HART协议的应用层次分析

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下文摘要:HART协议是一种应用层的通信协议。多数用在工业当中,那么对于这个协议的层次应用我们本文来做一个具体的介绍。

HART协议其实是一种计算机网络应用方面的协议。在理解上,我们并非严格规定它的种类界限。随着网络的不断强化和发展,工业化,医用化等等方面都已经和网络融合在一起,尤其是协议。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Rosemen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。

HART装置提供具有相对低的带宽,适度响应时间的通信,经过10多年的发展,HART技术在国外已经十分成熟,并已成为全球智能仪表的工业标准。HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的 4mA~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1.2Mbps。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4mA~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。

HART通信采用的是半双工的通信方式。HART协议参考 ISO/OSI(开放系统互连模型),采用了它的简化三层模型结构,即第一层物理层,第二层数据链路层和第七层应用层。

第一层:

物理层。规定了信号的传输方法、传输介质,为了实现模拟通信和数字通信同时进行而又互不干扰,HART协议采用频移键控技术 FSK,即在4mA~20mA模拟信号上迭加一个频率信号,频率信号采用 Be11202国际标准,数字信号的传送波特率设定为 1200bps,1200Hz代表逻辑“0”,2200Hz代表逻辑“1”,信号幅值0.5A。

通信介质的选择视传输距离长短而定。通常采用双绞同轴电缆作为传输介质时,最大传输距离可达到1500m。线路总阻抗应在230Ω~1100Ω。

第二层:

数据链路层。规定了HART帧的格式,实现建立、维护、终结链路通讯功能。HART协议根据冗余检错码信息,采用自动重复请求发送机制,消除由于线路噪音或其他干扰引起的数据通讯出错,实现通讯数据无差错传送。

现场仪表要执行HART指令,操作数必须合乎指定的大小。每个独立的字符包括1个起始位、8个数据位、1个奇偶校验位和一个停止位。由于数据的有无和长短并不恒定,所以HART数据的长度也是不一样的,最长的HART数据包含25个字节。

第三层:

应用层。为HART命令集,用于实现 HART指令。命令分为三类,即通用命令、普通命令和专用命令。

责任编辑:佟健 来源: 互联网
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