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传统的DCS系统经过几十年的发展，现在已经到达了一个相当完善的程度，但是它存在着几个弱点，其一是控制现场的仪表与DCS的控制站之间仍然采用模拟信号传送传感器的测量值，容易受到干扰；其二是各种DCS系统基本上都是封闭的体系，每一个生产厂家都有自己的的一套体系结构，尽管这些系统都很类似，但是它们之间无法互换部件。控制软件也是不可通用的。其三是它的所有控制功能都集中于控制站，未实现彻底的分散化。基于FF的现场总线控制系统(Fieldbus Control System，FCS)逐步取代DCS系统已成为工业界的趋势。而HART协议作为智能仪表“事实上(de facto)”的工业标准，有其特殊的优越性和实用价值。 开发FCS的关键是研究和开发FF协议，本论文重点介绍了FF协议中的应用层开发和实现中的若干关键问题。虽然本人不是开发数据链路层、系管、网管的核心成员，考虑论文叙述的完整性，因而也做了探讨。另外还介绍基于HART协议的智能变送器的改型和研究。 第1章为现场总线综述。这部分介绍了现场总线的发展历程和现场总线的几种国际标准，同时展望了现阶段现场总线的发展趋势。 第一部份HART协议部分包括第2、3、4章。 第2章介绍了HART协议，内容包括HART协议的物理层、链路层和命令层。 第3章简要介绍了1151型智能变送器，分析了原变送器存在的问题。第4章分别介绍了变送器CPU的选型理由、硬件和软件设计，以及几个关键技术问题的解决方案。 第二部分FF协议部分包括第5、6、7章。 第5章是FF协议的模型结构和数据链路层，介绍了整个FF协议通讯栈模型，并对数据链路层做了深入的探讨。 第6章着重探讨了应用层。应用层是用户层和链路层之间的通道，负责将用户请求的通信服务转换成链路层的调度操作。 第7章是系统管理和网络管理。系管和网管是FF协议中的重要部分，这一章分析了两者的功能和在协议中起的作用。 结束语对现场总线的前景作了展望。