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HART总线
主讲人:梁
赵
易
HART总线






HART(Highway Addressable Remote Transducer),可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议,是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。 HART装置提供具有相对低的带宽,适度响应时间的通信,经过10多年的发展,HART技术在国外已经十分成熟,并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART通信采用的是半双工的通信方式,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。
,这是所有设备都理解、都执行的命令
,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.
,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。

HART协议于80年代后期开发,并于90年代初移交到HART基金会。从那时起,它已经更新了好几次。每一次的协议更新都确保更新向后兼容以前的版本。。“7”表示主修订号码,而“3”表示次修订号码。
HART协议实现了开放系统互连(OSI)7层协议模型的第1、2、3、4和7层:

协议物理层
数据链路层
网络层
传输层
应用层

物理层:HART协议的物理层规定了信号的传输方法、传输介质,HART支持模拟信号和数字信号在同一线路上传输。以贝尔202标准为基础,采用频移键控(FSK),以1200bps的速率通信。代表0和1位值的信号频率分别为2200和1200Hz。该低电平信号叠加在4到20mA的模拟测量信号之上,而不会对模拟信号造成任何干扰。
图2 HART 协议通信的FSK 信号
定义了一项主从协议- 在正常使用下,现场设备只在收到信号时才作回答。可以有两个主设备,例如,控制系统作为第一主设备,而手持HART通信器作为第二主设备。时序规则定义每个主设备可以开始通信事务的时间。单个多点线缆对可以连接多达15个或更多的从设备。


提供路由、端到端安全及传输服务。它管理与通信设备之间端到端通信的“会话”。

数据链路层确保通信成功地从一个设备到另一个设备传播。传输层可以被用来确保端到端通信的成功。