HART协议简介
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。 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。
1、HART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。
HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。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、都执行的命令；第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，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。在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。
2、基金会现场总线，即FoudationFieldbus,简称FF。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。
基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为 3125Kbps,通信距离可达 1900m (可加中继器延长)，可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。H2的传输速率为 1Mbps和 2.5Mbps两种，其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。
HART通用命令一览
HART命令0：读标识码
返回扩展的设备类型代码，版本和设备标识码。
请求：无
响应：
字节0： 254
字节1： 制造商ID
字节2： 制造商设备类型
字节3： 请求的前导符数
字节4： 通用命令文档版本号
字节5： 变送器规范版本号
字节6： 设备软件版本号
字节7： 设备硬件版本号
字节8： 设备标志
字节9-11： 设备ID号
HART命令1：读主变量（PV）
以浮点类型返回主变量的值。
请求：无
响应：
字节0： 主变量单位代码
字节1-4： 主变量
HART命令2：读主变量电流值和百分比
读主变量电流和百分比，主变量电流总是匹配设备的AO输出电流。百分比没有限制在0-100%之间，如果超过了主变量的范围，会跟踪到传感器的上下限。
请求：无
响应：
字节0-3： 主变量电流，单位毫安
字节4-7： 主变量量程百分比
HART命令3：读动态变量和主变量电流
读主变量电流和4个（最多）预先定义的动态变量，主变量电流总是匹配设备的AO输出电流。每种设备类型都定义的第二、第三和第四变量，如第二变量是传感器温度等。
请求：无
响应：
字节0-3： 主变量电流，单位毫安 字节4： 主变量单位代码 字节5-8： 主变量 字节9： 第二变量单位代码 字节10-13：第二变量
字节14： 第三变量单位代码
字节15-18：第三变量
字节19： 第四变量单位代码
字节20-23：第四变量
HART命令4：保留
HART命令5：保留
HART命令6：写POLLING地址
这是数据链路层管理命令。这个命令写Polling地址到设备，该地址用于控制主变量AO输出和提供设备标识。
只有当设备的Polling地址被设成0时，设备的主变量AO才能输出，如果地址是1~15则AO处于不活动状态也不响应应用过程，此时AO被设成最小；并设置传输状态第三位——主变量模拟输出固定；上限/下限报警无效。如果Polling地址被改回0，则主变量AO重新处于活动状态，也能够响应应用过程。
请求：
字节0： 设备的Polling地址
响应：
字节0： 设备的Polling地址
HART命令7：
HART命令8：
HART命令9：
HART命令10：
HART命令11：用设备的Tag读设备的标识
这是一个数据链路层管理命令。这个命令返回符合该Tag的设备的扩展类型代码、版本和设备标识码。当收到设备的扩展地址或广播地址时执行该命令。响应消息中的扩展地址和请求的相同。
请求：
字节0-5： 设备的Tag，ASCII码
响应：
字节0： 254
字节1： 制造商ID代码
字节2： 制造商设备类型代码
字节3： 请求的前导符数
字节4： 通用命令文档版本号
字节5： 变送器版本号
字节6： 本设备的软件版本号
字节7： 本设备的硬件版本号
字节8： 设备的Flags
字节9-11： 设备的标识号
HART命令12：读消息（Message） 读设备含有的消息。
请求：无
响应：
字节0-23： 设备消息，ASCII
HART命名13：读标签Tag，描述符Description和日期Date
读设备的Tag，Description and Date。
请求：无
响应：
字节0-5： 标签Tag，ASCII
字节6-17： 描述符，ASCII
字节18-20：日期，分别是日、月、年-1900
HART命令14：读主变量传感器信息
读主变量传感器序列号、传感器极限/最小精度（Span）单位代码、主变量传感器上限、主变量传感器下限和传感器最小精度。传感器极限/最小精度（Span）单位和主变量的单位相同。
请求：无
响应：
字节0-2： 主变量传感器序列号
字节3： 主变量传感器上下限和最小精度单位代码
字节4-7： 主变量传感器上限
字节8-11： 主变量传感器下限
字节12-15：主变量最小精度
HART命令15：读主变量输出信息
读主变量报警选择代码、主变量传递（Transfer）功能代码、主变量量程单位代码、主变量上限值、主变量下限值、主变量阻尼值、写保护代码和主发行商代码。
请求：无
响应：
字节0： 主变量报警选择代码
字节1： 主变量传递Transfer功能代码
字节2： 主变量上下量程值单位代码
字节3-6： 主变量上限值
字节7-10： 主变量下限值
字节11-14：主变量阻尼值，单位秒
字节15： 写保护代码
字节16： 商标发行商代码Private Label Distributor Code
HART命令16：读最终装配号 读设备的最终装配号。
请求：无 响应：
字节0-2： 最终装配号
HART命令17：写消息 写消息到设备。
请求：
字节0-23： 设备消息，ASCII
响应：
字节0-23： 设备消息，ASCII
HART命令18：写标签、描述符和日期 写标签、描述符和日期到设备。
请求：
字节0-5： 标签Tag，ASCII
字节6-17： 描述符Descriptor，ASCII
字节18-20：日期 响应：
字节0-5： 标签Tag，ASCII
字节6-17： 描述符Descriptor，ASCII
字节18-20：日期
HART命令19：写最后装配号 写最后装配号到设备。
请求：
字节0-2： 最终装配号
响应：
字节0-2： 最终装配号
1、HART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。
HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。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、都执行的命令；第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，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。在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。
2、基金会现场总线，即FoudationFieldbus,简称FF。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。
基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为 3125Kbps,通信距离可达 1900m (可加中继器延长)，可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。H2的传输速率为 1Mbps和 2.5Mbps两种，其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。
HART通用命令一览
HART命令0：读标识码
返回扩展的设备类型代码，版本和设备标识码。
请求：无
响应：
字节0： 254
字节1： 制造商ID
字节2： 制造商设备类型
字节3： 请求的前导符数
字节4： 通用命令文档版本号
字节5： 变送器规范版本号
字节6： 设备软件版本号
字节7： 设备硬件版本号
字节8： 设备标志
字节9-11： 设备ID号
HART命令1：读主变量（PV）
以浮点类型返回主变量的值。
请求：无
响应：
字节0： 主变量单位代码
字节1-4： 主变量
HART命令2：读主变量电流值和百分比
读主变量电流和百分比，主变量电流总是匹配设备的AO输出电流。百分比没有限制在0-100%之间，如果超过了主变量的范围，会跟踪到传感器的上下限。
请求：无
响应：
字节0-3： 主变量电流，单位毫安
字节4-7： 主变量量程百分比
HART命令3：读动态变量和主变量电流
读主变量电流和4个（最多）预先定义的动态变量，主变量电流总是匹配设备的AO输出电流。每种设备类型都定义的第二、第三和第四变量，如第二变量是传感器温度等。
请求：无
响应：
字节0-3： 主变量电流，单位毫安 字节4： 主变量单位代码 字节5-8： 主变量 字节9： 第二变量单位代码 字节10-13：第二变量
字节14： 第三变量单位代码
字节15-18：第三变量
字节19： 第四变量单位代码
字节20-23：第四变量
HART命令4：保留
HART命令5：保留
HART命令6：写POLLING地址
这是数据链路层管理命令。这个命令写Polling地址到设备，该地址用于控制主变量AO输出和提供设备标识。
只有当设备的Polling地址被设成0时，设备的主变量AO才能输出，如果地址是1~15则AO处于不活动状态也不响应应用过程，此时AO被设成最小；并设置传输状态第三位——主变量模拟输出固定；上限/下限报警无效。如果Polling地址被改回0，则主变量AO重新处于活动状态，也能够响应应用过程。
请求：
字节0： 设备的Polling地址
响应：
字节0： 设备的Polling地址
HART命令7：
HART命令8：
HART命令9：
HART命令10：
HART命令11：用设备的Tag读设备的标识
这是一个数据链路层管理命令。这个命令返回符合该Tag的设备的扩展类型代码、版本和设备标识码。当收到设备的扩展地址或广播地址时执行该命令。响应消息中的扩展地址和请求的相同。
请求：
字节0-5： 设备的Tag，ASCII码
响应：
字节0： 254
字节1： 制造商ID代码
字节2： 制造商设备类型代码
字节3： 请求的前导符数
字节4： 通用命令文档版本号
字节5： 变送器版本号
字节6： 本设备的软件版本号
字节7： 本设备的硬件版本号
字节8： 设备的Flags
字节9-11： 设备的标识号
HART命令12：读消息（Message） 读设备含有的消息。
请求：无
响应：
字节0-23： 设备消息，ASCII
HART命名13：读标签Tag，描述符Description和日期Date
读设备的Tag，Description and Date。
请求：无
响应：
字节0-5： 标签Tag，ASCII
字节6-17： 描述符，ASCII
字节18-20：日期，分别是日、月、年-1900
HART命令14：读主变量传感器信息
读主变量传感器序列号、传感器极限/最小精度（Span）单位代码、主变量传感器上限、主变量传感器下限和传感器最小精度。传感器极限/最小精度（Span）单位和主变量的单位相同。
请求：无
响应：
字节0-2： 主变量传感器序列号
字节3： 主变量传感器上下限和最小精度单位代码
字节4-7： 主变量传感器上限
字节8-11： 主变量传感器下限
字节12-15：主变量最小精度
HART命令15：读主变量输出信息
读主变量报警选择代码、主变量传递（Transfer）功能代码、主变量量程单位代码、主变量上限值、主变量下限值、主变量阻尼值、写保护代码和主发行商代码。
请求：无
响应：
字节0： 主变量报警选择代码
字节1： 主变量传递Transfer功能代码
字节2： 主变量上下量程值单位代码
字节3-6： 主变量上限值
字节7-10： 主变量下限值
字节11-14：主变量阻尼值，单位秒
字节15： 写保护代码
字节16： 商标发行商代码Private Label Distributor Code
HART命令16：读最终装配号 读设备的最终装配号。
请求：无 响应：
字节0-2： 最终装配号
HART命令17：写消息 写消息到设备。
请求：
字节0-23： 设备消息，ASCII
响应：
字节0-23： 设备消息，ASCII
HART命令18：写标签、描述符和日期 写标签、描述符和日期到设备。
请求：
字节0-5： 标签Tag，ASCII
字节6-17： 描述符Descriptor，ASCII
字节18-20：日期 响应：
字节0-5： 标签Tag，ASCII
字节6-17： 描述符Descriptor，ASCII
字节18-20：日期
HART命令19：写最后装配号 写最后装配号到设备。
请求：
字节0-2： 最终装配号
响应：
字节0-2： 最终装配号
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