专利名称：基于掌上电脑的hart协议手持操作器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种手持操作器，尤其是一种用于工业过程控制 系统中符合HART协议智能仪表的现场调校和维护的HART协议手持操 作器。
背景技术：
HART协议作为一种现场总线标准，采用FSK频移键控技术，将1200 波特率的Bel 1202数字信号叠加在工业过程控制系统常用的4 20mA 模拟信号上，既保留了原有系统的模拟控制信号，又增加了双向数字 通信，使工业过程控制系统向信息化水平得到了迅速的提升，因此被 广泛使用。
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。用于工业过程控 制系统的各种现场设备， 一般作为HART协议的从设备，接收来自HART 主设备的数字信号，并将各种现场状态回送给HART主设备。
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，并发送数字控制信号， 这类HART主设备一直处于通信状态；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275、 Yokogawa公司的YHC4100等。这些手操器的 功能和接口单一，产品升级和维护不方便，同时界面是英文菜单，给 使用带来了许多的不方便。另外这些产品价格较昂贵。
发明内容
本实用新型是要提供一种简单实用的HART手持操作器，以生产方 便、界面友好、操作简单、价格低廉、能灵活升级为主要目的，数字 通信符合HART协议规范，能满足在工业过程控制系统中对HART协议 现场设备调校和维护的使用要求。
为实现上述目的，本实用新型是这样实现的 一种基于掌上电脑 的HART协议手持操作器，包括掌上电脑、HART协议通信接口、数据 存储卡、数据连接线、回路连接导线。
掌上电脑包括微处理器单元、存储单元、显示及输入单元、数字 和扩展接口；存储单元中固化有中文嵌入式操作系统，用于完成组态 软件的执行、HART命令的发送和接收、显示和数据输入；
数据存储卡用于存放HART组态软件；
HART通信接口包括数字接口模块、调制解调模块、输入滤波模块、 输出模块、电源模块，该通信接口接收从掌上电脑数字接口传送过来 的数字信号，经调制解调芯片，转换为符合HART物理层规范的120
波特率Bel1202正弦频率信号，并通过回路连接线将调制后的频率信 号叠加在4 20mA模拟回路中；从回路中返回的HART信号经过输入滤 波后传送给调制解调芯片，转换为数字信号并传递给掌上电脑。
HART协议通信接口具有RS-232或USB或红外数字通信接口 。
数字接口包括RS-232或USB host或红外或蓝牙，并直接与HART 通信接口相连接。
本实用新型设计的基于掌上电脑HART手操器，因为掌上电脑强大 的数据处理及显示功能，具有灵活、便携、实用、性价比高等优点。 由于掌上电脑中固化了操作系统和其他实用软件，除完成HART通信 和组态功能外，还具有文档编辑和管理、语音传输、数据处理、无线 连接等功能，具有极高的实用价值。同时HART组态软件是利用PC机 的高级语言编写的，并存储在非易失性存储卡中，升级和维护较方便。 全中文的操作界面，更加适合于国内使用。因为具有丰富的数字接口， 配合其他总线通信接口，并对组态软件做相应改动，可以方便灵活的 组装成为符合各种总线标准的通用手操器。
图1是本实用新型的结构示意图； 图2是掌上电脑的内部结构示意图； 图3是HART通信接口内部结构示意图； 图4是数据传输流图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示， 一套基于掌上电脑的HART协议手持操作器系统， 包括一台固化有中文嵌入式操作系统的掌上电脑102 (该掌上电脑还 需要具有RS-232或USB Host或红外等数字通信接口 )、一个满足HART 协议物理层规范的通信接口 104 (具有RS-232或USB或红外等数字 通信接口)、 一个数据存储卡101 (包括组态软件)、 一根数据连接线 103、 一对回路连接导线105。
图2所示的掌上电脑中包括微处理器单元201、存储单元202、 显示及输入单元203、以及各种数字和扩展接口 204、 205;存储单元 202中固化有中文嵌入式操作系统，如WinCE、 Palm等；数字接口 204 包括RS-232、 USBhost、红外、蓝牙等，可直接与HART通信接口相 连接。
数据存储卡用于保存HART协议组态软件，使用时插入到掌上电 脑的扩展接口 205，系统运行时掌上电脑的微处理器单元201将执行 存储于其中的HART组态软件。
图3所示HART通信接口，包括数字接口单元301、协议转换单 元302、 HART调制解调单元303、输入/输出滤波单元304和305、隔 离变压器306、回路接口 307和电源模块308。数字接口 301可以是 RS-232、 USB、红外或蓝牙，与数字传输线103相连，实现与掌上电 脑102的数字通信。协议转换单元302将数字信号转换为统一的UART
异步数据传输方式，并与HART调制解调单元303相连。调制后的频 率信号通过输出滤波单元304和隔离变压器306，经回路接口 307和 回路连接线105叠加到4 20mA模拟信号上。同时回路接口 307将回 路中传输的HART信号导入，经隔离变压器306和输入滤波单元305， 将待解调的频率信号传送给HART调制解调单元303，经协议转换302 后由数字接口 301回送给掌上电脑。电源模块308直接通过数字接口 301从掌上电脑获取电能，并以恒压方式提供给同信接口各工作模块。 如果是红外、蓝牙或其他无线连接方式，则HART通信接口需要自带 电池或从外部提供电能，并通过电源模块308给内部供电。
图1中的数据连接线主要用于连接掌上电脑和HART通信接口， 提供数字通信通道。如果是红外、蓝牙或其他无线连接方式，则可以 省略数据连接线103。回路连接线105是连接HART通信接口与4 20mA 模拟回路的物理通道，传输1200波特率的Bel1202正弦频率信号， 一端与HART通信接口 104相连，另一端直接跨接在回路负载电阻或 现场设备两端。
图4是基于掌上电脑HART协议手操器工作时的数据流图。开始 工作以后，掌上电脑402首先从外部存储卡401中调入HART组态软 件并执行，将需要发送的数字信号通过数字连接线403传给HART通 信接口 404，调制为符合HART物理层规范的FSK信号，经过回路连 接线405传输到4^0mA模拟回路中；HART从设备的应答信号，首先 由回路连接线405导入HART通信接口 404，解调为数字信号，经由 数字连接线403回送给掌上电脑402，并在其显示模块203中将结果 不。
本实用新型实施例
实施例1:掌上电脑选用联想天玑XP208,中文WinCE操作系 统，带RS-232串行数字接口及连接线；HART通信接口为自主研发， 包括了串行接口、 HART调制解调芯片HT2012、有源滤波器、隔离变 压器、电压调整芯片TPS7250、回路接口等；回路连接线为屏蔽双绞 线，回路端采用鳄鱼夹连接，与HART通信器采用RJ-45水晶头连接； HART组态数据保存在512M的SD存储卡中，可直接插入掌上电脑的 SD扩展口使用。
实施例2:掌上电脑选用Dell AximX51，中文WinCE操作系统， 带红外数字接口，符合IrDA红外标准；HART通信接口为自主研发， 包括了红外收发器TFDS4500、协议转换芯片MCP2155、 HART调制解 调芯片A5191、有源滤波器、隔离变压器、电压调整芯片TPS7250、 回路接口等；其他组成与实施例1相同。
权利要求1.一种基于掌上电脑的HART协议手持操作器，包括掌上电脑(102)、HART协议通信接口(104)、数据存储卡(101)、数据连接线(103)、回路连接导线(105)，其特征在于所述掌上电脑(102)包括微处理器单元(201)、存储单元(202)、显示及输入单元(203)、数字和扩展接口(204，205)；存储单元(202)中固化有中文嵌入式操作系统，用于完成组态软件的执行、HART命令的发送和接收、显示和数据输入；所述数据存储卡(101)用于存放HART组态软件；所述HART通信接口(104)包括数字接口模块(301)、调制解调模块(303)、输入滤波模块(304)、输出模块(305)、电源模块(308)；该通信接口(104)接收从掌上电脑数字接口(204)传送过来的数字信号，经调制解调芯片，转换为符合HART物理层规范的1200波特率Bell202正弦频率信号，并通过回路连接线将调制后的频率信号叠加在4-20mA模拟回路中；经过输入滤波后传送给调制解调芯片，转换为数字信号并传递给掌上电脑(102)。
2. 根据权利要求1所述的基于掌上电脑的HART协议手持操作器，其 特征在于，所述HART协议通信接口 (104)具有RS-232或USB或红外或蓝牙数字通信接口。
3. 根据权利要求1所述的基于掌上电脑的HART协议手持操作器，其 特征在于，所述掌上电脑的数字接口 (204)包括RS-232或USB host 或红外或蓝牙，并直接与HART通信接口 (104)相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种基于掌上电脑的HART协议手持操作器，包括掌上电脑、HART协议通信接口、数据存储卡及连接线。掌上电脑的存储单元中固化有中文嵌入式操作系统；HART通信接口接收从掌上电脑数字接口传送过来的数字信号，经调制解调芯片，转换为符合HART物理层规范的1200波特率Bell202正弦频率信号，并通过回路连接线将调制后的频率信号叠加在4-20mA模拟回路中，从回路中返回的HART信号经过输入滤波后传送给调制解调芯片，转换为数字信号并传递给掌上电脑；数据存储卡用于组态程序的存放。该操作器生产方便、界面友好、操作简单、价格低廉、能灵活升级，数字通信符合HART协议规范，能满足在工业过程控制系统中对HART协议现场设备调校和维护的使用要求。
文档编号H04L29/06GK201004652SQ20072006616
公开日2008年1月9日 申请日期2007年1月9日 优先权日2007年1月9日
发明者骏 王, 赵郁峰 申请人:上海工业自动化仪表研究所