WirelessHART

經過29個國家投票表決（除了日本的一個否決票），WirelessHART通訊規範（HART7.1）於2008年9月19日正式獲得國際電工標準委員會（IEC）的認可，成為一種公共可用的規範（IEC/PAS 62591Ed.1）。至此似乎可以表明，在過程無線技術標準方面，包括Emerson、ABB、E+H、Honeywell、Siemens等核心成員的國際HART通訊基金會（HCF）在2007年9月正式發佈的WirelessHART（HART7.1版本）首戰告捷。此標準也的確是全球第一個獲得這一級別國際認證的工業無線通訊技術。

WirelessHART通訊標準是建立在已有的經過現場測試的國際標準上的，其包括HART協議(IEC 61158)、 EDDL (IEC 61804-3)、IEEE 802.15.4無線電和跳頻、擴頻和網狀網絡技術。儘管只是成為了IEC的PAS而非真正正式的IEC規範，但是可以認為WirelessHART已經邁出了重要一步，對下一階段的產品推廣和使用意義重大。

在短短一年時間之內，該標準能夠從正式發佈到獲得IEC/PAS，如下幾個原因值得分

析：首先是可用性和繼承性很好，正如HCF執行總裁Ron Helson先生所説：“WirelessHART通訊的使用和調試非常方便，它能與原有儀表和控制系統完全兼容，只要是基於HART的設備、工具、培訓、應用軟件和工作流程都可繼續保留使用。”這一點對於目前已安裝的2600萬台HART設備用户而言，實在是難能可貴的。其二，支持WirelessHART無線標準的供應商產品化進程一直沒有停歇。以Emerson為例，據稱已經開始供應WirelessHART兼容產品，從壓力、流量、液位、温度、振動、pH測量等各類儀表變送器到網關節點，從AMS預測性維護資產管理軟件到375種現場通訊設備，乃至DeltaV和Ovation數字化系統的純無線設備監控界面。其三，技術開放性比較好。

在HCF看來，未來5年內WirelessHART協議將為超過20%的現場信號傳輸提供幫助。經過IEC的初步認可之後，不難想象WirelessHART在未來市場上對用户的説服力大大增強，並可能借助廣泛安裝的HART設備迅速拓展無線儀表市場。

WirelessHART是用於過程自動化的無線網狀網絡通信協議。除了保持現有HART設備、命令和工具的能力，它增加了HART協議的無線能力。

每個WirelessHART網絡包括三個主要組成部分：

① 連接到過程或工廠設備的無線現場設備。

② 使這些設備與連接到高速背板的主機應用程序或其他現有廠級通信網絡能通信的網關。

③ 負責配置網絡、調度設備間通信、管理報文路由和監視網絡健康的網管軟件。網管軟件能和網關、主機應用程序或過程自動化控制器集成到一起。

該網絡使用兼容運行在2.4GHz工業、科學和醫藥（ISM）頻段上的無線電IEEE802.15.4標準。無線電採用直接序列擴頻（DSSS）、通信安全與可靠的信道跳頻、時分多址（TDMA）同步、網絡上設備間延控通信（latency-controlled communications）技術。已經證實該技術在現場實驗和各種過程控制行業的實際工廠安裝中是可行的。

在網狀網絡中的每個設備都能作為路由器用於轉發其他設備的報文。換句話説，一個設備並不能直接與網關通信，但是可以轉發它的報文到下一個最近的設備。這擴大了網絡的範圍，提供冗餘的通信路由從而增加可靠性。網管軟件確定基於延遲、效率和可靠性的冗餘路由。為確保冗餘路由仍是開放的和暢通無阻的，報文持續在冗餘的路徑間交替。因此，就像因特網一樣，如果報文不能到達一個路徑的目的地，它會自動重新路由從而沿着一個已知好的、冗餘的路徑傳輸而沒有數據的損失。

網狀設計也使增加或移動設備容易。只要設備在網絡上其他設備的範圍內，它就能通信。

靈活性滿足不同應用的要求，WirelessHART協議支持多種報文模式，包括過程和控制值單向發佈、異常自發通知、ad-hoc請求/響應和海量數據包的自動分段成組傳輸（auto-segmented block transfers）。這些能力允許按應用要求定製通信，因此降低功率使用和費用。