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技术数据手册将提供一份简短的无线HART性能和关键技术方面的概要介绍，
无线HART工作于2.4GHz ISM频段，采用安全稳健的网格拓扑结构。无线HART通过信道跳频，使用IEEE 802.15.4兼容的DSSS直接序列扩频技术，传送信息包数据。
无线HART架构基于以下原则设计：易用，可靠，与无线网格传感器协议兼容。它强制要求，兼容设备必须支持互操作性，如不同制造商的无线HART装置类型，无需系统操作即可被替换。
此外，无线HART向后兼容核心HART技术，比如HART命令结构和设备描述语言（DDL）。所有的HART设备（如网络管理器、网关、现场装置等）都应支持DDL。
无线HART通信使用时分多址（TDMA）技术来协调网络设备间的通信。TDMA数据连接层指定了不同设备间建立连接的时间槽和信道频率。这些连接组织成周期性重复的超帧结构，以支持循环和非循环通信。连接可以是专用的（保证过程数据在最短等待时间内发送），也可是共享的，使其能够弹性利用通信带宽。
传统HART协议是一种支持主从通信和过程数据发布的令牌传送网络。而无线HART则额外增加了物理层IEEE STD 802.15.4-2006和TDMA数据连接层。它的完整的网络层规范，支持全无线网格网络（mesh）部署。
无线HART支持标准HART应用层，聚焦于HART所最擅长的——灵巧的过程现场设备间通信。
关键特性
·与IEEE STD 802.15.4-2006兼容的物理层和MAC协议数据单元（PDU）。
·基于开放工业标准HART现场通信协议，直接兼容现有HART设备、应用和工具。
·特别为过程自动化工业需求而设计。
·支持多种信息模式：过程控制数据的单向传送；异常数据自动通知；ad-hoc主从模式；海量数据装置的自动分割成组传送。
·AES-128位密码使用独立的Join和Session密匙和数据连接层网络密匙，通信非常安全。
·高可靠性、自修复、冗余通道网格（mesh）网络。安装运行简单。
·空闲信道评估（CCA），信道跳频，黑名单和可调发射功率——支持无线HART网络和其他ISM频段设备的更好共存。
·所有信息预先完好定义，保证适当QoS（服务质量）信息递送。
·专用带宽保证高优先级和周期性通信。
·弹性共享带宽，保证事件通信和ad-hoc主从维护和诊断信息。
·支持更广范围的应用（如油库、管道），支持小型单元操作（如食品饮料、药物）。
网络结构
无线HART的结构使调度更容易、可靠，并与无线网格传感器协议兼容。它规定了三种原则要素：
·无线HART现场设备（WFD）连接于过程设备或工厂装置。
·无线HART网关用以支持主机应用和现场设备（WFD）之间的相互通信。它支持一个或更多的AP接入点。几乎每个无线HART网络都要求含有一个网关及其AP接入点。
·无线HART网络管理器负责配置网络、设备间时序通信（如配置超帧）、路由表管理、以及监控报告网络的健康状况。每个无线HART网络中只能有一个活动的网络管理器。
另外，无线HART支持：
·无线HART适配器支持已有HART现场设备集成到无线HART网络中。
·无线HART手持设备支持从邻近无线HART现场仪表直接存取信息。
无线HART设备可以满足用户的所有期待，包括对HART严格和高标准的互用性要求。所有的无线HART设备都必须有这样一个核心能力——支持等效类型设备在无需系统停止运行的条件下更换。为此，无线HART的多数需求都可达到，得到普遍支持。
数据传送模式
·过程数据和设定值的显著变化，或达到一个紧急阀值，将可能会周期性地发布，
·设备和过程状态的变化，将自动给应用程序发送一个通告信息
·Ad-hoc主从通信支持日常维护、配置、标定。
·支持海量数据集（如震动频谱、原始雷达级波形）自动分割成组传递。
协议概要
Physical Layer 物理层
基于IEEE STD 802.15.4-2006
·数据速率：250KBPS（62.5K波特）
·工作频率：2400-2483.5 MHz
·调制：O-QPSK（交错正交相移键控）; DSSS (直接序列扩频)
·发射功率：10dBm（名义） 可离散分级调整（如0dBm和其他）
·兼容IEEE物理层协议数据单元。最大有效载荷127位。
Data-
兼容IEEE 802.15.4 MAC PDU.
·支持长短两种地址。基于HART唯一ID和HCF OUI识别码的EUI-64位地址。（HCF：HART通信基金会）
·无线HART数据链路协议数据单元（DLPDU）指定附加位，确定无线HART信息包类型。
总线仲裁：TDMA（在超帧中使用时间槽）
·每秒100个时间槽。
·所有设备支持有不同时间槽的多种超帧，容许快速（1秒）、慢速（分）、循环和非循环网络流量。可以通过带宽需求激活或关闭超帧。
·对于特定信息，在指定的时间槽和信道进行通信。
·在整个网络中，从时间信息到连续同步TDMA运行，都要进行信息包确认。
连接指定使用超帧、时间槽和信道偏移，使临近设备间进行通信。
·连接可能是专用的（单一源设备）
·连接可能是多源间共享的，争抢存取。冲突使源头间随机推迟一个时间间隔。
·基于信息要素的报文跳频技术。频率选择基于连接的时间槽和信道偏移量。
·支持信道黑名单。
根据反应时间管理和流控制确定的信息优先权。一个设备的优先级可能改进后管理信息流量。4层：
·命令（高优先级）。任何数据包均包含网络管理负载。
·过程数据。任何信息包均包含过程数据（如命令3或9）。
·正常。DLPDUs达不到“命令”“过程数据”“警报”的标准。
·警报（低优先级）。信息包只包含着报警和事件信息。只是DLPDU拥有“警报”优先缓冲。
拒收的低优先级信息，像设备缓冲器变满时，冗余通道使其在拥堵时自动改道发送。
Network Layer 网络层
拓扑：全无线网格网络。所有的网络设备都是全功能的，源极和接收极信息报必须支持路由经过其他网络设备。因为网络是多重冗余的，所以通信路径是已确定并连续校验的。一般地，结构良好的无线HART网络可靠性（信度）要好于3σ(99.7300204%)，通常达到6σ(99.9999998%)。
信息路由选择
·为了更可靠和控制时延，网络提供冗余路径，可在上游下游图表中进行路由选择。
·为了ad-hoc通信，确认路径可行性，进行信源路由选择。
·支持广播、多点传送和单播（unicast）传输。
需求驱动的，动态网络带宽管理，导致对超帧和链接的配置/重新配置：
·配置现场设备时，带宽被请求或被释放以满足现场设备通信需求。
·如果在加入网络设备已经进行了配置，通信带宽将在加入网络后获得。
·Ad-hoc点对点通信(如DDL主应用程序)被监控，带宽被要求和释放，按需上下增减。
·共享插槽提供基本带宽和弹性带宽运用，而实现最小能量消耗。
·通过分配的高带宽传输通道，进行信息组传送。完成后带宽释放。
简单传输层提供不确认和终端确认的通信。确认方式传输包括自动重试，以确认数据传输成功。
传输层也支持大量数据集的类TCP可靠性信息块传送。
·数据集在源头设备自动分割，在目的地重新组装。
·信息组传送对于上层是透明的。
网络性能持续监控、报告和网络整理：
·每个设备与邻近设备间的维护统计数据（例如，接收信号电平，数据包数量）。统计资料定期公布。
·设备监听并报告发现新的网络邻居。
·断开停止邻居连接报告。
·网络管理器整理网络确保信道备份、减少能耗，扁平化网络。
Application Layer 应用层
Wirelesshart使用标准HART应用层。HART命令是基于标准数据类型和程序的。一般规定了惯例、设备家族和无线命令。广泛的标准，和具体的设备状况，包括质量评估和状况，可以为所有的流程工艺参数所用。通过详细说明的设备修订规则，决定设备改造，以保证向后兼容性。
另外，Hart的几个新的特点更好促进了无线通信，增强了有线HART的性能。
·智能数据发布，只在需要时生成过程数据信息。可以实时地，或由信号触发，或自定义时间开始发布。
·过程数据采样是可实时追踪，以减轻反应时间的变化影响。
·可以在特定时间触发测量，使得同步运行多个设备（如振动分析仪）。
·命令集使得在一次传输中多次读取命令，以更快地上传配置。
Security 安全
健壮、多层，和“常开”安全。它采用AES-128分组对称密匙工业标准。多重关键架构：
·每个设备单独加入密匙。
·网络密匙鉴别验证数据连接PDUs。
·会话密匙加密网络负载，确保终端设备间私密、不受干扰地通信。支持点对点和广播会话。
·密匙管理授权于用户，其复杂程度由工厂政策确定。
只有受信任设备才能加入网络。受信任的设备通过连接密匙和标准HART身份码来鉴别（如制造商ID，设备类型，设备ID，标签等）。
系统集成
兼容现有HART工具，应用软件和系统集成技术。
·WirelessHART设备可以像类似设备一样，透明无缝地与主机控制系统应用软件集成。
·网关支持整合各级别系统（例如，通过标准HART多路复用协议、PROFINET或者PROFIBUS-DP)。
·现场设备必须包括维护接口，以连接现有HART工具。通过维护接口读取所有参数。
·DDL是非强制，却是核心的HART技术。WirelessHART设备的所有能力，通过设备描述进行存取并得以实现。附带设备描述的应用程序无需修改就可以与WirelessHART设备完全通信。
连接现有HART设备
WirelessHART适配器支持现有HART现场设备连接无线网络：
·点-点和多支路的HART现场设备也许附属于其他适配器，其有权读取所有的辅助设备。
·WirelessHART适配器提供辅助设备的数据发布服务，即便这些设备不支持触发模式。
·为了支持现有HART工具，适配器必须在辅助设备网络上以令牌传递主从式运行。
·WirelessHART网关需要支持WirelessHART适配器。两者合作可以确保消息透明发送到附属设备。
·除了连接现有HART设备外，WirelessHART适配器也可包含自己的传感器或操作装置。
典型应用
WirelessHART带来了过程监控和控制应用的新机会：
·设备和过程监控；
·环境监测，能源管理，质量监督
·资产管理，预测维护，高级诊断
·闭环控制(在适合情况下);