對于HART協議，我們總是不能夠馬上熟悉。這是因為，這個協議的結構和一些通信原理的知識有關聯。這里我們來簡單介紹一下。之后對于它的層次再來詳細闡述一下。現代工業生產中存在著多種不同的主機和現場設備，要想很好地使用他們，完善的通訊協議是必須的。HART協議最初是由美國Rosemount公司開發，已應用了多年。HART協議使用FSK技術，在4~20mA信號過程量上疊加一個頻率信號，成功地把模擬信號和數字信號雙向同時通訊，而不互相干擾。HART協議參照了國際標準化組織的開放性互連模型，使用OSI標準的物理層、數據鏈路層、應用層。HART協議規定了傳輸的物理形式、消息結構、數據格式和一系列操作命令，是一種主從協議。當通訊模式為“問答式”的時候，一個現場設備只做出被要求的應答。HART協議允許系統中存在2個主機（比如說，一個用于系統控制，另一個用于HART通信的手操儀），如果不需要模擬信號，多點系統中的一對電纜線上最多可以連接15個從設備。

物理層

物理層規定了信號的傳輸方法、傳輸介質。采用Bell202標準的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4～20mA模擬信號上疊 加一個頻率數字信號進行雙向數字通信。數字信號的幅度為0 . 5 m A ，數據傳輸率為1200bps，1200Hz代表邏輯“1”，2200Hz代表邏輯“0”。

數據鏈路層

數據鏈路層規定HART協議幀的格式，可尋址范圍0～15，“0”時，處于4～20mA及數字信號點對點模式，現場儀表與兩個數字通信主設備（也稱作通信設備或主設備）之間采用特定的串行通信，主設備包括PC機或控制室系統和手持通信器。單站操作中，主變量（過程變量）可以以模擬形式輸出，也可以以數字通信方式讀出，以數字方式讀出時，輪詢地址始終為0。也就是說，單站模式時數字信號和4～20mA模擬信號同時有效。

“1～15”處于全數字通信狀態，工作在點對多點模式，通信模式有“問答”式、“突發”式(點對點、自動連續地發送信息)。按問答方式工作時的數據更新速率為2～3次／s，按突發方式工作時的數據更新速率為3～4次／s。

在本質安全要求下，只使用一個電源，至多能連接15臺現場儀表，每個現場設備可有256個變量，每個信息***可包含4個變量。這就是所謂的多點（多站）操作模式。這種工作方式尤其適用于遠程監控，如管道系統和油罐儲存場地。

采用多點模式，4～20mA的模擬輸出信號不再有效（輸出設在4mA使功耗最小，主要是為變送器供電，各個現場裝置并聯連接 ），系統以數字通信方式依次讀取并聯到一對傳輸線上的多臺現場儀表的測量值（或其它數據）。如果以這種方式構成控制系統，可以顯著地降低現場布線的費用和減少主設備輸入接口電路，這對于控制系統有重要價值。

HART協議根據冗余檢錯碼信息，采用自動重復請求發送機制，消除由于線路噪聲或其他干擾引起的數據誤碼，實現數據無差錯傳送。

能利用總線供電，可滿足本質安全防爆要求。

HART協議的幀格式以8位為一個字節進行編碼，對每個字節加上一個起始位、一個奇偶校驗位和一個停止位以串行方式進行傳輸。通常采用UART（通用異步接收/發送器）來完成字節的傳輸。由于數據的有無和長短不恒定，所以HART數據的長度不能超過25個字節。