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HART通信协议

1986年Rosemount公司为它们的智能变送器开发了HART（Highway

AddressableRemoteTransducer）协议，后来通过不断地开发并使之用于其它设

备，1989年HART进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年已经进展为79家，于是，1993年7

月成立了HART通信基金会（HARTCommunicationFoundation-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，负责推行HART协议在工业中的应用并知足HART用户的需要，它的唯一

任务确实是和谐、推动并支持HART技术活着界范围的应用。

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进程中过渡性产

品，因此在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，取得了较快进展。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

有设备都明白得、都执行的命令；第二类称为一样行为命令，所提供的功能能够在

许多现场设备（尽管不是全数）中实现，这种命令包括最经常使用的的现场设备的

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，这种

命令既能够在基金会中开放利用，又能够为开发此命令的公司所独有。在一个现场

设备中通常可发觉同时存在这三类命令。

HART采纳统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采纳这种标准语言来描述

设备特性，由HART基金会负责记录治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技术来明白得这些设备的特性参数而没必要为这些设备开发专

用接口。但由于这种模拟数字混合信号制，致使难以开发出一种能知足各公司要求

的通信接口芯片。

HART能利用总线供电，可知足本质平安防爆要求，并可组成由手持编程器与

治理系统主机作为主设备的双主设备系统。

第一节HART的大体特点

1-1HART通信协议简介

HART协议基于Bell202通信标准，利用了FSK(FrequencyShiftKeying)技术，

在4～20mA信号进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

字双向通信能同时进行，而不彼此干扰。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，而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，利用OSI的一、二、7三层：

物理层规定了HART通信采纳基于Bell202通信标准的FSK技术，大体内容

是：

波特率：1200bps

逻辑1：1200Hz

逻辑0：2200Hz

Bell202的信号如以下图所示：

由于正弦信号的平均值为0，HART通信信号可不能阻碍4～20mA信号的平

均值，这就使HART通信能够和4～20mA信号并存而不相互干扰，这是HART标

准的重要优势之一。智能设备要检出HART通信的信号，要求它有以上的电平，

因此二线制智能设备与电源之间至少要有250Ω以上的电阻，以避免这一信号被电

源的低内阻所短路。多数现有电缆都能够用于HART通信，但最好采纳带屏蔽的

直径大于的电缆。限制信号传输距离的要紧因素是电阻、电感与散布电容对信号的

衰减。单台设备利用距离达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：每一个字符由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。不仅每一个字节有奇偶

校验，一个完整的HART数据也用一个字节进行纵向校验。HART数据格式如以

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：变送器和通信情形(仅变送器向