描述
一、概述
HART (Highway Addressable Remote Transducer)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1200bps。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。
在应用层,HART规定了一系列命令,按命令方式工作。它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解、执行的命令;第二类称为普通应用命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现;第三类称为设备专用命令,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。
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二、含义
1、主机(Master):分为第一主机和第二主机,它能连接在 HART 网络上,发出命令与从机通讯。
2、从机(Field Device):连接在过程控制现场中,具有测量、计算多种变量功能,并能与主机进行 HART 通讯的设备。
3、长帧(Long Frame):地址Address 由5字节组成的 HART 数据帧,所有的 HART 命令都支持长帧数据帧。长帧地址各字节含义如下图所示:
制造商ID号(Manufacturer ID)由 HART 基金会分配;
在生产中,通类型设备序列号唯一,并且永不重复。广播地址使用长帧结构,低38bit全为0。
厂商指定的设备类型(Decive Type)与制造商ID满足下表要求:
4、短帧(Short Frame):地址Address 由1字节组成的 HART 数据帧,短帧只有通用命令command 0 能够使用,短帧字节含义如下:所有的 HART 从机都支持长、短帧。
5、请求帧(STX):由主机(如手抄器)向从机(现场设备)发出请求数据命令。
6、应答帧(ACK):从机回复给主机的数据。
7、前导符(Preamble):发起命令(数据)传输的设备在传输数据帧前发送的0xFF字符,发送该字符的数量一般为5~20个,该数量可以通过命令来改变;前导符的使用是为了使数据接收端在硬件电路上产生CD载波检测信号,以实现数据通讯的同步。
8、定界符(Delimiter):表示数据帧传输的开始,指明数据的传输方向、物理层类型,同时它也指定了数据帧的帧类型(长、短帧),其含义内容如下:
9、地址(Address):由定界符Delimite指定为短帧(1字节)或长针(5字节)两种类型。
10、扩展字节(Expansion Bytes):本公司目前的HART协议版本保留,为0.
11、命令(Command):功能码,指明一个数据帧的具体实现功能,命令有通用命令、普通应用命令、设备专用命令三大类。
12、数据字节数(Bytes Count):指实际的数据 Data 的数据。
13、数据(Data):设置或读取指定从机的参数数据(通信的最终结果)。
14、校验字节(Check Byte):从定界符到数据的所有字节的“异或”值,即纵向校验。