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在 python 中从各种 USB 设备读取和存储各种数据

codeneng 2023-03-28 原文

read and stock various data from various usb devices in python

我是 python 的初学者，我正在尝试从通过 USB 集线器连接到计算机的多个传感器(湿度、温度、压力传感器......)读取数据。我的主要目标是每五分钟记录一次这些传感器的不同值，然后将其存储起来进行分析。

我有我的传感器(来自 Hygrosens Instruments)的所有数据表和手册，我知道它们是如何工作的以及它们发送什么样的数据。但我不知道如何阅读它们。下面是我尝试过的，使用 pyserial.

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import serial #import the serial library
from time import sleep #import the sleep command from the time library
import binascii

output_file = open('hygro.txt', 'w') #create a file and allow you to write in it only. The name of this file is hygro.txt

ser = serial.Serial("/dev/tty.usbserial-A400DUTI", 9600) #load into a variable 'ser' the information about the usb you are listening. /dev/tty.usbserial.... is the port after plugging in the hygrometer, 9600 is for bauds, it can be diminished
count = 0
while 1:
    read_byte = ser.read(size=1)

所以现在我想找到数据行的结尾，因为我需要的测量信息在以"V"开头的行中，如果我的传感器的数据表，它说一行结束by ，所以我想一次读取一个字节并查找'<'，然后是'c'，然后是'r'，然后是'>'。所以我想这样做：

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while 1:
    read_byte = ser.read(size=8) #read a byte
    read_byte_hexa =binascii.hexlify(read_byte) #convert the byte into hexadecimal

    trad_hexa = int(read_byte_hexa , 16) #convert the hexadecimal into an int in purpose to compare it with another int
    trad_firstcrchar = int('3c' , 16) #convert the hexadecimal of the '<' into a int to compare it with the first byte    
    if (trad_hexa == trad_firstcrchar ): #compare the first byte with the '<'    
        read_byte = ser.read(size=1) #read the next byte (I am not sure if that really works)
        read_byte_hexa =binascii.hexlify(read_byte)# from now I am doing the same thing as before
        trad_hexa = int(read_byte_hexa , 16)
        trad_scdcrchar = int('63' , 16)
        print(trad_hexa, end='/')# this just show me if it gets in the condition
        print(trad_scdcrchar)    
        if (trad_hexa == trad_scdcrchar ):    
            read_byte = ser.read(size=1) #read the next byte
            read_byte_hexa =binascii.hexlify(read_byte)
            trad_hexa = int(read_byte_hexa , 16)
            trad_thirdcrchar = int('72' , 16)
            print(trad_hexa, end='///')
            print(trad_thirdcrchar)    
            if (trad_hexa == trad_thirdcrchar ):    
                read_byte = ser.read(size=1) #read the next byte
                read_byte_hexa =binascii.hexlify(read_byte)
                trad_hexa = int(read_byte_hexa , 16)
                trad_fourthcrchar = int('3e' , 16)
                print(trad_hexa, end='////')
                print(trad_fourthcrchar)    
                if (trad_hexa == trad_fourthcrchar ):    
                    print ('end of the line')

但我不确定它是否有效，我的意思是我认为它没有时间读取第二个字节，我正在读取的第二个字节，它不完全是第二个字节。所以这就是我想使用缓冲区的原因，但我真的不明白我该怎么做。我要去寻找它，但如果有人知道一种更简单的方法来做我想做的事，我已经准备好尝试了！
谢谢

  • 请向我们展示您的代码示例，以便我们可以看到您到目前为止所做的尝试。
  • 如果您举例说明传感器如何通过 USB 传输数据，也会很方便。
  • 我添加了一些信息，希望现在对您来说更好！

您似乎认为该传感器的通信协议的行尾字符是 4 个不同的字符：<、c、r 和 >。然而，这里所指的是回车，通常用 <cr> 表示，在许多编程语言中只用 \
 表示(尽管它看起来像 2 个字符，但它只表示一个字符)。

由于协议是结构化的，因此您可以通过逐行读取传感器的数据来大大简化您的代码。以下内容可帮助您入门：

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import time

def parse_info_line(line):
    # implement to your own liking
    logical_channel, physical_probe, hardware_id, crc = [line[index:index+2] for index in (1, 3, 5, 19)]
    serialno = line[7:19]
    return physical_probe

def parse_value_line(line):
    channel, crc = [line[ind:ind+2] for ind in (1,7)]
    encoded_temp = line[3:7]
    return twos_comp(int(encoded_temp, 16), 16)/100.

def twos_comp(val, bits):
   """compute the 2's compliment of int value `val`"""
    if (val & (1 << (bits - 1))) != 0: # if sign bit is set e.g., 8bit: 128-255
        val = val - (1 << bits)        # compute negative value
    return val                         # return positive value as is

def listen_on_serial(ser):
    ser.readline() # do nothing with the first line: you have no idea when you start listening to the data broadcast from the sensor
    while True:
        line = ser.readline()
        try:
            first_char = line[0]
        except IndexError:  # got no data from sensor
            break
        else:
            if first_char == '@':  # begins a new sensor record
                in_record = True
            elif first_char == '$':
                in_record = False
            elif first_char == 'I':
                parse_info_line(line)
            elif first_char == 'V':
                print(parse_value_line(line))
            else:
                print("Unexpected character at the start of the line:\
{}".format(line))
            time.sleep(2)

twos_comp 函数是由 travc 编写的，如果您有足够的声誉并且打算使用他的代码(即使您不这样做，它仍然是一个不错的选择)，我们鼓励您支持他的答案回答，我刚刚投了赞成票)。 listen_on_serial 也可以改进(许多 Python 程序员会识别开关结构并使用字典而不是 if... elif... elif... 来实现它)，但这只是为了让您入门。

作为测试，以下代码摘录模拟传感器发送一些数据(以行分隔，使用回车作为行尾标记)，这些数据是我从您链接到的 pdf 中复制的 (FAQ_terminalfenster_E. pdf).

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>>> import serial
>>> import io
>>>
>>> ser = serial.serial_for_url('loop://', timeout=1)
>>> serio = io.TextIOWrapper(io.BufferedRWPair(ser, ser), newline='\
', line_buffering=True)
>>> serio.write(u'A1A0\
'  # simulation of starting to listen halfway between 2 records
...     '$\
'              # marks the end of the previous record
...     '@\
'              # marks the start of a new sensor record
...     'I0101010000000000001B\
'  # info about a sensor's probe
...     'V0109470D\
'              # data matching that probe
...     'I0202010000000000002B\
'  # other probe, same sensor
...     'V021BB55C\
')             # data corresponding with 2nd probe
73L
>>>
>>> listen_on_serial(serio)
23.75
70.93
>>>

请注意，当行尾字符不是 \
(换行符)时，pyserial 文档建议使用 TextIOWrapper，这里也已回答。

  • 非常感谢你！现在可以了！我什么都看不到，因为我的波特率(9600)错误，文档的第一部分是基于这个波特率的。如果有人想查看我的(丑陋的)代码，请告诉我我仍在改进它。

pythonUSBspanclassnbsppyserialsensorsusb

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