HART通信協(xié)議在智能變送器中應(yīng)用的研究.pdf

1、現(xiàn)場(chǎng)總線是目前國(guó)際上過(guò)程控制領(lǐng)域一個(gè)熱點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字通信技術(shù)可以延伸到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)儀表，給控制體系帶來(lái)一場(chǎng)革命。考慮到我國(guó)目前傳統(tǒng)的基于4～20mA的模擬設(shè)備仍然廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制，為滿足從模擬到全數(shù)字的過(guò)渡HART協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生。該協(xié)議基于Bell202通信標(biāo)準(zhǔn)，在4～20mA的模擬信號(hào)上疊加不同的頻率信號(hào)來(lái)傳送數(shù)字信號(hào)。其特點(diǎn)是在現(xiàn)有的模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過(guò)程中的過(guò)渡產(chǎn)品，由于這項(xiàng)技術(shù)屬于承前

2、啟后的研究，所以，在當(dāng)前的過(guò)渡時(shí)期具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，得到了較快發(fā)展。 首先，論文對(duì)HART協(xié)議做了較全面的分析。HART協(xié)議采用ISO/OSI簡(jiǎn)化模型，ISO/OSI分為七個(gè)功能層，HART協(xié)議只用了第一、二、七層即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。其中物理層規(guī)定了信號(hào)的傳輸方式以及信號(hào)電平等內(nèi)容，數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定了設(shè)備類型以及數(shù)據(jù)傳輸幀格式，應(yīng)用層規(guī)定了HART協(xié)議的各種命令及響應(yīng)碼。 其次，論文以HART協(xié)議為通信標(biāo)準(zhǔn)

3、，提出了智能變送器系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的方法。并為傳統(tǒng)變送器的HART改造作了可行性分析。通過(guò)對(duì)HART通信協(xié)議的掌握，研究和設(shè)計(jì)了微處理器和傳感器系統(tǒng)相結(jié)合的智能變送器系統(tǒng)。論文在介紹了HART協(xié)議的基礎(chǔ)上著重研究了智能變送器的硬件和軟件設(shè)計(jì)，硬件上較為詳盡的介紹了智能變送器的各個(gè)設(shè)計(jì)模塊——微處理器模塊、傳感器模塊、通信模塊和A/D、D/A模塊的設(shè)計(jì)；軟件上對(duì)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)，其中包括測(cè)