HART（Highway Addressable Remote Transducer）技术是一种支持数字通信的现场通信协议。它允许在现有的4～20mA模拟信号上叠加数字信号进行双向通信，从而实现远程设备的寻址和诊断功能，而不影响模拟信号的传输。这一技术由HART通信基金会（HART Communication Foundation, HCF）维护和发展。
HART定义与设备类型：
HART定义了基本变量（PV），第二变量（SV），第三变量（TV），第四变量（QV），这些变量用于对现场设备进行控制和监视。HART设备包括主设备（Master Device），其中分为主要主设备（Primary Master）和次要主设备（Secondary Master），以及从设备（Slave Device）和BURST模式设备（Burst Mode Device），后者能在短时间内高速传输大量的过程变量数据。
HART特点：
HART的特点之一是它兼容了数字通信和4～20mA电流模拟通信，采用基于Bell 202标准的FSK（频移键控）信号进行通信。在4～20mA电流上叠加幅度为0.5mA的正弦调制波，1200Hz代表逻辑“1”，2200Hz代表逻辑“0”，实现数据传输。HART通信能通过双绞线进行，无需额外的布线和电力支持，适合于工业环境下的过程控制设备。
连接方式：
HART通信支持点对点（Point-to-Point）和多点（Multi-drop）的连接方式。点对点连接方式中，每个从设备都有独立的物理连接，适合于设备间距离较远的情况。多点连接方式中，一个主设备通过一根总线与多个从设备相连，适合于设备较为集中的情况。
HART协议命令：
HART协议规定了一系列命令，包括通用命令（Universal Command）、一般命令（Common-Practice Command），以及特殊命令（Transmitter-Specific Command）。这些命令涉及到读取设备信息、修改设定、校准设备、执行测试等操作。例如，可以读取制造商信息、设备类型、动态变量、主变量（PV）和单位，以及写入设备范围值、单位和阻尼时间常数等。
HART协议模型与帧格式：
HART协议定义了主设备到从设备以及从设备到主设备的帧格式。帧包括前导符、定界符、地址、命令、数据长度、数据、校验等部分。前导符定界符数值为0xFF，用于标识帧的开始。定界符用来界定帧的各个字段，地址指明了消息的接收者或发送者。命令字段指定了要执行的操作，数据长度给出了数据部分的字节数，数据字段包含了要传输的数据本身。校验用于确保数据在传输过程中的完整性。
HART协议中的错误检测与响应码：
为了确保数据传输的可靠性，HART协议引入了错误检测机制。响应码用于表明从设备对主设备命令的响应状态，包括正常响应和各种错误状态。通过这种机制，主设备可以检测出通信过程中可能出现的问题并采取相应的处理措施。
HART服务与定时器：
HART设备支持多种服务，这些服务可以用于配置设备、读取数据、执行诊断测试等。定时器用于控制特定服务或命令的执行时间，确保通信活动的有序进行。
HART状态机：
HART协议使用状态机来管理通信过程中的不同状态，包括等待请求、处理请求、等待响应等。状态机确保通信过程遵循严格的步骤顺序，从而保证数据传输的正确性和可靠性。
HART技术在工业自动化领域得到了广泛的应用，它使得在保持现有模拟信号的同时，还能进行更加复杂和高级的数字通信，极大地提高了工业过程控制系统的灵活性和效率。
