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HART协议在智能电磁流量计中的设计应用
1.引言 　　HART，即Highway Addressable Remote Transducer，是可寻址远程传感器高速公路的简称，最早由美国 Rosemount公司开发并得到八十多家著名仪表公司的支持,其特点是在不干扰4～20mA模拟信号的同时允许双向数字通讯。符合HART协议的智能电磁流量计不仅可以实现各种流量的检测和就地显示，还可以通过上位计进行远程设定，改变流量计的零点、量程，以及完成自诊断等功能，在很大程度上方便了流量计的使用和维护，因而具有较强的市场竞争力。[1]本文讨论基于HART协议智能电磁流量计具体实现的技术问题,一是要解决硬件电路的设计问题，二是要讨论实现HART协议命令集编程及上位机软件的实现 。2 HART协议简介　　HART协议遵循ISO制订的OSI 开放式系统互连参考模型，采用了OSI 模型的第一层、第二层和第七层，即物理层、数据链路层和应用层。2.1 物理层规范　　HART 协议采用美国电话通讯系统Bell202频移键控(FSK)标准，在4～20mA的模拟±0.5mA的正弦波，波特率是 1200bps。因为所叠加的正弦信号平均值为0，而且相位连续频移键控技术要求在波特率为 1200Hz的数据位 1 和 0 的边界的相位角是连续的，所以数字通讯信号不会影响4～20mA的模拟信号。2.2 数据链路层规范[2][3]　　这一部分协议规定了HART 帧的格式，实现建立、维护、数据链路通讯功能，HART协议根据冗余检错码信息，通过差错检测机制和采用自动重发请求协议（ARQ），实现通讯数据无差错传送。　　与协议相关的数据传输是以帧的形式实现的。帧是用户控制和寻址信息对用户数据的封装，只有帧中的字节记数结束且经过了差错检验接收正确无误或是物理层通知信号传输终止（如检测不到载波）之后才可以进行帧的识别。HART 帧的格式如图1所示。&&&&&&& PREAMBLE　前导信号。　　DELIM 定界符：一个独特的或是最容易识别的字符。　　ADDR地址字节：包含了源地址和目的地址,最高位都用来表示与该帧相关的主设备的地址。　　COM 命令字节：表示现场仪表所要执行的功能。 　　BYTE CORNT数据总长度：该值表示的是BYTE CORNT下一个字节到最后(不包括校验字节) 的字节数。　　DATA 数据字节。　　CHK　奇偶校验：纵向奇偶校验。　　在数据链路层中的HART协议是一种“主/从”协议。在从设备的应答消息中除了已被接收的确认命令，许多消息中还包含了主设备询问的数据。HART协议允许系统中同时有两个主设备运行，一个基本主设备，一个副主设备。从设备根据两个主设备不同的地址来向它们分发各自的应答命令消息。2.3 应用层规范[4]　　规定了HART消息包中的3类命令，第一类是通用命令，适用于遵守HART协议的所有产品，为符合HART协议的设备提供功能描述；第二类是普通操作命令，适用于遵守HART协议的大部分产品；第三类是设备特殊命令，适用于遵守HART协议的特殊产品。3 基于HART协议的智能电磁流量计的硬件设计　　带有HART通讯协议的智能电磁流量计的硬件系统电路采用模块化设计，主要包括传感器模块，MCU模块、HART通讯模块和人机界面模块四个部分。　　由单片机控制的低频励磁电流输出到传感器的励磁线圈中，同时来自电磁流量传感器的微小电势信号经前置放大后通过AD模数转换电路送入到单片机。单片机对这些信号进行数据采集，分析处理送至液晶显示屏进行瞬时流量和累积流量的显示。同时单片机通过计算公式对得到的流量值进行补偿，将补偿后的流量信号通过HART通讯模块实现与上位机的远程通讯。3.1 HART通讯模块设计　　HT2012 芯片用来实现HART 协议中通讯信号的解调及调制过程。图2为调制解调器与微处理器的连接。　　HART 信号的解调过程：由带通滤波器输出的脉冲信号进入HT2012 后，调制解调器分别将脉冲信号中的1200Hz和 2200Hz解调为数字1和0，再将数字信号由HT2012 的ORXD 端口输出，CPU 对接收到的数据进行判断并执行相应的任务。 图2 HART接口电路3.2 HT2012 与外部接口　　HART数字信号规范是峰值为1mA、平均值为0mA正弦交流电流信号,此信号经线路阻抗转化为正弦交流电压信号，而HT2012 输入和输出信号是0～5V 的方波信号，因此在HT2012 和外部的HART 信号之间还需要有滤波电路和整形电路。　　如图3所示，由TLC27 组成的滤波器是带通滤波器，用来减少接收信号的噪声干扰。滤波器还用来消除波形中的尖峰，从而使接收到的信号变得平缓。TLC37 组成的数字方波产生回路把经过TLC27 滤波后的正弦波转变成相应的方波，以便于HT2012 接收。
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HART modbus profibus 这三种协议有什么区别？这几种协议都是干什么用的？
这三种协议都是干什么用的
全部评论发表于： 14:24:34&&1楼　这是三种不同的，
　　HART不是真[object Object]正的，HART是结合模拟与数据信号的混合协议来表现控制系统的信息。通过使用HART，传统的4-20&mA（模拟）信号被用来代表或控制输出信号。次要的变量，设备状态和设备配置数据都在该4-20&mA信号上通过使用HART数据协议得以传输。
　　modbus和&都是应用是工业现场的总线协议，主站控制系统合现场设备用的都比较多，
　　HART在中用的比较多，比如一些，，等，要把它们的到中就需要用的一些转换产品。
　　比如是modbus协议的DCS或者PLC之类，就要用到HART转modbus的网关模块转换协议采集数据，上海泗博自动化有一款是可以满足这个需求的&型号是&HTM-611&，
　　当需要连接主站的时候，就要用到另一个转换模块，&HPM-610
　　上海泗博HART转modbus&和&HART转网关，都可以连接多个HART，将多台HART仪表的中采集上传的，
　　以下是上海泗博HART/modbus网关HTM-611，HART/profibus网关&HPM-610&产品信息：
　　支持1个HART通道，多点模式下使用网关内置电阻支持连接13台仪表，使用外部电阻（250Ω）支持连接15台仪表；
　　HART侧可配置为第一主站或第二主站，支持突发模式，支持长短，支持所有HART命令；
　　HART输入达1600byte，输出达1000byte，每通道最多可配置128条命令，每条命令可配置为4种输出方式：输出、
　　逢变输出、初始化输出、不输出；
　　HART输入达1600byte，输出数据达1000byte，每通道最多可配置128条命令，每条命令可配置为4种输出方式：输出、
　　逢变输出、初始化输出、不输出；
　　可选择使用内部或外部；
　　串口侧可配置为Modbus从站或通用模式，接口是RS232、RS485、可选，：300、600、、K、38.4K、57.6K、
　　115.2Kbps可选
　　支持Profibus-DP从站，，最大12M；
　　支持Profibus-DP输入数据多误清零或者保持功能；
　　防护等级：IP20；；
　　通过配合配置软件HT-123可实现HART命令的监控和调试等功能；
　　Modbus支持RTU模式和ASCII模式；发表于： 21:12:23&&2楼& & 谢谢分享，不 错 & &发表于： 08:27:26&&3楼引用 冬天的一把火 的回复内容：& & 谢谢分享，不 错 & &发表于： 09:38:11&&4楼谢谢分享发表于： 10:10:33&&5楼不错啊，谢谢分享
您需要登录后才可以回帖HART通信协议在现场仪表的使用--《仪器仪表用户》2014年04期
HART通信协议在现场仪表的使用
【摘要】：随着技术进步,自动化仪表信号的传输从气动信号、电压信号、标准电流信号,一直到数字通讯不断完善。石油炼化企业自动化仪表的使用除了简单的工艺参数检测和监控,还需要一些更详细的参数,于是HART通信协议这种形式简单参数齐全的通讯模式完美的解决了现场数据的收集和控制功能。本文通过现场的实际应用经验,阐述HART通信协议在现场仪表中的使用。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TN915.04【正文快照】：
0弓丨言 远程传感器高速通道的开放通信协议,采用在4?20mA模拟信号上叠加音频数字信号进行双向数字通讯,而不影响由于;￡流信号不受线路中电容、电感、负载性质的影传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统响,不存在相移问题,且电流不会随线路阻抗减弱,所以自电信
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京公网安备74号HART协议和RS485协议有什么区别_百度知道
HART协议和RS485协议有什么区别
提问者采纳
RS485则是纯数字电路，具有通信速率高。 HART是在4-20毫安电流信号上面叠加数字信号，因而成为大多数现场总线的物理层、组网灵活，可以通过网关转换，应用呈下滑趋势，通信速率较低RS485和HART是2种不同的总线网络
提问者评价
恩，明白了，O(∩_∩)O谢谢！
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