對于HART協議我們再來介紹一下，這次我們來簡單說一下HART協議的原理，也就是運用了哪一種調制方法，以及它的幀格式還有一些應用環境需要注意的一些問題。HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協議，是美國Rosement公司于1985年推出的一種用于現場智能儀表和控制室設備之間的通信協議。 HART裝置提供具有相對低的帶寬，適度響應時間的通信，經過10多年的發展，HART技術在國外已經十分成熟，并已成為全球智能儀表的工業標準。

HART協議采用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4-20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數字信號進行雙向數字通訊，數據傳輸率為1.2Mbps。由于FSK信號的平均值為0，不影響傳送給控制系統模擬信號的大小，保證了與現有模擬系統的兼容性。在HART協議通信中主要的變量和控制信息由4-20mA傳送，在需要的情況下，另外的測量、過程參數、設備組態、校準、診斷信息通過HART協議訪問。

HART通信采用的是半雙工的通信方式，其特點是在現有模擬信號傳輸線上實現數字信號通信，屬于模擬系統向數字系統轉變過程中過渡性產品，因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較快發展。HART 規定了一系列命令，按命令方式工作。它有三類命令，***類稱為通用命令，這是所有設備都理解、都執行的命令；第二類稱為一般行為命令，所提供的功能可以在許多現場設備（盡管不是全部）中實現，這類命令包括最常用的的現場設備的功能庫；第三類稱為特殊設備命令，以便于工作在某些設備中實現特殊功能，這類命令既可以在基金會中開放使用，又可以為開發此命令的公司所獨有。在一個現場設備中通常可發現同時存在這三類命令。

HART采用統一的設備描述語言DDL。現場設備開發商采用這種標準語言來描述設備特性，由HART基金會負責登記管理這些設備描述并把它們編為設備描述字典，主設備運用DDL技術來理解這些設備的特性參數而不必為這些設備開發專用接口。但由于這種模擬數字混合信號制，導致難以開發出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用總線供電，可滿足本質安全防爆要求，并可組成由手持編程器與管理系統主機作為主設備的雙主設備系統。

數據鏈路層規定HART協議幀的格式，可尋址范圍0~15，“0”時，處于4~20mA及數字信號點對點模式，現場儀表與兩個數字通信主設備（也稱作通信設備或主設備）之間采用特定的串行通信，主設備包括PC機或控制室系統和手持通信器。單站操作中，主變量（過程變量）可以以模擬形式輸出，也可以以數字通信方式讀出，以數字方式讀出時，輪詢地址始終為0。也就是說，單站模式時數字信號和4~20mA模擬信號同時有效。

“1~15”處于全數字通信狀態，工作在點對多點模式，通信模式有“問答”式、“突發”式(點對點、自動連續地發送信息)。按問答方式工作時的數據更新速率為2~3次/s，按突發方式工作時的數據更新速率為3~4次/s。

在本質安全要求下，只使用一個電源，至多能連接15臺現場儀表，每個現場設備可有256個變量，每個信息***可包含4個變量。這就是所謂的多點（多站）操作模式。這種工作方式尤其適用于遠程監控，如管道系統和油罐儲存場地。

采用多點模式，4~20mA的模擬輸出信號不再有效（輸出設在4mA使功耗最小，主要是為變送器供電，各個現場裝置并聯連接），系統以數字通信方式依次讀取并聯到一對傳輸線上的多臺現場儀表的測量值（或其它數據）。如果以這種方式構成控制系統，可以顯著地降低現場布線的費用和減少主設備輸入接口電路，這對于控制系統有重要價值。

HART協議根據冗余檢錯碼信息，采用自動重復請求發送機制，消除由于線路噪聲或其他干擾引起的數據誤碼，實現數據無差錯傳送。能利用總線供電，可滿足本質安全防爆要求。