無線HART標準是面向過程測量、過程控制和資產(chǎn)管理全面應用的一種可靠的無線協(xié)議。基于成熟的HART協(xié)議，無線HART可以讓用戶在保持現(xiàn)有設備、工具和系統(tǒng)一致性的基礎上，快速方便地獲得無線技術帶來的好處。
開發(fā)無線HART技術的工業(yè)領導廠商的設計初衷是為了滿足過程工廠無線網(wǎng)絡運行的獨特要求，其基本性能包括：
●利用網(wǎng)狀網(wǎng)絡（mesh networking）、跳頻和時間同步通信等技術保證了無線抗干擾能力，也可以與其他無線網(wǎng)絡的共存。
●通過加密、驗證、認證、關鍵詞管理和其他開放的工業(yè)標準級最佳實踐保障網(wǎng)絡通信的安全性和私密性。
●通過智能數(shù)據(jù)發(fā)布（Smart Data Publishing）和其他技術提供高效能耗管理，可以為無線設備提供電池供電、太陽能供電和其他低能耗選擇。
正是基于這些特性，無線HART被認為是在未來ISA100的多項無線標準里面，能夠滿足用戶無線過程自動化網(wǎng)絡需求的最佳方案之一。
本文將總結(jié)無線HART的關鍵要點，包括以幾個決策選項作為無線過程自動化應用對無線HART的選擇依據(jù)。
介紹
2007年9月，無線HART標準作為HART 7.0規(guī)范中的一部分進行了正式發(fā)布，這成為過程運行無線技術快速發(fā)展時代的一個重要里程碑。無線HART不但為過程應用提供一種可靠的專用無線協(xié)議，而且也為用戶提供了一種行業(yè)認可的標準，使其在進行無線應用決策時有選擇的依據(jù)。
什么是無線HART？
無線HART是一種針對過程自動化應用的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡通信協(xié)議。其目的是讓用戶在保持現(xiàn)有設備、工具和系統(tǒng)一致性的基礎上，為HART協(xié)議增加無線功能。
每一個無線HART網(wǎng)絡包括三個主要構(gòu)成：
●連接過程或工廠設備的無線現(xiàn)場裝置
●實現(xiàn)現(xiàn)場裝置與上位主應用程序通信的網(wǎng)關，主應用程序則與高速骨干網(wǎng)或其他現(xiàn)有工廠級網(wǎng)絡連接。
●負責網(wǎng)絡配置、設備間通信調(diào)度、報文路由管理和網(wǎng)絡狀態(tài)診斷的一個網(wǎng)絡管理器。這個網(wǎng)絡管理器可以集成到網(wǎng)關、主應用程序或過程自動化控制器當中。
無線HART協(xié)議符合IEEE 802.15.4標準，工作頻率為專用于工業(yè)、科技和醫(yī)療應用的2.4GHz寬帶信道。該頻率采用直接序列擴頻技術和跳頻技術來保證安全和可靠性，并采用時分多址（TDMA）的同步、隱式報文控制通信技術進行網(wǎng)絡設備通信。這一技術已經(jīng)在廣泛的過程控制工業(yè)中進行了成熟的現(xiàn)場試驗和實際的工廠安裝。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡的每一個裝置都可為其他裝置的報文提供路由功能。換句話說，一個裝置無需直接與網(wǎng)關通信而只需要將其發(fā)送的報文傳遞到最近的下一個裝置。這樣就擴展了網(wǎng)絡范圍，并增加了冗余通信路由能力，最終增強了網(wǎng)絡可靠性。網(wǎng)絡管理器根據(jù)隱式報文、有效性和可靠性要求決定冗余路由途徑。為了保證冗余路由途徑保持開放和暢通，報文將持續(xù)在冗余路徑之間進行切換選擇。就如Internet技術中那樣，如果一條報文無法通過某一路由到達目的地，它將自動重新路由到一條正確的冗余路徑上，而且數(shù)據(jù)不會丟失。
網(wǎng)狀拓撲也讓添加或者刪除網(wǎng)絡裝置變得容易。只要一個裝置與網(wǎng)絡中其他裝置屬于同一類別，就能夠直接進行通信。
為了實現(xiàn)面向不同應用要求的靈活性，無線HART協(xié)議支持多報文模式，包括過程和控制數(shù)值的單向發(fā)布模式，異常自動通知模式、自組織分組（Ad hoc）網(wǎng)絡請求/響應模式和大數(shù)據(jù)集的自分段塊傳輸模式。這些功能使得通信系統(tǒng)可以根據(jù)應用要求進行定制，從而降低了能耗。
標準化的協(xié)議
作為一項基于標準的技術，無線HART體現(xiàn)了過程自動化和工業(yè)無線領域的最佳理念和成果，為過程工業(yè)應用中來自多家供應商的智能測量和控制裝置提供了很好的互操作性。
無線HART規(guī)范創(chuàng)立的第一個面臨的選擇就是，是創(chuàng)建一個全新的協(xié)議還是建立在已具有良好基礎的HART協(xié)議之上？HART通信基金會（HCF）成員很快意識到，基于原有的HART協(xié)議進行無線通信技術開發(fā)是最快捷、最容易、風險最低的方法，也是最終用戶更容易接受和實施的無線解決方案。
●適用性：HART技術的目的是幫助用戶解決過程測量和控制問題，這些問題無論對有線還是無線技術都是一樣的。如今有線HART裝置的廣泛應用表明，HART通信技術可以解決絕大多數(shù)的過程應用問題。HART協(xié)議主要支持
●熟悉度：全球至少安裝了2400萬個HART裝置，這些現(xiàn)場用戶已經(jīng)具備了HART工具、培訓知識和相應的實際工作經(jīng)驗。比起采用全新的無線協(xié)議，HART無線協(xié)議規(guī)范所帶來的變動更小。
●使用簡便：HART技術之所以得到普遍應用，很大的原因在于它便于實施和使用，因此可以幫助用戶很快得到無線技術帶來的好處。
●技術支持和穩(wěn)定性：大量的安裝基礎和相當數(shù)量的HART產(chǎn)品提供商的存在，加上HART通信基金會（HCF）的大力推廣，為該協(xié)議的使用提供了保障。
●時間節(jié)省：將無線功能加到現(xiàn)有協(xié)議中而不是重新開始設計全新的協(xié)議的做法，大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)時間，能夠迅速得到采用。同時，還有利于原有的HART有線產(chǎn)品設備制造商快速提供無線裝置產(chǎn)品。
●低風險：在現(xiàn)有協(xié)議基礎上的無線規(guī)范可以大大減少技術實現(xiàn)或者開發(fā)過程中不可預見的問題，也讓用戶能夠盡快用上可靠的無線技術。
采用HART無線技術還可以提供新標準或其他無線標準無法獲得的好處。目前大量已安裝的HART裝置中，由于其主系統(tǒng)不能訪問數(shù)字化HART數(shù)據(jù)，很多儀表診斷功能已經(jīng)失效。無線HART的適配器功能提供了一種與資產(chǎn)管理系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)庫等其他工具的通信機制，從而讓這些診斷數(shù)據(jù)發(fā)揮作用。這一需求的釋放使得制造商們愿意快速開發(fā)出無線HART產(chǎn)品，也讓用戶愿意采用無線技術。
工作的正確工具
無線技術可以在很多場合進行應用，無論是物理上無法或難以進行的測量要求，還是工廠級的資產(chǎn)與人員跟蹤、安全和工人生產(chǎn)效率監(jiān)控的要求。
然而，無線HART規(guī)范工作組也認識到，沒有一種技術能夠適合所有的應用。因此工作組的開發(fā)重點是面向那些沒有合適無線標準的關鍵過程自動化應用場合。
與有線HART一樣，無線HART技術支持全部過程監(jiān)控應用，包括：設備和過程監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)視、能源管理、法規(guī)遵循、資產(chǎn)管理、預測性維護、先進診斷、閉環(huán)控制等等。
