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我对物联网领域相当陌生。我正在设置一个带有 teensy 的传感器，用于读取其数据并使用串行通信传输到使用 python 读取数据并将其存储到数据库中的系统。

我面临的问题是，当我使用arduino 串行监视器检查我的程序时，我得到了疯狂的采样速度，比如 10k 读数在 40 毫秒内完成，但是当我尝试使用python读取相同的程序时，它甚至没有给我超过1000每秒读数，如果没有数据库代码，它每秒只能读取 200 个样本。有什么办法可以提高这个采样率，还是我必须设置任何额外的参数才能通过串行通信？

这是我的 teensy 代码：

int i;

elapsedMillis sinceTest1;

void setup()
{

  Serial.begin(2000000); // USB is always 12 Mbit/sec

  i = 0;

  delay(5000);

  Serial.println("Setup Called"); 

Serial.flush();

}

void loop()
{

  if (i == 0 || i == 500000)
  {

    Serial.println(sinceTest1);

  }

  Serial.println(i);

  //Serial.println(Serial.baud());

  i++;

}

对于蟒蛇：

import serial
import pymysql
from datetime import datetime
import time
import signal
import sys


class ReadLine:
    def __init__(self, s):
        self.buf = bytearray()
        self.s = s

    def readline(self):
        i = self.buf.find(b"\n")
        if i >= 0:
            r = self.buf[:i+1]
            self.buf = self.buf[i+1:]
            return r
        while True:
            i = max(1, min(2048, self.s.in_waiting))
            data = self.s.read(i)
            i = data.find(b"\n")
            if i >= 0:
                r = self.buf + data[:i+1]
                self.buf[0:] = data[i+1:]
                return r
            else:
                self.buf.extend(data)


ser = serial.Serial(
    port='COM5',\
    baudrate=2000000,\
    #baudrate=9600,\
    #parity=serial.PARITY_NONE,\
    #stopbits=serial.STOPBITS_ONE,\
    #bytesize=serial.EIGHTBITS,\
        #timeout=0
        )

print("connected to: " + ser.portstr)
count=1
#this will store the line
line = []

#database connection
connection = pymysql.connect(host="localhost", user="root", passwd="", database="tempDatabase")
cursor = connection.cursor()


checker = 0

rl = ReadLine(ser)
while True:

   time = datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
   print(time)
   print(checker)
   print(rl.readline())


   insert1 = ("INSERT INTO tempinfo(value,test,counter) VALUES('{}','{}','{}');".format(33.5, time,checker)) #.format(data[0])
   insert2 = ("INSERT INTO urlsync(textvalue,sync) VALUES('http://www.myname.com/value.php?&value={}&time={}',0);".format(33.5,time)) #.format(data[0])

   cursor.execute(insert1)
   cursor.execute(insert2)

   connection.commit()
   checker += 1


connection.close()
time = datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
print(time )
ser.close()

PS：每秒 1000 个样本是我在不使用数据库命令时获得的速率，包括它们，我每秒只能获得大约 250 个样本。

任何帮助或建议表示赞赏，谢谢。

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1 回答 1

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首先，很好的问题。您面临的问题充满了学习机会。

让我们一一来：

-您现在可以了解微控制器和计算机之间的区别。最基本形式的微控制器（如果您正在运行裸机代码，即使它不是非常有效的代码，例如在 Arduino 上）只会做一件事，特别是当它与硬件相关时（例如读取或写入 UART ) 它会非常有效地做到这一点。另一方面，在台式计算机上，您有一层又一层的任务同时运行（操作系统后台任务、更新屏幕等等）。有这么多事情同时发生，如果你没有确定优先级，就很难准确预测什么时候会发生什么。所以运行的不仅是你的 Python 代码，将会有更多的事情出现并打断您的用户任务流程。如果您希望以稳定（或至少可预测）的速度从 UART 缓冲区读取数据，那么您目前使用的架构永远不会发生这种情况。

- 即使您设法将您的操作系统精简到最低限度，杀死所有进程，在没有任何图形的终端上运行......您仍然必须处理您在自己的 Python 代码上所做的不确定性（那就是为什么您看到 Arduino 串行监视器的性能更好，除了从缓冲区中删除数据之外，它没有做任何事情）。在您的 Python 代码中，您按顺序从端口读取数据，尝试查找特定字符（换行符），然后将读取的数据附加到列表中。如果你想提高性能，你要么只读取数据并将其存储以供离线处理，要么查看多线程（如果您的程序有一个线程专门用于仅从缓冲区读取，并且您在单独的线程上进行进一步处理，您可以显着提高吞吐量，特别是如果您设置了正确的优先级）。

-最后，但实际上，最重要的是，您应该问自己：我真的需要以 2 Mbps 的速度从传感器读取数据吗？如果答案是肯定的，而且你的传感器不是摄像机，恐怕你需要退后一步，看看以下概念：传感器带宽和动态响应. 在你这样做之后，下一个问题是：你的传感器更新其输出的速度有多快，为什么？这个更新率有意义吗？我可以在这里给你几个参考。首先，假设您有一个温度传感器来读取和记录烤箱中的温度。如果烤箱中的温度以每分钟 10 摄氏度甚至每秒 100 度的速度变化，那么以 1 MHz（每秒 100 万次读数）从传感器采样值是否有意义？您的传感器甚至能够做出如此快速的反应（以至于它的动态响应发挥作用）？我的猜测：可能不会。许多工业设备集成了数十个传感器来控制关键过程并通过 1.5 Mbps 链路发送所有数据（例如，Profibus 的相当标准）。

于 2019-11-30T10:41:10.427 回答