3. HSMS 报文结构：消息头（Message Header）解析

HSMS（High-Speed SECS Message Services）是 SECS/GEM 协议在 TCP/IP 网络上的传输层实现。理解 HSMS 报文结构是进行报文捕获与协议解析的基础。每一个 HSMS 报文都由一个固定长度的 消息头（Message Header） 和紧随其后的 数据区（Data Block） 组成。消息头承载了会话控制、消息路由和事务管理的关键信息。

3.1 HSMS 报文整体结构

一个完整的 HSMS 报文在 TCP 流中呈现为“长度前缀 + 消息头 + 数据区”的格式。长度前缀是一个 4 字节的无符号整数，用于帧定界。

3.2 消息头（Message Header）字段详解

消息头固定为 10 字节，包含 5 个关键字段。下表列出了每个字段的偏移、长度、名称和用途。

3.3 长度字段（Length Field）

长度字段位于报文最前端，占用 4 字节（32 位无符号整数，网络字节序）。它表示从消息头开始到报文结束的总字节数，即 10 + N（N 为数据区长度）。

• 最小值： 10（无数据区，仅消息头）。
• 最大值： 理论 2³²-1，但实际受 TCP 缓冲区限制。
• 解析要点： 接收方先读取 4 字节得到长度 L，再读取 L 字节得到完整的消息头+数据区。

// 伪代码：HSMS 报文接收逻辑
uint32_t length = read_uint32_big_endian(socket);  // 读取 4 字节长度
uint8_t* buffer = malloc(length);
read_exactly(socket, buffer, length);              // 读取完整报文
// buffer[0..9] 为消息头，buffer[10..length-1] 为数据区

3.4 会话 ID（Session ID）

Session ID 占用消息头的前 2 字节（偏移 0–1），用于区分不同的通信会话。在单会话模式下，设备端固定为 0，主机端通常为 1。在多会话模式下，该字段用于路由到正确的逻辑设备。

3.5 消息类型（Message Type）

消息类型编码位于消息头的第 4 字节（偏移 3），用于区分 HSMS 控制消息和 SECS 数据消息。下表列出了常见的消息类型值。

3.6 系统字节（System Bytes）

系统字节占用消息头的第 5–8 字节（偏移 4–7），共 4 字节。它是一个由发送方生成的唯一事务标识符，用于将响应报文与对应的请求报文匹配。

• 生成规则： 通常使用递增计数器或时间戳的低 32 位。
• 匹配机制： 响应报文必须复制请求报文的 System Bytes 值。
• 调试价值： 在捕获的报文中，通过 System Bytes 可以快速找到“请求-响应”对。

// 示例：System Bytes 匹配逻辑
// 请求报文（设备→主机）: System Bytes = 0x00001234
// 响应报文（主机→设备）: System Bytes = 0x00001234  ← 必须相同

// 如果 System Bytes 不匹配，说明响应与请求不对应，可能是超时重传或乱序。

3.7 完整报文解析示例

下面是一个实际的 HSMS 报文十六进制转储及其解析过程。

原始字节（十六进制）:
00 00 00 0E 00 01 81 00 00 00 00 01 00 00

解析步骤:
1. 长度字段（4 字节）: 00 00 00 0E → 14 字节（整个报文长度）
2. 消息头（10 字节）:
   - Session ID: 00 01 → 1（主机会话）
   - Header Byte 2: 81 → RTS=1（响应），事务类型=1
   - Header Byte 3: 00 → 消息类型=0（Data Message）
   - System Bytes: 00 00 00 01 → 1
   - Reserved: 00 00
3. 数据区（4 字节）: 后续字节为 SECS-II 数据（本例省略）

3.8 消息头字段速查表

下表汇总了消息头各字段的字节偏移、取值范围和常见值，方便现场调试时快速对照。