在工业自动化领域，有一种通信协议虽然“低调”，却在全球工业现场默默服役了几十年，它就是 HART 协议。
HART（Highway Addressable Remote Transducer），中文通常称为可寻址远程传感器高速通道通信协议，由美国 ROSEMOUNT 公司于 1985 年推出，是一种用于现场智能仪表与控制室设备之间通信的开放协议。直到今天，它仍然是全球工业智能仪表的重要标准之一。
从 4～20mA 说起：工业控制的“黄金信号”
上世纪 70 年代中期，工业过程控制仪表逐步统一为两线制 4～20mA 模拟信号。 这种方式结构简单、抗干扰能力强，极大推动了工业自动化系统的发展，并一直沿用至今。
但问题也逐渐显现：
- 一根两芯电缆 只能单向传输一个参数
- 只能传输模拟量，无法携带更多设备信息
智能仪表出现，信息需求爆发
进入 80 年代，随着微电子技术和微处理器的发展，智能变送器、控制器和 DCS 系统迅速普及。
这时，现场设备和控制室之间需要传输的信息已经不再局限于一个测量值，还包括：
- 多个过程变量
- 设备组态参数
- 校准信息
- 故障诊断数据
传统 4～20mA 模拟回路，已经明显“力不从心”。
HART 协议的诞生：模拟与数字的完美结合
在完全替换模拟系统条件尚不成熟的背景下，HART 协议应运而生。
它的最大特点是：在保留 4～20mA 模拟信号的同时，引入数字通信能力
HART 协议采用基于 Bell 202 标准的 FSK（频移键控）调制方式， 在原有的 4～20mA 模拟信号上，叠加幅度仅为 0.5mA 的数字信号，实现双向通信。
关键优势在于：
- 数字信号的平均值为 0
- 不会影响原有模拟测量值
- 完全兼容现有系统，无需大规模改造
其数据传输速率为 1.2 kbps，虽然不高，但足以满足设备管理和维护需求。
各司其职：模拟测量 + 数字管理
在 HART 系统中，信息分工非常明确：
- 主要过程变量与控制信号：通过 4～20mA 模拟信号传输
- 设备参数、组态、校准、诊断信息：通过 HART 数字通信获取
这使得工程师在不中断生产的情况下，就能完成设备维护和管理。
半双工通信 + 命令机制
HART 采用的是半双工通信方式，按命令进行工作，并定义了三类命令体系：
- 通用命令：所有 HART 设备必须支持
- 一般行为命令：大多数现场设备支持的常用功能
- 特殊设备命令：针对特定设备的专用功能
在实际设备中，这三类命令往往是同时存在的。
DDL 描述语言：真正的“即插即用”
HART 还引入了统一的 设备描述语言（DDL）。 设备厂商只需用 DDL 描述自身设备特性，由 HART 基金会统一登记管理。
这样一来：
- 主站无需为不同设备开发专用接口
- 系统即可“自动识别”和理解设备功能
这在当时大大降低了系统集成的复杂度。
为什么 HART 能长期流行？
总结来看，HART 协议具备多项关键优势：
- ✔ 兼容 4～20mA 传统系统
- ✔ 支持数字双向通信
- ✔ 可总线供电，满足本安防爆要求
- ✔ 支持双主站（手操器 + 管理系统）
- ✔ 技术成熟、生态完善
虽然带宽不高、响应速度有限，但在“模拟向数字过渡”的历史阶段，HART 几乎是最理想的解决方案。
结语：低调却不可或缺的工业经典
经过 30 多年的发展，HART 技术已经非常成熟， 并成为全球智能仪表领域的重要工业标准。
在现场总线和工业以太网不断发展的今天，
HART 依然活跃在无数工业现场，
默默支撑着工业自动化系统的稳定运行。
如果你从事仪表、自动化或过程控制领域，HART，一定是绕不开的经典协议之一。
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