📚 课程目录第3章 HSMS连接状态机总览

3. HSMS 连接状态机总览：状态定义与状态转换图

HSMS（High-Speed SECS Message Services）连接状态机是设备与主机之间建立、维护和释放通信会话的核心模型。它定义了三个明确的连接状态，以及触发状态转换的事件与动作。理解这一状态机是掌握 T3 超时重连、链路测试与异常恢复的基础。

HSMS 状态机仅包含三个状态，每个状态都对应着 TCP 连接与逻辑会话的不同阶段。下表总结了各状态的特征与允许的操作：

状态名称	TCP 连接状态	逻辑会话状态	允许的消息类型	典型场景
NOT_CONNECTED	未建立或已断开	无会话	无（仅可发起连接请求）	设备启动、网络中断、T3 超时后
CONNECTED	已建立	未选择（未激活）	仅控制消息（Select.req/rsp, Deselect.req/rsp, Linktest.req/rsp, Separate.req）	TCP 握手完成，等待选择
SELECTED	已建立	已激活（可收发数据）	所有 SECS-II 数据消息 + 控制消息	正常生产通信、数据采集、报警上报

  关键概念：“连接”与“选择”是两个不同层次的动作。TCP 连接建立后进入 CONNECTED 状态，但此时还不能传输 SECS-II 数据消息；必须通过 Select 流程成功后才能进入 SELECTED 状态，开始真正的设备通信。

下图展示了 HSMS 连接状态机的完整转换路径，包括正常流程与异常恢复流程：

下表列出了所有可能的状态转换事件、触发条件以及设备应执行的动作：

单向前进，双向降级：正常流程只能从 NOT_CONNECTED 向 SELECTED 单向移动；降级或异常时可以从 SELECTED 回到 CONNECTED 或直接回到 NOT_CONNECTED。
T3 超时是状态回退的触发器：在 CONNECTED 或 SELECTED 状态下，如果 T3 计时器到期（未收到预期的响应消息），设备必须立即断开 TCP 连接并回到 NOT_CONNECTED 状态。
重连循环在 NOT_CONNECTED 内完成：设备不应在 CONNECTED 或 SELECTED 状态下尝试重连；所有重连逻辑都封装在 NOT_CONNECTED 状态的自循环中。
状态机是确定性的：在任何时刻，设备只能处于一个状态，且每个事件只能触发一个确定的转换。这保证了通信行为的可预测性。

实践建议：在实现 HSMS 状态机时，建议为每个状态设置独立的超时计时器（T3、T6、T8 等），并在状态转换时重置或切换计时器。不要在状态机外部直接操作 TCP 连接，所有连接管理应通过状态机的事件驱动来完成。

T3 超时是 HSMS 状态机中最重要的异常处理机制之一。它的作用与影响如下：

作用范围：T3 计时器在 CONNECTED 和 SELECTED 状态下运行，用于等待对端对控制消息或数据消息的响应。
超时后果：一旦 T3 超时，设备必须立即断开 TCP 连接，状态无条件回到 NOT_CONNECTED。不允许在 CONNECTED 或 SELECTED 状态下重试。
重连流程：回到 NOT_CONNECTED 后，设备根据配置的重连策略（固定间隔、指数退避等）尝试重新建立 TCP 连接，然后重新执行 Select 流程。
与 T6 的区别：T6 计时器用于 SELECTED 状态下等待对端发送数据消息的间隔，超时后通常触发 Linktest 测试，而非直接断开连接。T3 超时则直接导致状态回退。

常见错误：有些实现会在 T3 超时后尝试在 CONNECTED 状态下重新发送消息，而不是断开连接。这违反了 HSMS 规范，可能导致状态机不一致和通信死锁。T3 超时的唯一正确响应是断开连接并回到 NOT_CONNECTED。