使用 Python 实时绘制传感器数据

Question

我有一个传感器，它每秒提供近 500 次数据，我已连接到 Arduino，我正在使用 Python 读取数据，因为我将在下一步处理它。

我尝试使用来自 Matplolib 的 FuncAnimation。

这是动画函数：

def animate(i):
    global data

    # Data comes as one sample per line
    char = ''
    res = ''
    while char != b'\n':
        char = s.read()
        res += char.decode("utf-8")
    res = res[:-1] # To remove a \r added by arduino

    data = data[1:] + [float(res)]

    ax.set_ylim(min(data), max(data))

    line.set_ydata(data)
    return line,

我正在计算使用此代码获取单个值的大致时间：

start = datetime.datetime.now()
while count < 1000:
    char = s.read()
    if char == b'\n':
        count += 1
        print(count)

end = datetime.datetime.now()

T = ((end - start).total_seconds()) / 1000

最后将动画初始化为：

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, interval=T * 1000, blit=False)

当我在 Arduino 上平均大约五个值然后绘图时，它工作正常，它工作但当我全速运行它时 python 崩溃，这让我相信问题与速度有关。此外，即使我对这些值进行平均，情节也落后于实际行动约 5 秒。

如何实时绘制所有值？

Answer 1

在大多数情况下，许多操作（例如通过连接来增长不可变字符串或连接列表）似乎不会太耗时，但在像这样高速运行时可能会出现问题。

由于高速采样所需的所有低级优化的麻烦，您最好将这项任务交给生活和呼吸它的人。例如pylsl 为Lab Streaming Layer (LSL) 提供了一个 Python 接口，（我认为）它就是为这类事情而设计的。

此外，即使您以 500 Hz 的频率从数据中采样，也无法有效地更新 500 Hz 的图，而只能以显示器的刷新率（通常为 60 Hz）进行更新。即在 500 Hz 时，您可以在每个 16.666 毫秒的屏幕刷新周期内收集大约 8 个样本。将这些样本中的每一个单独传递到图表是没有意义的，因为直到下一个 16.666 毫秒周期过去后它们才会显示在屏幕上。因此，以 60 Hz（或更低）的频率将它们分块传递。