[发明专利]基于智能手机的HART手操器及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业控制技术，特别涉及一种基于智能手机的HART手操器及实现方法。

背景技术

HART协议作为一个开放性的协议，现已成为智能仪表“事实上”的标准。从美国权威的自动化市场分析报告来看，目前全球智能化仪表、特别是符合HART协议智能仪表的需求量仍在逐年增加。

HART协议作为一种主从式通信协议，分为了主设备和从设备，由主设备作为数字通信的发起者，从设备作为应答者。HART协议主设备包括两类：工控PC机系统是第一类，主要实现对现场HART从设备参数和状态的实时监控；手持操作器是第二类主设备，主要用于现场HART从设备的参数调整和测试维护，仅在需要调校或维护的时候才接入系统，并且因为是便携式设备，可自由移动和接入。目前广泛使用的HART手持操作器，主要是国外大公司的产品，如Rosemount公司的375、475等，国内的较少，如SIPAI公司的基于掌上电脑的手操器。但这些设备价格昂贵，需要专门配备相应的机器，不能做到随身携带，需要操作的时候还得专门去寻找这样的设备，给使用者带了很多的不便。

发明内容

本发明是针对现有的HART手持操作器价格昂贵，不便携带的问题，提出了一种基于智能手机的HART手操器及实现方法，使用者随身携带智能手机可实现对HART协议智能仪表的现场调校和维护的功能，提高灵活性。

本发明的技术方案为：一种基于智能手机的HART手操器，包括一部安装有智能操作系统的智能手机、一个装有HART组态软件的储存卡、一个具有无线通信功能且内置标准HART主站数据链路的HART无线通信接口，储存卡置于智能手机中，智能手机和HART无线通信接口之间采用WIFI通信方式，HART无线通信接口和HART现场设备之间采用标准的HART通信协议。

所述HART无线通信接口由HART通信通道、电源通道和数据处理及通信通道组成，HART通信通道依次由直流隔离模块、信号调理模块、HART调制解调模块组成；电源通道，由电源调整模块，锂电池以及充电电路组成；数据处理及通信通道，由无线通信模块和MCU微处理器组成；HART现场设备通过HART通信通道传输HART标准信号，HART通信通道传输的信号送入MCU微处理器进行数据处理后通过无线通信模块送出。所述智能手机选用苹果公司的IPHONE智能手机，储存卡直接采用IPHONE智能手机内置的FLASH储存卡， HART无线通信接口中HART调制解调器选用A5191，MCU微处理器选用LPC1226FBD。

一种基于智能手机的HART手操器实现方法，包括基于智能手机的HART手操器，具体包括如下步骤：

1）用户在智能手机操作界面进行命令操作，储存卡内HART组态软件将相应的操作代码通过WIFI网络传给HART无线通信接口的WIFI模块，WIFI模块将信号送入HART无线通信接口的MCU微处理器；

2）MCU微处理器解析接收到的操作代码，然后送入HART主站协议栈，HART主站协议栈进行HART协议封装并进行时序控制后把数据送给HART调制解调模块进行信号调制，然后经过信号调理模块和直流隔离模块后发送给现场HART设备；

3）从HART现场设备过来的HART信号在HART无线通信接口中通过直流隔离模块，去掉4-20mA直流成分，再经过信号调理模块到达HART调制解调模块，HART调制解调模块解调后输出数字信号，以UART接口方式送到MCU微处理器，MCU微处理器内置了标准的HART主站数据链路层和应用层，HART主站数据链路层能够接收来自HART现场设备的标准HART数据帧，并经过解析处理后传给应用层，应用层执行解析后的命令代码，并把处理结果通过WIFI网络传给智能手机，智能手机中的组态软件分析WIFI中接收到的数据，显示在用户操作界面中。

本发明的有益效果在于：本发明基于智能手机的HART手操器及实现方法，硬件平台越来越强大，显示分辨率越来越高，显示效果越来越好，因而具有强大的数据数理能力及有好的用户使用界面，提高了用户使用体验；智能手机普及率很高，使用者随手一拿就能实现与HART现场仪表通信的功能，具有灵活、便携、实用、性价比高等优点；全中文的操作界面，更加适合于国内使用；无线通信接口中内建完整的HART主站数据链路层，能兼容于所有HART现场设备；通过更换不同的无线通信接口，可以方便灵活的组装成为符合各种现场总线标准的通用手操器。

附图说明

图1为本发明基于智能手机的HART手操器结构框图；