随着电子技术与信息技术的高速发展，自动化领域发生了深刻的变革。从电子技术角度看，自动化领域内的仪器仪表由模拟化向着智能化、数字化的方向发展;从信息技术角度看，自动化领域内的设备经历着由传统的封闭式向“互联网+”式的网络化过渡。目前我国传统的基于4-20mA模拟信号的设备依然应用广泛，因此在模拟化到数字化的过渡过程中需要能够兼容模拟和数字通信方式的总线技术。HART协议应运而生，已成为自动化系统升级模拟仪表的低成本解决方案并广泛应用。与此同时，国家大力推动“互联网+工业”，在其带来巨大生产力的同时，安全问题也紧跟其后。因此，设计一种基于Modbus/TCP协议的具备信息安全功能的HART网关具有迫切的现实意义。　　本文根据HART协议与Modbus协议规范，设计了一种以STM32F103微处理器为核心的HART网关，实现控制命令和监控数据在上位机与HART终端之间双向传输。网关基于Modbus/TCP协议通过以太网与上位机进行通信，基于HART协议通过HART模块与仪表设备进行通信。其中，上位机以向网关内部特定Modbus寄存器写入数据的方式下达控制命令，网关将其转换为HART命令发送给HART终端仪表。网关将模拟电流环上的FSK频移键控信号进行解调并提取关键数据存储在特定寄存器内待上位机周期性读取，以实现对主变量、过程变量、设备状态等信息的监测。本文对HART网关的电源模块、HART模块、D/A转换模块、以太网模块等硬件设计做了介绍，着重分析了HART芯片调制解调部分的电路;对网关的软件部分也做了介绍，包括初始化程序、HART帧发送接收程序、Modbus/TCP与HART互相转换程序以及实现信息安全功能的程序设计逻辑。最后提出了基于Modbus/TCP的多层访问控制策略并应用于HART网关，使其具备抵御针对HART终端网络攻击的防护能力。