在数据的 stream 中查找两个子字符串之间的字符串

Question

我有这个连续的串行数据 stream：

----------------------------------------
 
SENSOR COORDINATE         = 0
 
MEASURED RESISTANCE       = 3.70 kOhm
 
----------------------------------------
 
----------------------------------------
 
SENSOR COORDINATE         = 1
 
MEASURED RESISTANCE       = 3.70 kOhm
 
----------------------------------------
 
----------------------------------------
 
SENSOR COORDINATE         = 2
 
MEASURED RESISTANCE       = 3.69 kOhm
 
----------------------------------------

对于每次迭代，我希望能够获取值。 传感器坐标值和电阻值。

我找到了使用.split()和使用正则表达式（ 在两个子字符串之间查找字符串）的解决方案，但问题是在我的情况下，我想要过滤的不是一个字符串，而是一个连续的 stream。

例如， .split()会找到我的字符串，但它会将 stream 分成两半。 这不起作用，在连续的 stream 中，不止一次。

注意：在传感器坐标值之后，我有一个回车符。

编辑 1/3：这是获取串行数据的代码片段：

def readSerial():
    global after_id
    while ser.in_waiting:
        try:
            ser_bytes = ser.readline() #read data from the serial line
            ser_bytes = ser_bytes.decode("utf-8")
            text.insert("end", ser_bytes)
        except UnicodeDecodeError:
            print("UnicodeDecodeError")
    else:
        print("No data received")
    after_id=root.after(50,readSerial)

如果有人想知道，这是 arduino 端的 C 代码，它发送数据：

Serial.println("----------------------------------------");
Serial.print("SENSOR COORDINATE         = ");
Serial.println(sensor_coord);
Serial.print("MEASURED RESISTANCE       = ");
double resistanse = ((period * GAIN_VALUE * 1000) / (4 * CAPACITOR_VALUE)) - R_BIAS_VALUE;
Serial.print(resistanse);
Serial.println(" kOhm");

编辑 2/3：这是以前的方法：

def readSerial():
        global after_id
        while ser.in_waiting:
            try:
                ser_bytes = ser.readline() #read data from the serial line
                ser_bytes = ser_bytes.decode("utf-8")
                text.insert("end", ser_bytes)
                result = re.search.(, ser_bytes)
                print(result)
            except UnicodeDecodeError:
                print("UnicodeDecodeError")
        else:
            print("No data received")
        after_id=root.after(50,readSerial)

在另一次尝试中，我将这一行result = re.search.(, ser_bytes)更改为result =ser_bytes.split("TE = ") 。

这是我收到的数据的图片（这是一个 tkinter 文本框）。

编辑 3/3：这是我实现 dracarys 算法的代码：

def readSerial():
    global after_id
    while ser.in_waiting:
        try:
            ser_bytes = ser.readline() 
            print(ser_bytes)
            ser_bytes = ser_bytes.decode("utf-8")
            print(ser_bytes)
            text.insert("end", ser_bytes)
           
            if "SENSOR COORDINATE" in ser_bytes:
               found_coordinate = True
               coordinate = int(ser_bytes.split("=")[1].strip())
               print("Coordinate",coordinate)
            if "MEASURED RESISTANCE" in ser_bytes and found_coordinate:
               found_coordinate = False
               resistance = float(ser_bytes.split("=")[1].split("kOhm")[0].strip())
               print("Resistance",resistance)
        
        except UnicodeDecodeError:
            print("UnicodeDecodeError")
    else:
        print("No data received")
    after_id=root.after(50,readSerial)

这是我得到的错误，在代码成功运行大约十秒钟后（我已经包括正常操作 output 以及参考）：

No data received
b'SENSOR COORDINATE         = 2\r\n'
SENSOR COORDINATE         = 2

Coordinate 2
b'MEASURED RESISTANCE       = 3.67 kOhm\r\n'
MEASURED RESISTANCE       = 3.67 kOhm

Resistance 3.67
b'----------------------------------------\r\n'
----------------------------------------

b'----------------------------------------\r\n'
----------------------------------------

b'SENSOR COORDINATE         = 3\r\n'
SENSOR COORDINATE         = 3

Coordinate 3
No data received
b'MEASURED RESISTANCE       = 3.78 kOhm\r\n'
MEASURED RESISTANCE       = 3.78 kOhm

Exception in Tkinter callback
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\User1\AppData\Local\Programs\Python\Python38-32\lib\tkinter\__i
nit__.py", line 1883, in __call__
    return self.func(*args)
  File "C:\Users\User1\AppData\Local\Programs\Python\Python38-32\lib\tkinter\__i
nit__.py", line 804, in callit
    func(*args)
  File "tkinterWithPortsExperiment.py", line 73, in readSerial
    if "MEASURED RESISTANCE" in ser_bytes and found_coordinate:
UnboundLocalError: local variable 'found_coordinate' referenced before assignment

Answer 1

正如我在评论中所说，我觉得 Arduino output 应该简化。 正如@oliver_t 所说，每个传感器事件的单行 JSON 将是完美的。

如果你不能这样做，这里是解析这个的代码。

由于我没有任何方式逐行接收您的串行监视器 output，因此我通过将 output 存储在 txt 文件中然后逐行读取来进行模拟。 我希望这会有所帮助，因为您的问题是如何解析输入。

f = open('stream.txt', 'r')
global found_coordinate
found_coordinate = False
while True:
    line = f.readline()
    if not line:
        break
    
    if "SENSOR COORDINATE" in line:
        found_coordinate = True
        coordinate = int(line.split("=")[1].strip())
        print("Coordinate",coordinate)
    
    if "MEASURED RESISTANCE" in line and found_coordinate:
        found_coordinate = False
        resistance = float(line.split("=")[1].split("kOhm")[0].strip())
        print("Resistance",resistance)

我希望这会有所帮助，如果我对您的要求的理解有任何差异，请告诉我，以便我修复我的代码。

注意：您实际上可能不需要.strip()类型转换为int或float来处理这个问题，但是我仍然把它放在那里作为健全性检查

Answer 2

所以这里是你的readSerial function：

def readSerial():
    global after_id
    while ser.in_waiting:
        try:
            ser_bytes = ser.readline() 
            print(ser_bytes)
            ser_bytes = ser_bytes.decode("utf-8")
            print(ser_bytes)
            text.insert("end", ser_bytes)
           
            if "SENSOR COORDINATE" in ser_bytes:
               found_coordinate = True
               coordinate = int(ser_bytes.split("=")[1].strip())
               print("Coordinate",coordinate)
            if "MEASURED RESISTANCE" in ser_bytes and found_coordinate:
               found_coordinate = False
               resistance = float(ser_bytes.split("=")[1].split("kOhm")[0].strip())
               print("Resistance",resistance)
        
        except UnicodeDecodeError:
            print("UnicodeDecodeError")
    else:
        print("No data received")
    after_id=root.after(50,readSerial)

如您所知，您已经在两个if语句中定义了found_coordinate 。 但是让我们看看你在哪里引用found_coordinate变量：

            if "MEASURED RESISTANCE" in ser_bytes and found_coordinate:

那是您使用found_coordinate变量的唯一地方，也是发生错误的地方。 现在考虑一下，如果

            if "SENSOR COORDINATE" in ser_bytes:

never 评估为True ，则found_coordinate = True线从未遇到，这意味着found_coordinate从未被定义。 是的，您在另一行定义它，但它只能在以下条件下执行：

            if "MEASURED RESISTANCE" in ser_bytes and found_coordinate:

同样， found_coordinate变量尚未定义，导致错误。 您可能想知道：它是如何成功运行 10 秒而没有出现错误的？ 这很简单：

在 10 秒内， if "SENSOR COORDINATE" in ser_bytes:全部评估为False ，因此found_coordinate变量从未被定义。 但同时 10 秒内"MEASURED RESISTANCE" in ser_bytes也都评估为False ，所以程序没有继续到and found_coordinate ，因为没有必要。 错误发生时"MEASURED RESISTANCE" in ser_bytes评估为True ，使程序解析and found_coordinate ，其中found_coordinate尚未定义。

Answer 3

如果您可以更改 Arduino 代码，那么您可以利用 python 中的 json.load() 方法将字符串转换为更易于管理的内容。

我不喜欢 Arduinos（尽管有一个人坐着伸手可及，盒子未打开，在两年的大部分时间里......）所以下面的代码可能比实际代码更接近伪代码：

# This should (fingers crossed) build and send a separate message for each variable.
# It could relatively easily be combined into one message.

double resistanse = ((period * GAIN_VALUE * 1000) / (4 * CAPACITOR_VALUE)) - R_BIAS_VALUE;

##########################################################
# If you want to send a separate message for each variable
String sSensor = "{\"sensorcoord\":";
String sResistance = "{\"resistance\":";
String sEnd = "}"

String sensor_output = sSensor + sensor_coord + sEnd
Serial.println(sensor_output)
# output will be {"sensorcoord":1}

String resistance_output = sResistance + resistanse + sEnd
Serial.println(resistance_output)
# output will be {"resistance":3.7}

########################################################
# If you want to send one message holding both variables

String sSensor = "{\"sensorcoord\":";
String sResistance = ",\"resistance\":";
String sEnd = "}"

String combined_output = sSensor + sensor_coord + sResistance + resistance + sEnd
Serial.println(combined_output)
# output will be {"sensorcoord": 1,"resistance":3.7}

将字符串输入 Python 后，您可以使用 json.loads() 获取（格式正确）文本字符串并将其转换为 object，您可以更轻松地访问：

import json

data = json.loads(textstringFromArduino)

# If you sent each value separately, you now need to work out which value you are receiving.
for key, value in data.items():
    if key == "sensorcoord":
      print(value)
    elif key == "resistance":
      print(value)


# If you sent both values in one message, it's a lot easier...

print(data['sensorcoord'])
print(data['resistance'])

Answer 4

你的尝试几乎就在那里。 UnboundLocalError发生是因为如果线是阻力线，则变量found_coordinate未在 function 中定义。 您也应该将其定义为全局变量，因为您需要通过多个 function 调用来跟踪它。 我很感兴趣，第一组坐标/阻力有效。 也一样

global after_id, found_coordinate

在您的 function 的开头。

---

在您发布尝试之前，我写了这个答案。 该方法与您的方法非常相似。 使用你觉得有用的东西！

你根本不需要split() 。 由于您一次得到的只是一行，因此解析每一行并解释结果。 如果您找到了传感器坐标，请留意提供测量距离的直线。 一旦你拥有两者，记录它们并留意新的传感器坐标。

1. 接收线
2. 行是否包含"SENSOR COORDINATE" ？
   • 是：解析号码并保存以备后用。
   • 不：什么都不做？ ^{或者打印错误信息？}
3. 行中是否包含"MEASURED RESISTANCE" ？
   • 是：解析号码并保存。
     • 现在我们应该拥有我们对的两个项目。 保存它们以备后用。
   • 不：什么都不做？ ^{或者打印错误信息？}

首先，让我们定义一个 function 以仅从每行中提取数字：

import re

def get_numbers_from_line(line):
    try:
        numbers_rex = r"(\d+(?:\.\d+)*)"
        matched_text = re.findall(numbers_rex, line)[0]
        parsed_number = float(matched_text)
        return parsed_number
    except IndexError:
        print(f"No numbers found on line {line}")
    except ValueError:
        print(f"Couldn't parse number {matched_text}")
    
    # Only come here if error occurred. Not required, but for clarity we return None
    return None

接下来，让我们定义一个 function 来解析每一行并决定如何处理它。 它将使用几个全局变量来跟踪其 state：

all_pairs = []
parsed_pair = []
def parse_line(line):
    global all_pairs, parsed_pair
    if "SENSOR COORDINATE" in line:
        sensor_coord = get_numbers_from_line(line)
        
        if parsed_pair:
            # Something already exists in parsed_pair. Tell user we are discarding it
            print("Data already existed in parsed_pair when a new SENSOR COORDINATE was received")
            print("Existing data was discarded")
            print(f"parsed_pair: {parsed_pair}")
        
        if sensor_coord is not None:
            # Make a new list containing only this newly parsed number
            parsed_pair = [sensor_coord]
    
    elif "MEASURED RESISTANCE" in line:
        resistance = get_numbers_from_line(line)
        if not parsed_pair:
            # parsed_pair is empty, so no sensor coordinate was recorded. 
            # Ignore this line and wait for the start of the next pair of data
            print("Received measured resistance without corresponding sensor coordinate")
            print("Received data was discarded")
            print(f"Received data: {resistance}")
        elif resistance is not None:
            parsed_pair.append(resistance) # Add resistance to the pair
            all_pairs.append(parsed_pair)  # Add the pair to all_pairs 
            parsed_pair = []  # Make a new empty list for the next pair
            print(f"Added pair {parsed_pair}")

然后，在def readSerial(): text.insert("end", ser_bytes)之后，调用这个 function。

def readSerial():
    global after_id
    while ser.in_waiting:
        try:
            ser_bytes = ser.readline() #read data from the serial line
            ser_bytes = ser_bytes.decode("utf-8")
            text.insert("end", ser_bytes)
            parse_line(ser_bytes)
        except UnicodeDecodeError:
            print("UnicodeDecodeError")
    else:
        print("No data received")
    after_id=root.after(50,readSerial)