如何从 Raspberry Pi Zero 向 PC 发送实时传感器数据？

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何从 Raspberry Pi Zero 向 PC 发送实时传感器数据？

【英文标题】：How to send real-time sensor data to PC from Raspberry Pi Zero?

【发布时间】：2020-11-02 08:30:09

【问题描述】：

我编写了一个 Python3 脚本，该脚本在 Raspberry Pi Zero W 上运行，该脚本从 IMU 传感器 (MPU9250) 收集数据并创建 3 个不同的角度值；滚动，俯仰，偏航。看起来像这样：

def main():
    while True:
        dataAcc = mpu.readAccelerometerMaster()
        dataGyro = mpu.readGyroscopeMaster()
        dataMag = mpu.readMagnetometerMaster()

        [ax, ay, az] = [round(dataAcc[0], 5), round(dataAcc[1], 5), round(dataAcc[2], 5)]
        [gx, gy, gz] = [round(dataGyro[0], 5), round(dataGyro[1], 5), round(dataGyro[2], 5)]
        [mx, my, mz] = [round(dataMag[0], 5), round(dataMag[1], 5), round(dataMag[2], 5)]

        update(gx, gy, gz, ax, ay, az, mx, my, mz)
        roll = getRoll()
        pitch = getPitch()
        yaw = getYaw()

        print(f"Roll: round(roll, 2)\tPitch: round(pitch, 2)\tYaw: round(yaw, 2)")

我想要做的就是将这 3 个值发送到我的 PC 并读取它们。有什么方法可以发送这些数据。 （如果可能，serial 除外）。

【参考方案1】：

有很多方法可以做到这一点，仅举几例：

从 Raspi 向 PC 发送 UDP 消息 从 Raspi 向 PC 发送 TCP 流 将读数放入

Redis

并允许您网络上的任何人收集它们 - 例如 here 使用 MQTT 客户端从您的 Raspi 发布读数，并在您的 PC 作为服务器上订阅该主题 在一台机器上运行 Python

多处理管理器

并从另一台机器连接 - 请参阅“使用远程管理器”here 通过蓝牙发送读数

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这是上面第一个建议的可能实现与 UDP。首先，Raspi 端生成 3 个读数 X、Y 和 Z，每秒通过 UDP 发送给 PC：

#!/usr/bin/env python3

import socket
import sys
from time import sleep
import random
from struct import pack

# Create a UDP socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

host, port = '192.168.0.8', 65000
server_address = (host, port)

# Generate some random start values
x, y, z = random.random(), random.random(), random.random()

# Send a few messages
for i in range(10):

    # Pack three 32-bit floats into message and send
    message = pack('3f', x, y, z)
    sock.sendto(message, server_address)

    sleep(1)
    x += 1
    y += 1
    z += 1

这是它的PC端的匹配代码：

#!/usr/bin/env python3

import socket
import sys
from struct import unpack

# Create a UDP socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# Bind the socket to the port
host, port = '0.0.0.0', 65000
server_address = (host, port)

print(f'Starting UDP server on host port port')
sock.bind(server_address)

while True:
    # Wait for message
    message, address = sock.recvfrom(4096)

    print(f'Received len(message) bytes:')
    x, y, z = unpack('3f', message)
    print(f'X: x, Y: y, Z: z')

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这是 MQTT 建议的可能实现。首先，发布这三个值的发布者。请注意，我的桌面上正在运行 mosquitto 代理：

#!/usr/bin/env python3

from time import sleep
import random
import paho.mqtt.client as mqtt

broker = '192.168.0.8'
client = mqtt.Client()
client.connect(broker,1883,60)

# Generate some random start values
x, y, z = random.random(), random.random(), random.random()

# Send a few messages
for i in range(10):

    # Publish out three values
    client.publish("topic/XYZ", f'x,y,z');

    sleep(1)
    x += 1
    y += 1
    z += 1

这里是订阅者，它监听消息并打印它们：

#!/usr/bin/env python3

import socket
import sys
import paho.mqtt.client as mqtt

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
  print("Connected with result code "+str(rc))
  client.subscribe("topic/XYZ")

def on_message(client, userdata, msg):
  message = msg.payload.decode()
  print(f'Message received: message')
    
broker = '192.168.0.8'
client = mqtt.Client()
client.connect(broker,1883,60)

client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

client.loop_forever()

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有一个蓝牙通信的例子here。

【讨论】：

如何获取主机和端口值？

@AchmadSetiawan 您使用hostname -I 获取Raspberry Pi 上的主机IP 地址。在 Windows 上，您可能会使用 ipconfig，而在 macOS 上，您将使用 ifconfig -a 或查看 Apple 菜单->系统偏好设置->Newtork。您可以选择任何您喜欢的端口，只要它小于 65536，通常使用 1024 以上的非特权端口更容易。所以，尝试 65,000 或类似的端口。

【参考方案2】：

您可以在 pi 上设置一个简单的 Web 服务器，并从同一网络上的任何设备访问该服务器，而无需进行任何花哨的设置。

如果你的 pi 零有 wifi 或者如果你能得到适配器，你可以很容易地用烧瓶或 Django 启动你的服务器。