Python：使用 PySerial 发送状态位和时间戳的最佳方式是什么

Question

我已经做了相当多的搜索和阅读，但还没有找到确切明确的答案。我正在制作 python 应用程序，它将通过串行端口与另一个应用程序进行通信。我一直在使用 PySerial 来完成此任务。我想要发送的数据包类型是状态信息和数据读数。 我建议我的数据包格式如下：

[ Start Byte ][ Length ][ Message ][ End Byte ][ Checksum ]

尽管我认为我不需要结束字节，因为那里有一个长度。我说得对吗？

我正在考虑对状态信息数据包的“消息”部分进行整形，如下所示：

[ MsgTypeID ][ PacketID ][ Status Bits ][ Timestamp ]

这里的消息 ID 只是为了区分这是一个状态数据包而不是数据包。状态信息本身由 16 位组成，表示发送应用程序中多个子系统的状态。对于其中一些子系统，单个位将提供足够的信息（“0”表示子系统关闭/低/假，“1”表示打开/高/真）。其他的则需要 2 或 3 位（代表状态等）。在对系统进行原型设计时，我只是简单地构建了一个字符串，将各个位连接起来，形成类似于 '1001110101101100' 的字符串，并将其发送到串行端口，校验和是状态位的模 256 。

我对 Python 和串行通信还很陌生，但我知道这可能会浪费带宽。我知道 PySerial 必须发送字符串，但将每个位表示为“0”或“1”，就像这样对每个位使用完整的字符串表示形式。我想知道发送这些位以减少带宽的最佳方式是什么？

例如，我是否会采用每 8 位，将它们转换为十六进制并发送串联的十六进制字节，如：

'10011101' + '01101100'

表示为

'\x9d' + '\x6c'

还是应该将它们作为 ASCII 发送？我还看到提到了 Struct 模块。我应该走那条路吗？

我想知道的另一件事是如何表示消息的时间戳部分。

如果您能给我任何帮助、建议，我将不胜感激。

非常感谢:)

Answer 1

嗯，很明显，发送的每个字符需要一个字节，因此如果您可以将数据编码为 ascii 字符串（Python 2 中的 str，Python 3 中的 bytes），那就最多了高效的。

struct 模块绝对是个好主意：它将 Python 数据打包成字符串（并在另一端）。这适用于你的时间戳；将它们打包为任何似乎合适的 int 或 long 类型（有关您的选项，请参阅链接文档）。

不过，struct 不执行单独的位，因此您必须自己执行此操作。我之前已经构建了一个字典，将字符转换为八个 True/False 值的组：

解码：

pot = [2**x for x in range(8)]  # Powers of 2 (bytes with one 1 and seven 0s)
bitvalues = {}
for x in range(256):
    bitvalues[chr(x)] = [(x & y) != 0 for y in pot]

要制作用于编码的字典，请将最后一行替换为：

bitvalues[tuple((x & y) != 0 for y in pot)] = chr(x)

If如果您想从 1 和 0 的字符串进行编码/解码，请将生成列表/元组的位替换为：

"".join("1" if (x&y) else "0" for y in pot)

Answer 2

您预计多久发送一次这些更新？如果 update_Frequency * length_of_message 远小于串行连接的数据速率，那么就没有理由担心数据编码的效率，您甚至可以考虑将内容扩展为更易于阅读的格式，特别是当您正在开始。