HART協(xié)議是按照ISO標準的開放式參考模型。那么這種協(xié)議也屬于通訊協(xié)議的范疇。多種通訊應(yīng)用以及標準在很多領(lǐng)域都有所應(yīng)用。HART,即Highway Addressable Remote Transducer,是可尋址遠程傳感器高速公路的簡稱,最早由美國 Rosemount公司開發(fā)并得到八十多家著名儀表公司的支持,其特點是在不干擾4~20mA模擬信號的同時允許雙向數(shù)字通訊｡符合HART協(xié)議的智能電磁流量計不僅可以實現(xiàn)各種流量的檢測和就地顯示,還可以通過上位計進行遠程設(shè)定,改變流量計的零點､量程,以及完成自診斷等功能,在很大程度上方便了流量計的使用和維護,因而具有較強的市場競爭力｡

HART協(xié)議簡介

HART協(xié)議遵循ISO制訂的OSI 開放式系統(tǒng)互連參考模型,采用了OSI 模型的***層､第二層和第七層,即物理層､數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層｡

1 物理層規(guī)范

HART 協(xié)議采用美國電話通訊系統(tǒng)Bell202頻移鍵控(FSK)標準,在4~20mA的模擬±0.5mA的正弦波,波特率是 1200bps｡因為所疊加的正弦信號平均值為0,而且相位連續(xù)頻移鍵控技術(shù)要求在波特率為 1200Hz的數(shù)據(jù)位 1 和 0 的邊界的相位角是連續(xù)的,所以數(shù)字通訊信號不會影響4~20mA的模擬信號｡

2 數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范

這一部分協(xié)議規(guī)定了HART 幀的格式,實現(xiàn)建立､維護､數(shù)據(jù)鏈路通訊功能,HART協(xié)議根據(jù)冗余檢錯碼信息,通過差錯檢測機制和采用自動重發(fā)請求協(xié)議(ARQ),實現(xiàn)通訊數(shù)據(jù)無差錯傳送｡

與協(xié)議相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸是以幀的形式實現(xiàn)的｡幀是用戶控制和尋址信息對用戶數(shù)據(jù)的封裝,只有幀中的字節(jié)記數(shù)結(jié)束且經(jīng)過了差錯檢驗接收正確無誤或是物理層通知信號傳輸終止(如檢測不到載波)之后才可以進行幀的識別｡HART 幀的格式如圖1所示｡

PREAMBLE前導(dǎo)信號｡

DELIM 定界符:一個獨特的或是最容易識別的字符｡

ADDR地址字節(jié):包含了源地址和目的地址,***位都用來表示與該幀相關(guān)的主設(shè)備的地址｡

COM 命令字節(jié):表示現(xiàn)場儀表所要執(zhí)行的功能｡

BYTE CORNT數(shù)據(jù)總長度:該值表示的是BYTE CORNT下一個字節(jié)到***(不包括校驗字節(jié)) 的字節(jié)數(shù)｡

DATA 數(shù)據(jù)字節(jié)｡

CHK奇偶校驗:縱向奇偶校驗｡

在數(shù)據(jù)鏈路層中的HART協(xié)議是一種“主/從"協(xié)議｡在從設(shè)備的應(yīng)答消息中除了已被接收的確認命令,許多消息中還包含了主設(shè)備詢問的數(shù)據(jù)｡HART協(xié)議允許系統(tǒng)中同時有兩個主設(shè)備運行,一個基本主設(shè)備,一個副主設(shè)備｡從設(shè)備根據(jù)兩個主設(shè)備不同的地址來向它們分發(fā)各自的應(yīng)答命令消息｡

3 應(yīng)用層規(guī)范

規(guī)定了HART消息包中的3類命令,***類是通用命令,適用于遵守HART協(xié)議的所有產(chǎn)品,為符合HART協(xié)議的設(shè)備提供功能描述;第二類是普通操作命令,適用于遵守HART協(xié)議的大部分產(chǎn)品;第三類是設(shè)備特殊命令,適用于遵守HART協(xié)議的特殊產(chǎn)品｡