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HART通信協(xié)議
HART通信協(xié)議
HART(Highway Addressable RemoteTransducer)，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(biāo)準(zhǔn)。
 
　　HART協(xié)議采用基于Bell202標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)、診斷信息通過HART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(dāng)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，**類稱為通用命令，這是所有設(shè)備都理解、都執(zhí)行的命令；**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*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?？砂l(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?，F(xiàn)場設(shè)備開發(fā)商采用這種標(biāo)準(zhǔn)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)**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)。
 
　　舉個實際應(yīng)用的例子：
 
　　HART/RS232轉(zhuǎn)換器（松茂電子的SM100-A）與壓力變送器通訊的指令解析
 
　　步驟1 ：HART/RS232轉(zhuǎn)換器與壓力變送器之間的連接按說明書上兩線制連接示意圖進行連接，并確認連接準(zhǔn)確無誤。
 
　　步驟2：打開HART/RS232轉(zhuǎn)換器測試軟件,打開串行口并連接, 進行串行口測試, HART/RS232轉(zhuǎn)換器與PC機是能正常通訊。
 
　　步驟3： 按下開始檢測,這個測試軟件開始自動對測試儀表進行檢測，測試軟件上顯示儀表的ID及其他參數(shù)顯示出來,
 
　　指令分析：
 
　　命令格式說明如下：
 
　　起始位序文 定界符 地址 命令 數(shù)據(jù)長度 校驗位 結(jié)束符
 
　　由于要確保待發(fā)的命令完整的發(fā)送，我們特意在標(biāo)準(zhǔn)命令格式序文前加了一個起始位"23"和在校驗位后加了一個結(jié)束符"40"。
 
　　1）例如：發(fā)送讀取設(shè)備序號命令 23 FF FF FF FF FF02 80 00 00 82 40
 
　　命令注解如下表所示：
 
　　起始位23 序文 FF FF FF FF FF 定界符02地址80 命令00 數(shù)據(jù)長度00 校驗位82 結(jié)束符40
 
　　返回的命令格式如下表所示：
 
　　序文定界符 地址 命令 數(shù)據(jù)長度 數(shù)據(jù)校驗位
 
　　返回的數(shù)據(jù)為：FF FF FF FF FF 06 80 00 0E00 00 FE 11 0E 05 05 01 0C 08 00 5E EE 09 D5
 
　　返回數(shù)據(jù)命令注解如下表所示：
 
　　序文ff ff ff ff ff 定界符06 地址80 命令00數(shù)據(jù)長度0E 數(shù)據(jù)00 00 FE 11 0E 05 05 01 0C 08 00 5E EE 09 D5
 
　　這里按說明書上6.1序號命查詢進行協(xié)議解析。
 
　　5E EE 09 這臺設(shè)備的序號
 
　　2）例如發(fā)這讀設(shè)備的動態(tài)變量命令
 
　　23 FF FF FF FF 82 91 0E 5E EE 0903 00 A7 40
 
　　返回信息為：
 
　　FF FF FF FF FF 86 91 0E 5E EE 0903 0B 00 00 41 8C CC 2B 0C 44 54 7E C3 23
 
　　41 8C CC 2B 為當(dāng)前輸出電流 （IEEE754浮點格式）
 
　　0C 對應(yīng)的單位
 
　　44 54 7E C3 當(dāng)前的壓力（IEEE754浮點格式）
 
　　【通信模式】
 
　　HART通訊協(xié)議有三種不同的通信模式。
 
　?。?）點對點模式。同時一根電纜線上傳輸4～20mADC的模擬信號和數(shù)字信號。
 
　?。?）多點模式。一根電纜線上連接多個現(xiàn)場設(shè)備，即全數(shù)字通信模式。
 
　?。?）陣發(fā)模式。允許總線上單一的從站自動、連續(xù)地發(fā)送一個標(biāo)準(zhǔn)的HART的響應(yīng)信息。