WirelessHART技术介绍
2016-05-05 17:14:34 来源：华启智能
简介
经过29个国家投票表决（除了日本的一个否决票），WirelessHART通讯规范（HART7.1）于2008年9月19日正式获得国际电工标准委员会（IEC）的认可，成为一种公共可用的规范（IEC/PAS 62591Ed.1）。至此似乎可以表明，在过程无线技术标准方面，包括Emerson、ABB、E+H、Honeywell、Siemens等核心成员的国际HART通讯基金会（HCF）在2007年9月正式发布的WirelessHART（HART7.1版本）首战告捷。此标准也的确是全球第一个获得这一级别国际认证的工业无线通讯技术。
标准
WirelessHART通讯标准是建立在已有的经过现场测试的国际标准上的，其包括HART协议(IEC 61158)、 EDDL (IEC 61804-3)、IEEE 802.15.4无线电和跳频、扩频和网状网络技术。尽管只是成为了IEC的PAS而非真正正式的IEC规范，但是可以认为WirelessHART已经迈出了重要一步，对下一阶段的产品推广和使用意义重大。
在短短一年时间之内，该标准能够从正式发布到获得IEC/PAS，如下几个原因值得分析：首先是可用性和继承性很好，正如HCF执行总裁Ron Helson先生所说：“WirelessHART通讯的使用和调试非常方便，它能与原有仪表和控制系统完全兼容，只要是基于HART的设备、工具、培训、应用软件和工作流程都可继续保留使用。”这一点对于目前已安装的2600万台HART设备用户而言，实在是难能可贵的。其二，支持WirelessHART无线标准的供应商产品化进程一直没有停歇。以Emerson为例，据称已经开始供应WirelessHART兼容产品，从压力、流量、液位、温度、振动、pH测量等各类仪表变送器到网关节点，从AMS预测性维护资产管理软件到375种现场通讯设备，乃至DeltaV和Ovation数字化系统的纯无线设备监控界面。其三，技术开放性比较好。
在HCF看来，未来5年内WirelessHART协议将为超过20%的现场信号传输提供帮助。经过IEC的初步认可之后，不难想象WirelessHART在未来市场上对用户的说服力大大增强，并可能借助广泛安装的HART设备迅速拓展无线仪表市场。
WirelessHART是用于过程自动化的无线网状网络通信协议。除了保持现有HART设备、命令和工具的能力，它增加了HART协议的无线能力。
组成
每个WirelessHART网络包括三个主要组成部分：
① 连接到过程或工厂设备的无线现场设备。
② 使这些设备与连接到高速背板的主机应用程序或其他现有厂级通信网络能通信的网关。
③ 负责配置网络、调度设备间通信、管理报文路由和监视网络健康的网管软件。网管软件能和网关、主机应用程序或过程自动化控制器集成到一起。
该网络使用兼容运行在2.4GHz工业、科学和医药（ISM）频段上的无线电IEEE802.15.4标准。无线电采用直接序列扩频（DSSS）、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址（TDMA）同步、网络上设备间延控通信（latency-controlled communications）技术。已经证实该技术在现场实验和各种过程控制行业的实际工厂安装中是可行的。
应用
在网状网络中的每个设备都能作为路由器用于转发其他设备的报文。换句话说，一个设备并不能直接与网关通信，但是可以转发它的报文到下一个最近的设备。这扩大了网络的范围，提供冗余的通信路由从而增加可靠性。网管软件确定基于延迟、效率和可靠性的冗余路由。为确保冗余路由仍是开放的和畅通无阻的，报文持续在冗余的路径间交替。因此，就像因特网一样，如果报文不能到达一个路径的目的地，它会自动重新路由从而沿着一个已知好的、冗余的路径传输而没有数据的损失。
网状设计也使增加或移动设备容易。只要设备在网络上其他设备的范围内，它就能通信。
灵活性满足不同应用的要求，WirelessHART协议支持多种报文模式，包括过程和控制值单向发布、异常自发通知、ad-hoc请求/响应和海量数据包的自动分段成组传输（auto-segmented block transfers）。这些能力允许按应用要求定制通信，因此降低功率使用和费用。
