HART原理介绍总结篇.docx

HART简介：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Rosement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。原理：HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4-20mA模拟信号 上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通 讯，数据传输率为1.2Mbps。由于FSK 信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容 性。在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外 的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。语言：HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设 备特性，由HART基金会负责登记管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技术来理解这些设备的特性参数而不必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，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利 用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备 的双主设备系统。HART协议使用了 ISO/OSI模型的第1、2、7层，即物理层、数据链路层和应用层。HART通信可以有点对点或多点连接模式。HARHAROSI层次Presentation“6”应用层HART物理层：aBell202标准的FsK频移键控技术ssion4” Transprot+0.5mA-0.5mANet2物理链1eNet1物理链e1200Hz2200Hzn0"HART数据链路层：(1) 主从式通信：由主设备来控制数据帧的传送最多允许15个从设备连接到一条多点通讯线上(2) 半双工通讯方式(3) 寻址范围：015当地址为0时，处于420mADC与数字通信兼容状态当地址为115时，则处于全数字通信状态。HART协议应用层：1. 通用命令(Universal Commend)：2. 普通应用命令(Common-Practice Command)：3. 特殊命令(Transmitter-Specific Command)：原理图示：HART特点：1. 兼容数字通信和420mA电流模拟通信2. 采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号3. 以1200Hz代表逻辑“ 1”，2200Hz代表逻辑“0”4. 在420mA电流上叠加幅度为0.5mA的正弦调制波5. 它可以再提供现场总线的优越性的同时，保留对现有420mA系统的兼容性。6. 设备通信距离1500 m。HART智能仪表：HART智能仪表的组成原理：对于一个典型的HART智能仪表,其电路组成一般包括电源模 块、传感器接口电路、A/ D转换电路、MCU、D/ A输出电路和HART通信电路等。HART智能仪表电路结构示意图KAJT tetHAPT WUMHV- ELAJn IbIXJAitft图3 HART协议允许总线上存在两个主设备HART智能仪表的实现:图5 HART协议智艳仪表电路示意图<3®部GNU邸时fDHBF-sac-is书10IEEM3W147mocrrVDD 皿霆 oa immsTi