HART通信协议V1.7(C9,C33,C132).doc

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ROSEMOUNT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。本文是对通信协议的介绍 《HART通信协议详解》 HART（Highway Addressable Remote Transducer）通信协议，作为一项开放的标准，自1985年由ROSEMOUNT公司推出以来，已成为智能仪表与控制系统间通信的重要方式。HART协议利用FSK（Frequency Shift Keying）频移键控技术，将数字信号叠加在4-20mA的模拟信号上，实现双向通信，数据传输速率为1200bps。这种设计确保了与传统模拟系统的兼容性，同时提供了额外的数字化信息传输能力。 在HART协议中，通信主要分为两类：主设备（Master）与从设备（Field Device）。主设备负责发起命令，可以是第一主机或第二主机，与从设备进行交互。从设备则是安装在现场，具备多种变量测量和计算功能，并能够响应主设备的HART命令。协议中定义了三种类型的命令：通用命令、普通应用命令和设备专用命令，以满足不同设备和场景的需求。 数据帧在HART协议中扮演着关键角色。长帧（Long Frame）包含5字节的地址，其中制造商ID、设备类型和序列号等信息确保了设备的独特性。短帧（Short Frame）则仅包含1字节的地址，只支持通用命令Command 0。每个数据帧由前导符（Preamble）、定界符（Delimiter）、地址、扩展字节、命令、数据字节数、数据和校验字节组成，共同确保信息的准确传输。 HART通信规范详细定义了通信帧格式、速率、信号类型、数据格式以及应答机制。通信帧由前导符（5-20个0xFF字符）和数据帧构成，以1200bps的速度进行数据交换。FSK信号的1200Hz和2200Hz分别代表数字1和0。数据格式采用11位，包括1位起始位、8位数据位、1位停止位和1位奇校验位。从设备的应答数据帧至少包含2字节，分别是响应码和设备状态码。响应码反映了命令执行的成功与否，其低6位表示具体的响应情况。 当通信正常时，响应码的最高位bit7为0，表示命令执行成功。不同的响应码对应着不同的执行情况，例如0x00表示成功，0x02表示错误的命令，0x03表示设置参数过大，0x07则表示设备处于写保护模式。这些响应码提供了设备操作状态的反馈，便于诊断和问题解决。 HART通信协议是一种高效且灵活的通信方式，其详尽的命令结构和数据帧设计保证了现场智能仪表与控制系统之间的稳定交互。对于工业自动化领域的专业人士来说，深入理解和掌握HART协议对于优化系统性能、提升设备管理效率至关重要。