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什么是HART協(xié)議（德魯克壓力校驗儀DPI620包含此協(xié)議）

日期：2024-08-20 15:39
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摘要：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ROSEMOUNT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。
1、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1.2kbps。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，**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)。 

HART規(guī)范

編輯
HART協(xié)議于80年代后期開發(fā)，并于90年代初移交到HART基金會。從那時起，它已經(jīng)更新了好幾次。每一次的協(xié)議更新都確保更新向后兼容以前的版本。HART協(xié)議當前的版本是7.3版?！?”表示主修訂號碼，而“3”表示次修訂號碼。
HART協(xié)議實現(xiàn)了開放系統(tǒng)互連（OSI）7層協(xié)議模型的第1、2、3、4和7層： 

協(xié)議物理層

以貝爾202標準為基礎(chǔ)，采用頻移鍵控（FSK），以1200bps的速率通信。代表0和1位值的信號頻率分別為2200和1200Hz。該低電平信號疊加在4到20mA的模擬測量信號之上，而不會對模擬信號造成任何干擾。 

數(shù)據(jù)鏈路層

定義了一項主從協(xié)議 - 在正常使用下，現(xiàn)場設(shè)備只在收到信號時才作回答?？梢杂袃蓚€主設(shè)備，例如，控制系統(tǒng)作為**主設(shè)備，而手持HART通信器作為**主設(shè)備。時序規(guī)則定義每個主設(shè)備可以開始通信事務(wù)的時間。單個多點線纜對可以連接多達15個或更多的從設(shè)備。 

網(wǎng)絡(luò)層

提供路由、端到端**及傳輸服務(wù)。它管理與通信設(shè)備之間端到端通信的“會話”。 

傳輸層

數(shù)據(jù)鏈路層確保通信成功地從一個設(shè)備到另一個設(shè)備傳播。傳輸層可以被用來確保端到端通信的成功。

應(yīng)用層

定義了協(xié)議所支持的命令、響應(yīng)、數(shù)據(jù)類型和狀態(tài)報告。在應(yīng)用層，協(xié)議的公共命令分為四大類：
  1. 通用命令 - 提供在所有現(xiàn)場設(shè)備都必須實現(xiàn)的功能
  2. 常用命令 - 提供很多設(shè)備所共有的功能，但并不是所有的現(xiàn)場設(shè)備都具有的功能
  3. 設(shè)備特定命令 - 提供某特定現(xiàn)場設(shè)備所特有的功能，由設(shè)備制造商所指定
  4. 設(shè)備系列命令 - 為特定測量類型的儀器提供一套標準化的功能，允許無需使用設(shè)備特定指令便能進行完全的通用性訪問。