基于HART協議的智能電磁流量計的設計與實現
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HART，即Highway Addressable Remote Transducer，是可尋址遠程傳感器高速公路的簡稱，最早由美國 Rosemount公司開發并得到八十多家著名儀表公司的支持,其特點是在不干擾4～20mA模擬信號的同時允許雙向數字通訊。
符合HART協議的智能電磁流量計不僅可以實現各種流量的檢測和就地顯示，還可以通過上位計進行遠程設定，改變流量計的零點、量程，以及完成自診斷等功能，在很大程度上方便了流量計的使用和維護，因而具有較強的市場競爭力。[1]本文討論基于HART協議智能電磁流量計具體實現的技術問題,一是要解決硬件電路的設計問題，二是要討論實現HART協議命令集編程及上位機軟件的實現。
2 HART協議簡介
HART協議遵循ISO制訂的OSI 開放式系統互連參考模型，采用了OSI 模型的第一層、第二層和第七層，即物理層、數據鏈路層和應用層。
2.1 物理層規范
HART 協議采用美國電話通訊系統Bell202頻移鍵控(FSK)標準，在4～20mA的模擬±0.5mA的正弦波，波特率是 1200bps。因為所疊加的正弦信號平均值為0，而且相位連續頻移鍵控技術要求在波特率為 1200Hz的數據位 1 和 0 的邊界的相位角是連續的，所以數字通訊信號不會影響4～20mA的模擬信號。
2.2 數據鏈路層規范[2][3]
這一部分協議規定了HART 幀的格式，實現建立、維護、數據鏈路通訊功能，HART協議根據冗余檢錯碼信息，通過差錯檢測機制和采用自動重發請求協議（ARQ），實現通訊數據無差錯傳送。
與協議相關的數據傳輸是以幀的形式實現的。幀是用戶控制和尋址信息對用戶數據的封裝，只有幀中的字節記數結束且經過了差錯檢驗接收正確無誤或是物理層通知信號傳輸終止（如檢測不到載波）之后才可以進行幀的識別。HART 幀的格式如圖1所示。
PREAMBLE 前導信號。
DELIM 定界符：一個獨特的或是最容易識別的字符。
ADDR地址字節：包含了源地址和目的地址,最高位都用來表示與該幀相關的主設備的地址。
COM 命令字節：表示現場儀表所要執行的功能。
BYTE CORNT數據總長度：該值表示的是BYTE CORNT下一個字節到最后(不包括校驗字節) 的字節數。
DATA 數據字節。
CHK 奇偶校驗：縱向奇偶校驗。
在數據鏈路層中的HART協議是一種“主/從”協議。在從設備的應答消息中除了已被接收的確認命令，許多消息中還包含了主設備詢問的數據。HART協議允許系統中同時有兩個主設備運行，一個基本主設備，一個副主設備。從設備根據兩個主設備不同的地址來向它們分發各自的應答命令消息。
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