场设备的寻址访问，服务号为对应何种服务(如读写服务等)，相关索引是对应工业无线WIA-PA协议栈中各层管理信息库参数及其值，CRC为数据完整性校验，LQI为链接质量用于表明其无线通信质量的好坏，并用于加入网络时选取通信质量最好的作为父设备加入网络。
工业无线WIA-PA网关主要根据地址信息来进行数据的发送和转发，为了便于传送，在协议转换过程进行了地址映射。在工业无线WIA-PA协议处理芯片中建立地址表存储现场设备的短地址，长地址与Ipv6的网络地址，地址表中每个短地址对应一个设备对象ID(ObjectID)，EPA控制网络对于接收到的数据包，根据短地址来对不同设备进行操作(如读写)，如需实现组播功能，定义一组ObjectID作为网关传送信息的目的地址，发送这一组数据，即以一组单波形成组播实现相应的服务功能。
如图5所示，工业无线WIA-PA设备通过网关加入EPA网络，并建立通信连接关系的具体过程如下：
(1)启动：工业无线网关复位以后，协议栈各层初始化，网关工业无线接入部分进行信道扫描，能量检测，完成信道侦听选择，超帧配置，形成网络。
(2)设备加入网络：网络设备主动进行信道扫描，网关工业无线接入模块部分等待接收来自现场设备的信标请求，网关收到信标请求后发送广播信标帧，为设备分配PANID以及短地址与Ipv6的网络地址。
(3)网络关联：设备收到来自网关工业无线WIA-PA协调器发出的信标后，根据信标帧内容配置网络，同时发送网络连接请求，网关工业无线WIA-PA协调器部分收到请求，根据当前网络状况返回连接响应。
(4)安全认证：网络连接成功后，在设备声明服务之前需要一个认证过程，设备向网关发送安全认证请求，经信任中心(Trust centre)安全认证成功后，获取新的密钥。
(5)服务/数据传送。完成以上步骤以后，现场设备被确认为网络中有效合法设备，可以开始在链接上进行完成服务功能和传送数据。服务/数据的传送采用重发机制，服务/数据发送完成后必须等待来自网关接收成功的确认帧，确认帧包含网关分配给现场设备的地址信息和链接质量等信息，如果未收到确认帧则重发服务/数据，其中地址信息用于寻址和路由，链接质量用于配置其路由路径和表明其通信质量。所有服务/数据的传送都经过工业无线WIA-PA网关协议转换后再通过其转发至有线的EPA网络。同样，从有线EPA网络来的服务/数据经过工业无线WIA-PA网关协议转换后，再以工业无线WIA-PA协议数据帧的形式发送给工业无线现场设备。
(6)断开并注销。在任何时候工业无线WIA-PA现场设备和工业无线WIA-PA网关都可以申请断开连接并注销。
本发明是从EPA和WIA-PA技术的实用价值出发来描述的，在不脱离附属的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各自形式和细节的改变。
Claims (7)
1.基于EPA协议的工业无线WIA-PA网关，包括，工业无线WIA-PA协议处理器、EPA协议处理器、无线协议用户应用进程与设备管理应用进程模块、协议转换接口，其特征在于，该网关采用双核模式，两个处理器之间通过串口或并口由协议转换部分实现通信和数据传送，WIA-PA协议处理器内置WIA-PA协议栈和射频电路，通过用户应用进程管理部分和设备应用进程管理部分对WIA-PA协议转换部分的数据根据WIA-PA协议在WIA-PA应用子层、WIA-PA网络层、WIA-PA数据链路子层、IEEE 802.15.4MAC层、IEEE802.15.4物理层进行封装和解析，射频电路捕获符合IEEE 802.15.4协议的数据帧，提取其中的帧长信息域和MAC层协议数据，WIA-PA协议栈对上述提取的MAC层协议数据根据WIA-PA协议进行解析或封装；设备管理进程模块通过与各层的访问接入点对WIA-PA协议栈的各层管理实体进行管理和配置；有效数据经协议转换接口由应用进程管理部分处理后，通过各层的数据访问接入点经数据实体进行封装或解析；协议转换接口负责对WIA-PA协议和EPA协议相关服务的映射，并对有效数据进行传送，将需发送的无线数据非周期性数据映射为EPA协议的非周期数据进行传送，将无线的周期性数据映射为EPA协议的周期性数据进行发送；EPA协议处理器内置EPA协议栈，EPA协议栈将收到的有效数据存储在RAM缓存，对缓存数据进行聚合处理，对缓存的数据对象进行映射为相应的网络设备对象，对数据的传送由事件触发或时间触发将数据传送到EPA网络，EPA协议处理器从协议转换接口接收到有效数据，对其进行EPA协议的封装。
2.根据权利要求1所述的工业无线WIA-PA网关，其特征在于，所述根据WIA-PA协议进行解析包括：工业无线WIA-PA协议栈对MAC层协议数据依次去掉MAC层数据帧头、DLL层帧头、网络层数据帧头、应用层数据帧头；所述根据WIA-PA协议进行封装包括：协议转换接口对有效数据处理后经WIA-PA用户进程，依次添加WIA-PA应用子层帧头、网络层帧头、DLL层帧头、IEEE 802.15.4MAC层帧头、IEEE 802.15.4物理层帧头，形成工业无线WIA-PA数据帧。
3.根据权利要求1所述的工业无线WIA-PA网关，其特征在于，所述根据EPA协议对有效数据进行封装包括：EPA协议栈对有效数据依次添加EPA传输层帧头、添加EPA网络层帧头、添加EPA的MAC层帧头、添加EPA的物理层数据帧，形成EPA报文；所述根据EPA协议对EPA数据帧进行解析包括EPA协议栈依次去掉EPA物理层帧头、去掉EPA的MAC层帧头、去掉EPA网络层帧头、去掉EPA传输层帧头、去掉EPA帧头。
4.根据权利要求1所述的工业无线WIA-PA网关，其特征在于，所述应用进程管理部分处理具体包括：WIA-PA的用户应用进程和应用子层的数据通过应用子层数据实体服务访问点对应用子层的数据实体进行数据访问，WIA-PA应用子层与网络层的数据实体通信通过网络层数据实体服务访问点进行数据访问，WIA-PA网络层与WIA-PA数据链路子层的数据实体通信通过数据链路层数据实体服务访问点进行数据访问，WIA-PA数据链路子层和IEEE 802.15.4MAC层的数据实体通信通过数据链路层数据实体服务访问点进行数据访问，IEEE 802.15.4MAC层和IEEE 802.15.4物理层间的数据实体通信通过MAC层数据实体访问点MLDE-SAP进行数据访问。
5.根据权利要求1所述的工业无线WIA-PA网关，其特征在于，设备管理进程模块控制设备管理应用进程通过应用子层管理实体服务访问点对WIA-PA应用子层管理实体进行访问，通过网络层管理实体服务访问点对WIA-PA网络层管理实体进行访问，通过数据链路层管理实体服务访问点对WIA-PA数据链路子层管理实体进行访问，通过MAC层管理实体服务访问点对IEEE 802.15.4MAC层进行访问。
6.根据权利要求1-5其中之一所述的工业无线WIA-PA网关，其特征在于，在协议转换过程进行地址映射，在工业无线WIA-PA协议处理器中建立地址表存储现场设备的短地址、长地址与Ipv6的网络地址，地址表中每个短地址对应一个设备对象ID，EPA控制网络对于接收到的数据包，根据短地址对不同设备进行操作。
7.根据权利要求1-5其中之一所述的工业无线WIA-PA网关，其特征在于，EPA协议栈部分在应用层检查自己的缓存队列查看所读数据是否为缓存数据，如是则直接将数据返回给上位机。
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