文档介绍：HART通讯协议1986年Rosemount公司为它们的智能变送器开发了HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)协议,后来经过不断地开发并使之用于其它设备,1989年HART发展成为一种开放的协议,1990年成立了HART用户集团,HART用户集团的成员1990年有13家,到1993年已经发展为79家,于是,1993年7月成立了HART通信基金会(municationFoundation-HCF),同时Fisher-Rosemount将HART协议的所有权转让给了HCF。HCF是一个独立的、非盈利的组织,负责推广HART协议在工业中的应用并满足HART用户的需要,它的唯一任务就是协调、推动并支持HART技术在世界范围的应用。这种被称为可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议,其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品,因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力,得到了较快发展。HART规定了一系列命令,按命令方式工作。它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、都执行的命令;第二类称为一般行为命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现,这类命令包括最常用的的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。 HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性,由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典,主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混合信号制,导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。 HART能利用总线供电,可满足本质安全防爆要求,并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。HART的基本特点1-1 HART通信协议简介HART协议基于Bell202电话通讯标准,使用了FSK(FrequencyShiftKeying)技术,在4~20mA信号过程测量模拟信号上叠加了频率信号,它成功地使模拟信号与数字双向通讯能同时进行,而不相互干扰。HART还可在一根双绞线上以全数字的方式通信,支持15个现场设备的多站网络,并且能对现场仪表的各项特性进行清楚的描述。HART协议的特点是具有与现场总线类似的体系结构,它以国际标准化组织的开放性互联模型为参照,使用OSI的1、2、7三层:物理层规定了HART通信采用基于Bell202通信标准的FSK技术,基本内容是:波特率:1200bps逻辑1: 1200Hz逻辑0: 2200HzBell202的信号如下图所示:由于正弦信号的平均值为0,HART通信信号不会影响4~20mA信号的平均值,这就使HART通信可以和4~20mA信号并存而不互相干扰,这是HART标准的重要优点之一。智能设备要检出HART通信的信号,,因而二线制智能设备与电源之间至少要有250Ω以上的电阻,以免这一信号被电源的低内阻所短路。多数现有电缆都可以用于HART通信,。限制信号传输距离的主要因素是电阻、电感与分布电容对信号的衰减。单台设备使用距离达3000米,而多站结构也可达1500米。数据链路层规定了通信数据的结构:每个字符由11位组成,其中包括:1bit起始位,8bit数据位,1bit奇偶校验位,1bit停止位。不仅每个字节有奇偶校验,一个完整的HART数据也用一个字节进行纵向校验。HART数据格式如下图所示:SD:帧前定界码AD:地址CD:HART命令(见应用层)BC:字节数状态:变送器和通信情况(仅变送器向主设备通信时才有)CH:校验字节由于数据的有无与长短并不恒定,所以HART数据的长度也是不一样的,最长的可包括25个字节。应用层规定了HART命令,智能设备从这些命令中辨识对方信息的含义。这些命令分为三类:通用命令(mands);mon-mands)及专用命令(Device-mands)。第一类命令是通用的,对所有遵从HART协议的智能设备,不管它是哪个公司的产品都适应。例如读制造厂及产品型号、过程变量及单位、读电流百分比输出等。第二类命令对大多数智能设备都适用,但不要求完全一样。它用于常用的操作,如写阻尼时间常数、写过程变量单位等。第三类命令是针对每种具体设备的特殊性而设立的,这些命令用于读取调整和标定信息,以及设备的结构信息。专用命令不要求统一,有关资料可以从设备的制造商处获得。HART通信协议允许两种通信模式:第一种是“主—从式(MASTER-SLAVEMO