3. SECS-II 消息结构：Message Header、Stream 与 Function、Message Body 的编码规则
SECS-II 是 SEMI 标准 E5 定义的消息层协议，它规定了在 HSMS 或 RS-232 连接上传输的每一条消息的格式。理解 SECS-II 消息结构是进行 DataItem 定义与数据采集的基础。一条完整的 SECS-II 消息由 Message Header（消息头）和 Message Body（消息体）两部分组成。
3.1 Message Header（消息头）编码规则
Message Header 是每条 SECS-II 消息的前 10 个字节，它不依赖于具体的消息内容，而是为底层传输（如 HSMS）提供必要的控制信息。其结构如下表所示：
| 字节偏移 | 字段名称 | 长度（字节） | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | Length | 4 | 消息总长度（包含 Header 和 Body），大端序（Big-Endian） |
| 4 | Device ID | 2 | 设备 ID，用于多设备环境下的消息路由 |
| 6 | Stream | 1 | 消息流编号（0-255），定义消息的类别 |
| 7 | Function | 1 | 消息功能编号（0-255），定义消息的具体操作 |
| 8 | PType | 1 | 消息类型（0x00 表示 SECS-II 消息） |
| 9 | SType | 1 | 会话类型（0x00 表示数据消息，其他值表示控制消息） |
3.2 Stream 与 Function 的语义
Stream 和 Function 共同构成了 SECS-II 消息的“动词+名词”语义。Stream 定义消息的类别（如设备状态、材料处理、数据收集等），Function 定义对该类别执行的具体操作。Function 编号的奇偶性决定了消息的方向：
- 奇数 Function（如 S1F1、S6F11）： 主设备（Host）发送给从设备（Equipment）的请求（Primary Message）。
- 偶数 Function（如 S1F2、S6F12）： 从设备（Equipment）回复给主设备（Host）的响应（Secondary Message）。
以下是几个常用的 Stream & Function 组合示例：
| S&F | 名称 | 方向 | 描述 |
|---|---|---|---|
| S1F1 | Are You There | Host → Eq | 查询设备是否在线 |
| S1F2 | On-Line Data | Eq → Host | 回复设备在线状态 |
| S6F11 | Data Report | Eq → Host | 设备主动上报数据（事件报告） |
| S2F41 | Host Command | Host → Eq | 主机发送远程命令 |
3.3 Message Body（消息体）编码规则
Message Body 紧跟在 Header 之后，采用 SML（SECS Message Language）定义的格式进行编码。SECS-II 定义了一组 数据项（Data Item）类型，用于表示不同种类的数据。Body 的编码遵循以下规则：
- 嵌套结构： Body 可以包含一个或多个数据项，数据项可以嵌套（List 包含其他数据项）。
- 长度前缀： 每个数据项都有一个长度前缀，用于指示该数据项的总字节数。
- 格式字节： 每个数据项的第一个字节是格式字节，编码了数据类型和长度信息。
格式字节的编码规则如下：
| 位（Bit） | 7-4 | 3-0 |
|---|---|---|
| 含义 | 数据类型（Format Code） | 长度类型（Length Type） |
| 说明 | 0x00=List, 0x10=Binary, 0x20=Boolean, 0x30=ASCII, 0x40=JIS-8, 0x50=2-byte signed, 0x60=4-byte signed, 0x70=8-byte signed, 0x80=2-byte unsigned, 0x90=4-byte unsigned, 0xA0=8-byte unsigned, 0xB0=Float, 0xC0=Double | 0x00=1字节长度, 0x01=2字节长度, 0x02=3字节长度, 0x03=4字节长度 |
0x43 0x03 0x41 0x42 0x43其中 0x43 = (0x30 | 0x03) 表示 ASCII 类型 + 3 字节长度，0x03 是长度值，0x41/0x42/0x43 是字符 'A'/'B'/'C' 的 ASCII 码。
3.4 完整消息示例：S1F1 与 S1F2
下面通过一个完整的消息示例，展示 Header 和 Body 如何组合成一条 SECS-II 消息。以 S1F1（Are You There）和 S1F2（On-Line Data）为例：
Header: 00 00 00 0A 00 00 01 01 00 00
|--Length=10--| DevID | S | F |PT|ST|
Body: （空，无数据项）Length=10 表示 Header 10 字节 + Body 0 字节。Stream=1, Function=1（奇数，请求）。
Header: 00 00 00 0E 00 00 01 02 00 00
|--Length=14--| DevID | S | F |PT|ST|
Body: 03 01 00
|--List--|--BIN--|
格式: 0x03 (List, 1字节长度)
长度: 0x01 (1个子项)
子项: 0x00 (Binary, 0字节长度, 表示空数据)Length=14 表示 Header 10 字节 + Body 4 字节。Stream=1, Function=2（偶数，响应）。Body 包含一个 List，内含一个空的 Binary 数据项。
3.5 本章小结
- Message Header 固定 10 字节，包含 Length、Device ID、Stream、Function、PType、SType 字段。
- Stream & Function 定义消息的语义：奇数 Function 为请求，偶数 Function 为响应。
- Message Body 采用 SML 编码，每个数据项由格式字节、长度字节和数据值组成。
- 格式字节的高 4 位表示数据类型，低 4 位表示长度字段的字节数。
- 掌握消息结构是后续学习 DataItem 定义和数据采集方案设计的基础。