基于hart协议的智能仪表通信系统设计

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位

2、论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日22摘要摘要目前，现场总线已经成为过程控制领域的热点，代表着智能仪表发展的方向。随着现场总线国际标准的完成，现场总线产品以其完善的功能和突出的特点必将为市场所接受。HART协议作为一个开放性的协议，现已成为智能仪表的“事实上”的标准。其特点是在现有的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的过渡产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能

3、力，得到了较快的发展。在此背景下，本论文所研究的基于HART协议的智能仪表通信系统的设计为HART协议在智能仪表领域的应用做了一些有益尝试。HART协议规范是本课题设计和研究的基础，同时也是设备兼容性和功能实现的保证。本文首先对HART协议作了一个较为全面的分析，介绍了HART协议与OSI/ISO七层协议的对应关系，并分别介绍了HART协议三个层次（物理层、数据链路层和应用层）的定义和功能。在此基础上，本文根据对HART协议的理解以及自己在实践过程中的总结，在论文中对HART协议实现过程中的一些问题做了更进一步的说明和讨论。在

4、设计方案上，基于对实际需求和应用环境的深入分析，本人提出了“模块化”和“标准接口”的设计思路，使本HART协议通信系统可以广泛的与各种现场仪表搭配，并可以在对原有设备和线路改动很小的情况下用于对传统模拟仪表进行升级。在论文中，着重对HART协议通信系统的软件和硬件设计进行了分析和介绍。在硬件上较为详细的介绍了系统的芯片选取以及各个组成模块——微处理器模块、电流环模块、调制解调器模块的功能和实现方法；在软件上对系统的软件结构进行了分析和描述，重点介绍了HART协议通信系统与智能仪表之间的标准接口设计以及HART协议通信系统的数据

5、链路层和应用层软件设计。此外，在论文的最后对设备的调试和功能的测试做了介绍。本HART协议通信系统经过测试基本满足协议规范对设备功能性和兼容性的要求。本文介绍的内容很多都是在系统的实际研发过程中总结获得的，具有较强的针对性和实用性。关键词：现场总线，HART协议，智能仪表，数字通信IABSTRACTABSTRACTAtpresent，fieldbushasalreadybecomethehotspotinprocesscontrolfiled,onbehalfofthenecessarytrendinthedevelopmen

6、tofprocessinstrument.AstheInternationalStandardoffieldbusaccomplished,thefieldbusproductissurelyacceptedbythemarketforitsconsummatefunctionandextrusivecharacteristics.HART，aopenProtocol，nowisviewedasthestandardofintelligentinstruments.BecauseHARTrealizesdigitalcommu

7、nicationinthetransmissionofanalogsignals，ithasstrongcompetitioninthisinterimperiodandgrowsquickly.Inthispaper，thedesignofcommunicationmoduleinintelligentinstrumentbasedonHARTprotocolisanusefulattemptofHARTProtocolonapplicationofintelligentinstruments.Inthisthesis,al

8、lthedesignandresearcharebasedonHARTprotocol,whichisalsotheguaranteeforcompatibilityandfunctionsoftheequipment.UndermytutorZhaoHui’sdirecti