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现场总线是目前国际上过程控制领域一个热点,通过现场总线数字通信技术可以延伸到现场级仪表,给控制体系带来一场革命。考虑到我国目前传统的基于4～20mA的模拟设备仍然广泛的应用于工业控制,为满足从模拟到全数字的过渡HART协议应运而生。该协议基于Bell202通信标准,在4～20mA的模拟信号上叠加不同的频率信号来传送数字信号。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,由于这项技术属于承前启后的研究,所以,在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力,得到了较快发展。首先,论文对HART协议做了较全面的分析。HART协议采用ISO/OSI简化模型,ISO/OSI分为七个功能层,HART协议只用了第一、二、七层即物理层、数据链路层和应用层。其中物理层规定了信号的传输方式以及信号电平等内容,数据链路层规定了设备类型以及数据传输帧格式,应用层规定了HART协议的各种命令及响应码。其次,论文以HART协议为通信标准,提出了智能变送器系统总体方案设计的方法。并为传统变送器的HART改造作了可行性分析。通过对HART通信协议的掌握,研究和设计了微处理器和传感器系统相结合的智能变送器系统。论文在介绍了HART协议的基础上着重研究了智能变送器的硬件和软件设计,硬件上较为详尽的介绍了智能变送器的各个设计模块——微处理器模块、传感器模块、通信模块和A/D、D/A模块的设计;软件上对系统的软件结构进行了分析和设计,重点介绍了数据链路层和应用层的实现,其中包括测控程序、通信程序的实现;此外,提出了利用数据融合基础解决实际中多参数测试交叉灵敏度问题的方法。最后,通过使用智能压力变送器进行现场通信试验和调试,并对在开发研制过程中硬件和软件调试中所遇到的问题和经验进行了总结。