2010軟考網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：解讀HART通訊協(xié)議的概念

　　HART通訊協(xié)議到底是什么作用呢?最近不少朋友都關(guān)注這個協(xié)議了。所以小編在這里為大家詳細介紹一下這個協(xié)議的狗官內(nèi)容。那么本文主要講述了這個協(xié)議的基礎(chǔ)知識，并且對于它的一些協(xié)議命令以及訪問過程進行了分析。

　　HART(Highway Addressable Remote Transducer),可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議,是美國Rosement公司于1985年推出的一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設(shè)備之間的通信協(xié)議? HART裝置提供具有相對低的帶寬,適度響應(yīng)時間的通信,經(jīng)過10多年的發(fā)展,HART技術(shù)在國外已經(jīng)十分成熟,并已成為全球智能儀表的工業(yè)標準?

　　HART協(xié)議采用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號,在低頻的4-20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號進行雙向數(shù)字通訊,數(shù)據(jù)傳輸率為1.2Mbps?由于FSK信號的平均值為0,不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小,保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性?在HART協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4-20mA傳送,在需要的情況下,另外的測量?過程參數(shù)?設(shè)備組態(tài)?校準?診斷信息通過HART通訊協(xié)議訪問?

　　HART通信采用的是半雙工的通信方式,其特點是在現(xiàn)有模擬信號傳輸線上實現(xiàn)數(shù)字信號通信,屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中過渡性產(chǎn)品,因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力,得到了較快發(fā)展?HART 規(guī)定了一系列命令,按命令方式工作?

　　它有三類命令,第一類稱為通用命令,這是所有設(shè)備都理解?都執(zhí)行的命令;第二類稱為一般行為命令,所提供的功能可以在許多現(xiàn)場設(shè)備(盡管不是全部)中實現(xiàn),這類命令包括最常用的的現(xiàn)場設(shè)備的功能庫;第三類稱為特殊設(shè)備命令,以便于工作在某些設(shè)備中實現(xiàn)特殊功能,這類命令既可以在基金會中開放使用,又可以為開發(fā)此命令的公司所獨有?在一個現(xiàn)場設(shè)備中通常可發(fā)現(xiàn)同時存在這三類命令?

　　HART采用統(tǒng)一的設(shè)備描述語言DDL?現(xiàn)場設(shè)備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設(shè)備特性,由HART基金會負責(zé)登記管理這些設(shè)備描述并把它們編為設(shè)備描述字典,主設(shè)備運用DDL技術(shù)來理解這些設(shè)備的特性參數(shù)而不必為這些設(shè)備開發(fā)專用接口?但由于這種模擬數(shù)字混合信號制,導(dǎo)致難以開發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片?HART能利用總線供電,可滿足本質(zhì)安全防爆要求,并可組成由手持編程器與管理系統(tǒng)主機作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)?

　　現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中存在多種不同的主機和現(xiàn)場設(shè)備,要想很好地使用他們,完善的通訊協(xié)議是必須的? HART協(xié)議最初是由美國Rosemount公司開發(fā),已應(yīng)用了多年?HART協(xié)議使用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號,在低頻的4- 20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號進行互不干擾的雙向數(shù)字通訊,數(shù)據(jù)傳輸率為1.2Mbps?在HART協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4-20mA傳送,在需要的情況下,另外的測量?過程參數(shù)?設(shè)備組態(tài)?校準?診斷信息通過HART協(xié)議訪問?HART通訊協(xié)議參照了國際標準化組織的開放性互連模型,使用OSI標準的物理層?數(shù)據(jù)鏈路層?應(yīng)用層? HART協(xié)議規(guī)定了傳輸?shù)奈锢硇问?消息結(jié)構(gòu)?數(shù)據(jù)格式和一系列操作命令,是一種主從協(xié)議?當通訊模式為“問答式"的時候,一個現(xiàn)場設(shè)備只做出被要求的應(yīng)答?HART協(xié)議允許系統(tǒng)中存在2個主機(如一個用于系統(tǒng)控制,另一個是HART通信的手操器),如不需要模擬信號,多點系統(tǒng)中的一對電纜線上最多可以連接15個從設(shè)備?

　　HART 規(guī)定了一系列命令,按命令方式工作?它有三類命令:

　　(1)通用命令?這是所有設(shè)備都理解?都執(zhí)行的命令?

　　(2)一般行為命令?所提供的功能可以在許多現(xiàn)場設(shè)備中實現(xiàn),命令包括最常用的現(xiàn)場設(shè)備的功能庫?

　　(3)特殊設(shè)備命令?為便于工作在某些設(shè)備中實現(xiàn)特殊功能,這類命令既可以在基金會中開放使用,又可以為開發(fā)此命令的公司所獨有?

　　HART通訊協(xié)議采用統(tǒng)一的設(shè)備描述語言DDL?現(xiàn)場設(shè)備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設(shè)備特性,由HART基金會負責(zé)登記管理這些設(shè)備描述并把它們編為設(shè)備描述字典,主設(shè)備運用DDL技術(shù)來理解這些設(shè)備的特性參數(shù)而不必為這些設(shè)備開發(fā)專用接口?但由于這種模擬數(shù)字混合信號制,導(dǎo)致難以開發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片?HART能利用總線供電,可滿足本質(zhì)安全防爆要求,并可組成由手持編程器與管理系統(tǒng)主機作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)?