如何使用 PyQtGraph 提高速度并使用多个绘图拆分数据？

Posted 2023-03-25

【中文标题】如何使用 PyQtGraph 提高速度并使用多个绘图拆分数据？

【英文标题】：How to increase speed and split data with multiple plots using PyQtGraph?

【发布时间】：2020-04-15 15:20:50

【问题描述】：

我正在使用 STM32 套件从串口读取数据。问题是我需要使用自己的时间戳来绘制 ADC 数据。这意味着 x 轴应该是我的 RTC 时间（为此使用 ms），y 轴是 ADC 数据。有用于绘图串行端口的程序，但正如我所说，我需要为图形设置自己的时间。我为此尝试了 matplotlib，但它真的很慢。然后使用了pyqtgraph和这个脚本：

from pyqtgraph.Qt import QtGui, QtCore
import numpy as np
import pyqtgraph as pg
from pyqtgraph.ptime import time
import serial

app = QtGui.QApplication([])

p = pg.plot()
p.setWindowTitle('live plot from serial')
curve = p.plot()

data = [0]
raw=serial.Serial("/dev/ttyACM0",115200)
#raw.open()

def update():
    global curve, data
    line = raw.readline()
    data.append(int(line))
    xdata = np.array(data, dtype='float64')
    curve.setData(xdata)
    app.processEvents()

timer = QtCore.QTimer()
timer.timeout.connect(update)
timer.start(0)

if __name__ == '__main__':
    import sys
    if (sys.flags.interactive != 1) or not hasattr(QtCore, 'PYQT_VERSION'):
        QtGui.QApplication.instance().exec_()

这也很慢，但与 mathplotlib 相比很快。现在我找不到如何分割我的时间戳和 ADC 数据来绘制像 x,y 这样的图。我的数据与';'分开。

感谢您的回答。

已编辑：

我改变了我的代码阅读速度，寻找足够的知识。但是要知道它正在绘制一些故障，例如时间戳向前跳跃并返回或非常大量的 x 轴数据。我正在串行端口 GUI 上监视数据，但找不到任何错误数据。我认为有些东西来自 Python 代码。我可以忽略这些绘图程序的故障吗？

现在编码：

import numpy as np
import pyqtgraph as pg
import serial

app = pg.Qt.QtGui.QApplication([])
p = pg.plot()
p.setWindowTitle('live plot from serial')
curve = p.plot()

data = [0]
tdata = [0]
temp = [0]
datax = [0]
datay = [0]

temp = 0
now = 0
k = 0
raw=serial.Serial("/dev/ttyACM0",115200, timeout=None)
while p.isVisible():
    line = raw.readline().decode('utf-8').strip()
    print("raw line:", line)
    line = str(line)
    print("str line:", line)
    line = line.split(':')
    print("splitted line:", line)
    if len(line) >= 4:
        print("line>4:", line)
        tdata = line[0]
        data = line[1]
        print("line[0]; line[1]:", tdata, line)
        tdata = int(tdata)
        data = int(data)
        print("int(tdata)", tdata)
        print("int(line)", data)
        datax.append(int(tdata))
        datay.append(int(data))
        xdata = np.array(datax, dtype='float64')
        ydata = np.array(datay, dtype='float64')
        p.setXRange(tdata-500, tdata+500, padding=0)
        curve.setData(xdata, ydata)
        # p.setYRange(0 ,data+30, padding=0)
        print("now will refresh the plot")
        app.processEvents()
    else:
        print("line<4:", line)

【问题讨论】：

您能否展示您的数据示例行，以便我们讨论如何拆分它？

'PRINTF("%d:%d:%d:%d\n",data_s.packetCount, databuffer,dat.frame.sec,dat.frame.subsec);'这是我的包

编辑了我的答案。

再次感谢乔。我想再问一件事。例如，如何限制图形仅在屏幕上监视 1000 毫秒。它从 0 开始并继续在同一个屏幕上。对于太多的样本，很难识别数据。

我的情况是，我依赖于具有固定采样率的微控制器。在您的情况下，这可能是 STM32，我使用的是 SAMD21。然后，您可以计算要显示的所需样本数量，并从您的 numpy 数组（可能更大，例如大小的两倍）中分割它们。

【参考方案1】：

拆分数据

当您使用 Serial.readline() 时，读取的数据将在末尾包含换行符 \n（请参阅 Python 通用换行符，如果您从 Windows 发送，则可能是 \r\n\）。

首先解码接收到的字节并删除换行符：

data_string = r.readline().decode('utf-8').strip()

然后在:处拆分字符串

data_split = data_string.split(':')

现在data_split 是一个包含条目的列表

[packetCount, databuffer, sec, subsec]

您可以将它们转换为浮点数或整数并将它们放入 Numpy 数组中。

速度提升

Serial.readline 可能会减慢您的代码速度。使用类似https://***.com/a/56632812/7919597 的东西。

还可以考虑将数据转移到一个固定的 numpy 数组中，而不是每次都使用 xdata = np.array(data, dtype='float64') 创建一个新数组。

见Shift elements in a numpy array

我将这些功能与Thread 类似

import threading
import queue

q = queue.Queue()
thread = threading.Thread(target=read_from_port, args=(serial_port, q))
thread.start()

从串口读取。

在 PyQtGraph 示例中有一个非常有用的示例：

https://github.com/pyqtgraph/pyqtgraph/blob/develop/examples/scrollingPlots.py

Is 显示了使用 Numpy 数组绘制滚动图的三种不同方法。

我最终使用了方法 1 和 3 的组合，同时移动了从串行端口读取的尽可能多的位置。

【讨论】：

非常感谢您的帖子似乎很有帮助。我正在尝试作为新手学习 Python，所以我不能很好地理解你的线程示例，但我也会检查一下。