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1. 概况

Python中Serial在读取数据的时候具有几种方法，本文将简单介绍一下如何使用serial库解析串口的数据。

2. 介绍

本文需要用到的几种方法和属性，大概看看就好，主要看下面的教程如何使用。

方法	功能
serial.read(size)	读取size字节的数据
serial.readline()	读取一行的数据
serial.readlines()	读取多行的数据，将数据保存到数组里
serial.read_all()	读取一个timeout周期内的全部数据(常用方法)
serial.read_all	读取串口所有的参数信息
serial_timeout(参数)	超时属性，下面具体介绍

3. 快速上手

• 下面的场景我们需要用用COM4串口发送一串字符串"hello world"，波特率9600，如何使用python的serial库进行解析串口发送来的数据？

• 直接上代码

import serial

ser = serial.Serial("COM2", 9600, timeout=0.01)

while True:
    data = ser.read_all()
    if data:
        rec_str = data.decode('utf-8')
        print(rec_str)
        

• 这里我创建了两个虚拟的串口进行模拟，COM2向COM1发送了两次hello world，而Python端实现了COM1，监听来自COM2的消息，用read_all()方法读取接收到的数据，接收到的数据类型是bytes类型的，因此我们需要将bytes数组转成字符串print出来，如下图所示。

• 而初始化的时候这里的timeout是指在设定的timeout时间范围内，如果读取的字节数据是有效的（就是非空）那就直接返回，否则一直会等到这个设定的timeout时间并返回这段时间所读的全部字节数据。

• 简单来说你可以理解为每timeout秒读一次数据，而如果timeout太小，数据量太大，可能一次发送不完，会数据未读完的状态。

• 也就是说，如果我的timeout设置为0.01，现在我有一个串口通信的传感器，传感器通过串口使用COM2发送一次数据，传感器如果在0.01秒内将所有数据都传输过来，就保存到缓存buffer中，到了0.01秒后会调用一次read_all()就可以读取到传感器发送到buffer中的数据了；如果传感器在0.01秒内没有将数据发送全的话，buffer中的数据就是不完全的，就会返回不完全的数据；如果传感器在0.01秒内发送了数据的话，buffer也会返回两组合在一起的数据。

注意：timeout的设置至关重要，如果不是特别高频的数据的话，timeout=0.01的100Hz完全够了，当然timeout最小支持多少要看你的波特率。如果我0.3秒发送了一次数据，timeout设置0.01，就可以返回一次完整的数据；如果我0.01秒发送一次数据，timeout设置0.3，那么一次就会返回30次数据，所以这就是timeout的作用。

• 前面引入了buffer的概念，这里你应该可以知道，你可以直接把buffer理解为一个文件夹，读数据的方式是和file是一样的，只是引入的timeout的概念，使得buffer 内的数据会以 1/timeout 的频率进行刷新。
• 如果你把buffer当做file理解，那么readline()就是读取buffer中的一行，如果你的数据中存在\n这样的换行，那么用readline()先让不合适，很容易产生漏读的问题，而且如果你在一个timeout周期内没有用readline()处理完所有你想要的数据的话，buffer就刷新了，因此通过笔者的实践和项目经历读数据只推荐用read_all()来读取。

4. 更好的解决方案——cushy-serial

cushy-serial是一个轻量级的Serial框架，初衷是希望使Serial编程变得更加简单、快捷，因此，相较于传统的pyserial，该框架可以更加快速地构建起一个serial程序，其可以兼容pyserial的所有特性，并且自定义serial消息异步回调，无需花费精力在多线程上，项目地址:https://github.com/Undertone0809/cushy-serial

主要特性

• 兼容pyserial的所有特性
• 自定义serial消息异步回调，无需花费精力在多线程上
• 提供串口定时任务
• 方便实现和管理多个serial连接
• 可自定义消息协议，兼容性强

快速上手

pip install cushy-serial --upgrade 

• 下面是一个简单的serial程序，当python客户端接收到来自串口的信息时会自动回调

from cushy_serial import CushySerial  
  
serial = CushySerial("COM1", 9600)  
serial.send("I am python client")  
  
  
@serial.on_message()  
def handle_serial_message(msg: bytes):  
    str_msg = msg.decode("utf-8")    
    print(f"[serial] rec msg: {
      str_msg}")  
  

需要说明的是，CushySerial兼容了Serial中所有的功能，因此，你可以在CushySerial中使用Serial的所有功能。

• 运行结果如下

• 如果你想要执行定时任务，CushySerial也提供了相关的解决方案，你可以方便的轮询发送指令，并获取来自串口的信息，示例如下：

from cushy_serial import CushySerial, enable_log

enable_log()
serial = CushySerial("COM1", 9600)
instruction = bytes([0x01, 0x06, 0x00, 0x7F, 0x00, 0x01, 0x79, 0xD2])

# msg为你要轮询发送的指令，interval为轮询的时间间隔，times为执行次数，可不填写
@serial.polling_task(msg=instruction, interval=0.5, times=5)
def handle_rec_msg(rec_msg):
    print(f"[serial] rec polling message: {
      rec_msg}")

5. 总结

• 在平时串口通信中，最好使用read_all()方法，并选定合适的timeout。
• timeout的参考资料：相关链接
• 要是懒一点就直接用cushy-serial

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