以HART協(xié)議為基礎的一系列的設計標準，以及軟件平臺和設計我們在下面的一個設備應用中進行一下介紹。那么我們這篇文章主要參考的對象則是依據(jù)一款軟件設計進行講解的。下面我們來對此進行一下簡單的介紹。遵照一套標準的協(xié)議來開發(fā)一套系統(tǒng)，其最大的好處是不論硬件設備提供商還是軟件開發(fā)人員，都可以獨立地按照標準的規(guī)范進行設計，分別提供標準的接口，從而大大提高工作效率，在最后的軟件和硬件的聯(lián)合調(diào)試中會帶來最大的方便。由于HART協(xié)議是本數(shù)據(jù)平臺軟件和整個控制系統(tǒng)軟件設計的理論依據(jù)，只有充分理解和消化了HART協(xié)議各層規(guī)范后，才可以根據(jù)具體規(guī)范對協(xié)議的各層進行軟件實現(xiàn)，從而達到上位機軟件與基于HART協(xié)議的現(xiàn)場儀表之間進行通信，以完成數(shù)據(jù)交換的目的。目前，國內(nèi)對HART協(xié)議進行系統(tǒng)的翻譯，總結和消化的文獻還不多見，因此在本章，鄭州波特電子有限公司將根據(jù)在研究工作中對HART協(xié)議的消化和理解，簡要地對在軟件設計中涉及到的HART協(xié)議規(guī)范進行總結。

1. HART協(xié)議概述:

HART（Highway Addressable Remote Transducer）協(xié)議，是一項4-20mA信號與數(shù)字通信技術兼容的過渡性標準，現(xiàn)已有Rosemount ,Smar,ABB ,Fuji , Moore, E+H, Honeywell, Fisher Controls, Arcom Control Systems Ltd. 等70多家公司參加了HART協(xié)議基金HCF。由于HART協(xié)議眾多不容置疑的優(yōu)點，使它成為全球應用最為廣泛的現(xiàn)場通信協(xié)議，1994年，HART變送器占世界智能變送器市場的76%，已成為事實上的工業(yè)標準。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計，HART協(xié)議在國際上的使用壽命為15-20年，國內(nèi)由于客觀條件所限，這個時間還會更長些，因此，在今后很長一段時間內(nèi)，HART產(chǎn)品仍有十分廣泛的市場。

HART 協(xié)議保留了4-20mA過程控制信號的工業(yè)標準，允許在同一個環(huán)路上同時存在模擬信號和數(shù)字通信信號而不相互影響。這一點是通過采用Bell202的通信標準實現(xiàn)的，Bell202采用頻移鍵控FSK（Frequency Shift Keying ）技術。HART協(xié)議的通信是在4-20mA的電流上施加一頻率信號而實現(xiàn)的。有兩個信號頻率，一個是1200HZ，代表邏輯“1”，另一個是2200HZ，代表邏輯“0”，信號的幅值是0.5mA。

在整個通訊過程中，既有模擬信號（4-20mA），也有數(shù)字信號（1200HZ和2200HZ），由于在一個信號周期中，通信信號的平均值為0，從而不對4-20mA的模擬信號產(chǎn)生影響，這是HART協(xié)議最重要的特點之一。

HART協(xié)議參考了國際標準化組織（ISO）提出的OSI（Open Systems Interconnection）模型。該模型提供了通信系統(tǒng)所必須的結構和要素。而HART只使用了一個簡化的OSI模型，僅用了其中的一，二，七層。

層號 層名 OSI層次HART層次 

7 應用層 格式化數(shù)據(jù)HART命令 

6 表示層 轉換數(shù)據(jù) 無 

5 會話層 控制會話 無 

4 傳輸層 確保信息完整 無 

3 網(wǎng)絡層 路由傳送 無 

2 數(shù)據(jù)鏈路層 差錯處理 協(xié)議規(guī)則 

1 物理層 連接設備 BELL 202 

HART協(xié)議與OSI參考模型的關系

HART協(xié)議包括物理層，數(shù)據(jù)鏈路層和應用層，及DLL語言這四部分。

2. HART協(xié)議物理層規(guī)范

物理層規(guī)定了信號的傳輸方法，信號電平，設備阻抗和介質(zhì)。通常物理層使用雙絞線作為介質(zhì)，在雙絞線上單獨傳輸數(shù)字信號或者同時傳輸數(shù)字與模擬信號。有效通信距離為5000英尺（1500米）。HART數(shù)字信號的傳輸是模擬信號傳輸?shù)暮唵螖U展，在電流模式中，是在現(xiàn)有的低頻率模擬電流（典型的是4-20 mA）上疊加一個高頻率電流。在電壓模式中，是在現(xiàn)有的直流電壓信號（典型的是1-5VDC）上疊加HART電壓信號。這兩種信號傳輸方式共享同樣的硬件，而在頻率上是分離的。

HART使用1200bit/s的二進制相位連續(xù)頻移鍵控（FSK）。

信息格式：1個起始位（0），8個數(shù)據(jù)位，1個校驗位（奇校驗）和一個停止位。