📚 课程目录第4章 SECS-I与HSMS传输层

4. SECS-I与HSMS传输层

在SECS/GEM体系中，传输层负责把SECS-II消息可靠地从一端送到另一端。设备端常见两种实现：SECS-I基于RS-232串行链路，HSMS基于TCP/IP以太网。二者承载的消息语义相同，但链路特性、连接建立方式、超时机制和消息传输流程差异很大。理解这些差异，是排查“消息发不出、回不来、超时断连”等问题的基础。

一、核心原理：两种传输层的本质差异

SECS-I是点对点、半双工、面向块的串行协议。它把一条SECS-II消息封装成若干数据块，通过RS-232逐字节发送，并用块头中的System Bytes、Block Number等字段完成重组与确认。链路本身没有“连接”概念，只有物理线路通断和协议层握手。

HSMS则运行在TCP之上，是面向连接、全双工、基于消息的协议。它不关心字节如何分块，而是把整条SECS-II消息作为HSMS消息发送，依靠TCP保证字节流可靠。HSMS支持主动/被动连接、多会话（Session ID）和更丰富的状态机。

关键区别：SECS-I用“块”传输并逐块确认；HSMS用“消息”传输，由TCP负责可靠交付，HSMS自身负责连接与超时管理。

二、连接建立：从物理链路到逻辑会话

SECS-I没有真正的“连接建立”过程。设备上电后，只要串口参数（波特率、数据位、停止位、校验位）与主机一致，物理链路即可通信。协议层通过ENQ、EOT、ACK、NAK等控制字符完成握手与块确认。若参数不匹配，表现为乱码、超时或持续NAK。

HSMS的连接建立分为主动方和被动方。主动方发起TCP连接，随后发送Select.req；被动方回复Select.rsp，状态进入Selected后，才允许传输SECS-II消息。若长时间未Select，连接可能被关闭。HSMS还支持Deselect和Linktest，用于会话释放与链路保活。

HSMS 连接建立典型流程：
主动方                        被动方
  |------ TCP SYN ------------>|
  |<----- TCP SYN-ACK ---------|
  |------ TCP ACK ------------->|
  |------ Select.req ---------->|
  |<----- Select.rsp -----------|
  |====== Selected 状态 ========|
  |------ SECS-II 消息 --------->|

三、超时机制：T1~T8 与 HSMS 定时器

SECS-I使用T1~T4定时器：T1控制字符超时、T2块间超时、T3回复超时、T4块间等待。HSMS则使用T5、T6、T7、T8：T5连接分离超时、T6控制事务超时、T7未Select超时、T8网络字符间超时。两者都通过超时判断链路异常，但触发条件和处理动作不同。

定时器	所属协议	作用	典型超时动作
T1	SECS-I	等待控制字符响应	重发或报错
T2	SECS-I	块间接收超时	发送NAK，请求重发
T3	SECS-I	等待回复消息	上层超时，事务失败
T4	SECS-I	块间发送等待	中止发送，链路复位
T5	HSMS	连接分离超时	关闭TCP连接
T6	HSMS	控制事务超时	重试或断开
T7	HSMS	未Select超时	关闭连接
T8	HSMS	网络字符间超时	判定链路异常

常见误区：把T3当作TCP超时。T3是SECS-I的回复超时，HSMS中对应的是T6/T7等控制超时，二者不能混用。调参时必须确认协议类型。

四、消息传输流程与案例场景

以设备向主机发送S1F1为例。SECS-I流程：设备将消息分块，发送ENQ，收到EOT后逐块发送，每块等待ACK；主机重组后回复S1F2，设备在T3内等待。若某块NAK，则重发该块。

HSMS流程：设备在Selected状态下直接发送S1F1消息，主机回复S1F2。若设备在T6内未收到回复，可重发或上报事务超时。若TCP断开，HSMS状态机回到Not Connected，需重新连接并Select。

设备端日志示例（HSMS）：
[HSMS] TCP connected, local=10.0.0.5:5000 remote=10.0.0.1:5000
[HSMS] Send Select.req
[HSMS] Recv Select.rsp, status=0
[HSMS] State -> Selected
[HSMS] Send S1F1 W-bit=1 SystemBytes=0x00000001
[HSMS] Recv S1F2 SystemBytes=0x00000001
[HSMS] Transaction complete

复盘时重点看三处：连接是否进入Selected；System Bytes是否匹配；超时定时器是否被正确触发。若SECS-I持续NAK，优先检查串口参数和块序号；若HSMS频繁断连，优先检查T5/T7和网络稳定性。

实操建议：设备端调试时，先用Linktest确认HSMS链路保活正常，再验证Select/Deselect流程，最后跑SECS-II消息。SECS-I则先用示波器或串口助手确认波特率和控制字符时序。

总结来看，SECS-I与HSMS的差异集中在链路形态、连接语义、超时体系和消息封装方式。掌握这些差异，才能在设备端通信功能拆解中准确定位问题，并为后续SECS-II消息层和GEM状态机的学习打好基础。