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WirelessHART

WirelessHART是一項(xiàng)專用于過程自動(dòng)化領(lǐng)域的無線技術(shù)，在HART協(xié)議上增加了無線功能，并與現(xiàn)有HART設(shè)備、指令和工具兼容。WirelessHART的自組網(wǎng)、自修復(fù)特點(diǎn)確保可靠的運(yùn)行以及靈活和快速的安裝，同步通信、AES128加密技術(shù)確保信息的安全性和完整性。

相信不少朋友在剛剛接觸WirelessHart產(chǎn)品后，都會(huì)產(chǎn)生類似“我手中的設(shè)備出現(xiàn)這種現(xiàn)象是否正常？”的疑惑。本文結(jié)合用戶反饋的問題，向大家介紹WirelessHart設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)和離開網(wǎng)絡(luò)的過程。

問題一： WirelessHart設(shè)備在上電多長時(shí)間后能在網(wǎng)關(guān)上讀到過程數(shù)據(jù)？

從設(shè)備上電到網(wǎng)關(guān)上顯示過程數(shù)據(jù)，設(shè)備會(huì)經(jīng)歷主動(dòng)搜索->網(wǎng)絡(luò)授權(quán)->松散耦合->正常工作->帶寬申請5個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，整個(gè)過程約5分鐘。

主動(dòng)搜索：設(shè)備上電后，處于主動(dòng)搜索狀態(tài)，監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的“廣告”報(bào)文。當(dāng)收集到足夠的“廣告”報(bào)文，完成了自身的時(shí)間同步以及一些網(wǎng)絡(luò)信息的采集后，就會(huì)向網(wǎng)關(guān)發(fā)送“入網(wǎng)請求”報(bào)文，正式申請加入WirelessHART網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)授權(quán)：設(shè)備發(fā)送“入網(wǎng)請求”報(bào)文后會(huì)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)授權(quán)狀態(tài)。在這個(gè)狀態(tài)下，網(wǎng)關(guān)會(huì)和設(shè)備建立會(huì)話，并為設(shè)備分配昵稱和網(wǎng)絡(luò)密鑰，用來保證通信的安全。

松散耦合：設(shè)備在完成了網(wǎng)絡(luò)授權(quán)后，會(huì)處于松耦合狀態(tài)，該狀態(tài)用來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息配置包括寫超幀，鏈路，路由等等，規(guī)范設(shè)備在之后和網(wǎng)關(guān)通信的行為。

正常工作：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信息配置完成后，設(shè)備將進(jìn)入正常工作狀態(tài)，至此設(shè)備已經(jīng)加入網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)關(guān)上可以看到設(shè)備已經(jīng)在線了。

帶寬申請：為了完成上傳數(shù)據(jù)，設(shè)備會(huì)向網(wǎng)關(guān)請求通信帶寬。當(dāng)網(wǎng)關(guān)分配好帶寬資源后，設(shè)備就會(huì)按照配置好的時(shí)間間隔定時(shí)向網(wǎng)關(guān)上傳采集到的數(shù)據(jù)。此時(shí)，在網(wǎng)關(guān)上就可以看到周期更新的過程數(shù)據(jù)了。

注：雖然WirelessHart設(shè)備具有自組網(wǎng)特性，但在設(shè)備首次加入網(wǎng)絡(luò)之前，還需手動(dòng)配置網(wǎng)絡(luò)信息。來決定設(shè)備加入到哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。

問題二：網(wǎng)關(guān)需要多長時(shí)間顯示設(shè)備下線？

設(shè)備離開網(wǎng)絡(luò)分兩種情況：網(wǎng)關(guān)強(qiáng)制設(shè)備離網(wǎng)，另一種情況設(shè)備掉電離網(wǎng)。網(wǎng)關(guān)不會(huì)主動(dòng)強(qiáng)制設(shè)備離網(wǎng)，通常以設(shè)備掉電離網(wǎng)為主。

典型的WirelessHart網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備從斷電到網(wǎng)關(guān)上顯示設(shè)備掉線會(huì)經(jīng)歷正常通信->設(shè)備掉電->網(wǎng)關(guān)查詢->網(wǎng)關(guān)確認(rèn)4個(gè)環(huán)節(jié)，共計(jì)需要10分鐘左右。

正常通信：現(xiàn)場設(shè)備會(huì)周期的向它的鄰居發(fā)送“心跳”報(bào)文，用于網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步和確認(rèn)通信連接。

設(shè)備掉電：當(dāng)設(shè)備斷電后，鄰居設(shè)備超過一段時(shí)間沒有收到“心跳”報(bào)文，就會(huì)向網(wǎng)關(guān)發(fā)送“警告”報(bào)文，匯報(bào)與鄰居設(shè)備失去了通信連接。

網(wǎng)關(guān)查詢：網(wǎng)關(guān)收到了鄰居設(shè)備的“警告”報(bào)文后，會(huì)嘗試與掉線設(shè)備進(jìn)行通信。根據(jù)該掉線設(shè)備是單跳還是多跳接入網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)會(huì)采用不同的方式進(jìn)行。對于前者網(wǎng)關(guān)會(huì)直接與該掉電設(shè)備通信，查詢設(shè)備是否在線。對于后者，網(wǎng)關(guān)會(huì)給掉線設(shè)備分配新的通信資源，查詢設(shè)備是否在線。

網(wǎng)關(guān)確認(rèn)：現(xiàn)場設(shè)備會(huì)周期的向網(wǎng)關(guān)發(fā)送“健康報(bào)告”報(bào)文，提供有通信連接的鄰居信息。在網(wǎng)關(guān)查詢環(huán)節(jié)無果后，且收到鄰居設(shè)備的“健康報(bào)告”報(bào)文中無掉線設(shè)備的信息后，判定設(shè)備掉線，并在網(wǎng)關(guān)上顯示掉線標(biāo)志。