物联网发展迅速，技术在不断革新，各种通信协议百花齐放，在之前的文章中我们讲了实际中通信协议，不知道能够给大家带来一些帮助，今天，给大家安利另一种通信协议——HART协议。
HART协议是可寻址远程变送器数据通道协议的简称，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双向通信协议规程。它是在4~20MA的模拟信号上叠加频移键控（FSK）数字信号，可以兼容模拟和数字两种信号。
HART通信采用的是双半工的通信方式，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的过渡性产品，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。
【HARE协议规范】
HART协议于80年代后期开发，并于90年代初移交到HART基金会，从那时开始，它就已经更新了好几次。每一次的协议更新都确保更新向后兼容以前的版本。HART协议当前的版本是7.3版，“7”表示主修订号码，而“3”表示次修订号码。HART协议参照了开放系统互连（OSI）模型，使用了以下层：
1.协议物理层
2.数据链路层
3.网络层
4.传输层
5.应用层
1.协议物理层
HRAT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Be11202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2200Hz和1200Hz。如图1所示，即在4~20mA模拟信号上叠加了±0.5mA的数字信号，由于数字频移键控信号相位连续，平均值为零，所以不影响4~20mA模拟传输，从而使模拟信号和数字通信同时进行，而不互相干扰。
图2为HART协议的数字和模拟信号叠加后同时传输的示意图。通信介质的选择视传输距离长短而定，采用双绞线传输时最大传输距离可达1500m，线路总阻抗应在230~1100Ω之间。
2.数据链路层
定义了一项主/从协议，在正常使用下，现场设备只有收到信号时才作回答。可以有两个主设备，例如：控制系统作为第一设备，而手持HRAT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。
3.网络层
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”。
4.传输层
传输层确保从一个设备到另一个设备通信传播。
5.应用层
规定了强大的命令集，鼎易了协议所支持的命令、响应、数据类型和形状报告。在应用层，协议的公共命令分为四大类：
1）通用命令：提供在所有现场设备都必须实现的功能
2）常用命令：提供很多设备所共有的功能，但并不是所有的现场设备都具有的功能
3）设备特定命令：提供某特定现场设备所特有的功能，由设备制造商所指定
4）设备系列命令：为特定测量类型的仪器提供一套标准化的功能，允许无需使用设备特定指令便能进行完全的通用性访问。
【HART协议工作方式】
HART协议提供两个同步通信通道：4~20mA模拟信号和一个数字信号。这两个通信通道结合起来，提供了一种易于使用和配置的低成本、高度可靠的、完整的现场通信解决方案。
HART协议允许与现场设备之间的所有数字通信，可采用点到点或多点模式的网络配置。
【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，如图所示。
具体来说,电源模块的功能是将环路24V电压转换为+3V或者+5V供电电压,供仪表使用;传感器接口用于向传感器提供激励,例如恒压或者恒流驱动,并且将传感器的输出电压经适当的滤波后引入到 A/D转换器的模拟输入接口;A/D 转换部分对传感器输出的信号放大后,转换为数字量供MCU使用;存储器中可以存放各种组态信息、校准参数等;D/A输出部分完成电压到环路电流的转换;HART通信模块用于实现 HART协议物理层的实现;单片机(MCU)则是整个智能仪表的核心,协调其余部分的运行,完成运算、通信等功能。
在HART协议智能仪表的设计中,关键性的问题是必须解决低功耗问题。由于HART通讯协议规定,有±0.5mA的电流叠加在环路4～20mA上,并且在许多智能仪表中,都要求报警电流至少可以低至3.9mA,所以整个仪表的工作电流必须限制在3.4mA 以下。因此在电路设计中,各个部分均要选用高集成度、低功耗器件。
【HART连接方式】
1.点对点
2.多点
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