3、消息结构详解：Message Header、Data Item、Stream & Function、Block与Multi-Block

SECS/GEM 协议的核心是设备与主机之间交换的结构化消息。理解消息的底层结构——从字节级的 Header 到逻辑级的 Block——是正确配置超时参数和设计重传策略的前提。本章将逐层拆解消息的构成要素，并揭示它们与通信可靠性的内在联系。

3.1 消息层级总览

一条完整的 SECS 消息从物理传输到业务解析，共经历四个抽象层级。下表总结了各层级的职责与关键字段：

3.2 Message Header：消息的“信封”

每个 SECS 消息（无论是单 Block 还是 Multi-Block）都以一个固定长度的 Header 开头。Header 是接收方判断消息类型、长度和是否需要回复的第一依据。

Message Header 结构（10 字节固定长度）：

字节偏移  字段名        长度(字节)  说明
0-3      Length        4          消息体总长度（Header + Data，不含 Length 自身）
4        Device ID     1          设备标识（低7位有效，bit7为0）
5        Stream & Function 1     Stream号(高7位) + Function号(低7位) + W-Bit(bit7)
6        Block Number  1          当前Block序号（从1开始）
7        Block Flag    1          bit7=1: 最后一块; bit6=1: 需要ACK; 其余保留
8-9      System Bytes  2          系统字节，用于匹配请求与响应

其中 W-Bit（Wait-Bit）是超时参数 T3 的直接关联字段：

• W-Bit = 1：发送方要求接收方必须回复一个 Primary Message（即 SxFy 的 Reply 消息）。发送方在发送后启动 T3 计时器。
• W-Bit = 0：发送方不期望回复，属于“发后即忘”消息（如某些 Event 通知）。

3.3 Data Item：消息的“内容”

Data Item 是 SECS 消息中承载实际数据的单元。每个 Data Item 由三部分组成：格式码（Format Code）、长度（Length）和值（Value）。

格式码定义了数据类型，常见格式码如下：

Data Item 的嵌套结构（以 List 为例）直接影响消息的解析复杂度，进而影响超时窗口的估算：

Message: S1F1 (Are You There)
Data: List (0x00 0x02)  -- 包含2个子Item
  ├── ASCII (0x41 0x05) "MDL01"  -- 设备型号
  └── ASCII (0x41 0x03) "001"    -- 设备版本

3.4 Stream & Function：消息的“语义标签”

Stream 和 Function 共同构成 SECS 消息的业务标识。Stream 定义消息类别，Function 定义具体操作。标准 SECS-II 定义了 0~127 个 Stream，每个 Stream 下最多 255 个 Function。

常用 Stream 及其用途：

Function 编号的奇偶性决定了消息方向：

• 奇数 Function：Primary Message（请求方发出，如 S1F1）。
• 偶数 Function：Secondary Message（响应方回复，如 S1F2）。

3.5 Block 与 Multi-Block：消息的“分片与重组”

当消息总长度超过底层传输单元的限制（HSMS 默认 4KB，SECS-I 默认 256 字节），发送方必须将消息拆分为多个 Block。接收方根据 Block Number 和 Block Flag 进行重组。

Block 结构的关键字段：

• Block Number：从 1 开始递增，标识分片顺序。
• Block Flag (bit7)：E-Bit (End Bit)。1 表示当前 Block 是消息的最后一块；0 表示后续还有 Block。
• Block Flag (bit6)：A-Bit (Acknowledge Bit)。1 表示接收方需对每个 Block 回复 ACK（用于可靠传输）；0 表示无需逐块确认。

Multi-Block 传输流程（以 3-Block 消息为例）：

发送方                         接收方
  |                              |
  |--- Block 1 (E=0, A=1) ----->|  (启动 T3 计时)
  |<--- ACK for Block 1 --------|  (停止 T3)
  |--- Block 2 (E=0, A=1) ----->|  (启动 T3)
  |<--- ACK for Block 2 --------|  (停止 T3)
  |--- Block 3 (E=1, A=1) ----->|  (启动 T3，等待完整消息回复)
  |<--- Secondary Message -------|  (停止 T3，消息重组完成)

以下 SVG 图展示了 Multi-Block 消息从分片到重组的完整生命周期：

3.6 消息结构与超时参数的关联

理解消息结构后，可以更精准地配置超时参数。下表总结了各结构要素与超时参数的映射关系：