使用串行通信在python和arduino之间进行同步

我有一个应用程序，我需要：

使用arduino将伺服电机移动到某个位置，并在该位置停止

让python控制的摄像头在该位置获取图像

获取图像时，伺服应移动到对称位置

该序列重复N次

所以我尝试使用串行通信来同步arduino和python代码。在arduino端，当伺服到达某个位置时，它使用串行通信向python代码发送一个字符串。根据到达的位置，字符串为“交叉”或“Co”。arduino应等待python代码通过串行通信发送字符串“Ok”（图像采集后）。收到该字符串后，arduino应启动伺服，使其移动到另一个位置

在python代码端，我读取串行数据，并根据接收到的字符串（交叉或共）：

定义了一个字符串名

使用相机获取图像

图像将被保存或附加到列表中

字符串“Ok”被发送到arduino 代码附在下面

问题是我无法正确同步伺服位置和图像采集。伺服只是在两个位置之间来回运行，似乎没有从串行通信中读取任何字符串。然后它就永远不会停在某个位置。然而，arduino代码确实向python代码发送“Cross”和“Co”，python代码确实能够读取它们并获取和保存图像，但通常使用错误的名称。让arduino代码在每个位置等待足够长的时间不是一个解决方案，因为我需要一个合适的图像采集频率。
因此，我想知道同步这两个代码的最佳方法是什么，并确保我的图像的正确名称将对应于伺服的正确位置

提前感谢您提供的任何链接或想法

格雷格

阿杜伊诺代码 `

#包括
//伺服
伺服myservo；//创建伺服对象以控制伺服
//大多数电路板上可以创建12个伺服对象
int pos=0；//变量来存储伺服位置
//摄像机
常数int CameraPin=53；//摄像机触发的次数
int CameraState=低；//用于设置LED的LED状态
常数int ledPin=13；//LED引脚的编号
字符串Str=“c”；
无效设置（）{
myservo.attach（9）；//将针脚9上的伺服连接到伺服对象
//将数字LED引脚设置为输出：
pinMode（CameraPin，输出）；
//将数码相机引脚设置为输出：
引脚模式（LED引脚，输出）；
//串行通信
Serial.begin（9600）；
Serial.println（“就绪”）；
}
void循环（）{
Serial.flush（）；
//转到同一位置并等待
ServoCo（15）；//转到Co位置
Serial.println（“Co”）；//将信号Co发送到python
而（！Serial.available（））{}//等待python发送获取的数据
当（（Serial.available（）在
loop（）
函数中时，您已经实现了您的软件，因为该函数将作为控制台软件中的
main（）
执行一次

由于Arduino（C语言）必须通过串行链路与计算机（Python语言）通信，因此一个有效的解决方案是使用状态机原则

步骤1-定义所需状态列表以及要达到的位置数

一个简单的
enum e_State
允许定义列表

对于要到达的两个位置，使用枚举e_Pos

：

步骤2-定义启动参数

要在

loop（）

调用之间存储持久数据，

static

变量 使用的是：

要临时存储下一个状态，请添加

eState NextState

在

loop（）

函数的输入处，

NextState=LoopState；

to 默认情况下保持相同的状态

步骤3-定义状态机算法

void loop() {

static eState LoopState = STATE_START; // to store the current state
static ePos ServoPos = FIRST_POS;  // to store the selected position

    eState NextState = LoopState;

    switch (LoopState) {
    case STATE_START:
        ServoPos = FIRST_POS;
        NextState = STATE_MOVE_POS;
        break;
    case STATE_MOVE_POS:
        NextState = STATE_SEND_CMD;
        break;
    case STATE_SEND_CMD:
        NextState = STATE_WAIT_ACK;
        break;
    case STATE_WAIT_ACK:
        // NextState = STATE_MOVE_POS;
        break;
    default:
        // when undefined state, restart
        NextState = STATE_START;
    }
    // define the state for the next loop
    LoopState = NextState;
}

步骤4-使用所选的

ServoPos

管理

状态移动位置的操作

switch (ServoPos) {
case FIRST_POS:
    ServoCo(15); // go to 'Co' position
    break;
case SECOND_POS:
    ServoCross(15); // go to 'Cross' position
    break;
};
NextState = STATE_SEND_CMD; // when reached, send serial message

Serial.flush();   // clear the serial buffer
if (ServoPos == FIRST_POS) {
    Serial.println("Co"); //send signal 'Co' to python
}
else {
    Serial.println("Cross"); //send signal 'Cross' to python
}
NextState = STATE_WAIT_ACK;

步骤5-根据到达的
伺服位置
管理
状态_SEND_CMD
的操作

switch (ServoPos) {
case FIRST_POS:
    ServoCo(15); // go to 'Co' position
    break;
case SECOND_POS:
    ServoCross(15); // go to 'Cross' position
    break;
};
NextState = STATE_SEND_CMD; // when reached, send serial message

Serial.flush();   // clear the serial buffer
if (ServoPos == FIRST_POS) {
    Serial.println("Co"); //send signal 'Co' to python
}
else {
    Serial.println("Cross"); //send signal 'Cross' to python
}
NextState = STATE_WAIT_ACK;

步骤6-通过查找确认“OK”来管理
状态等待确认的操作

（可选）添加比较
if（Str==“OK”）
以确保
电脑答对了

Arduino是否将接收到的
Ok
发送回？
Serial.available（）是的，我希望代码在while循环中等待，而只有2个字节，当有3个字节时就会返回（如“Ok\n”）。当你说清除缓冲区时，你的意思是刷新它吗？Arduino
循环的体系结构（）
函数不符合该函数的定期调用。注意：该函数中的开括号数似乎不等于闭括号数。Arduino源代码是否编译无误？如果没有，则在
ServoCo（）中缺少最后一个闭括号。
void loop() {

static eState LoopState = STATE_START; // to store the current state
static ePos ServoPos = FIRST_POS;  // to store the selected position

    eState NextState = LoopState;

    switch (LoopState) {
    case STATE_START:
        ServoPos = FIRST_POS;
        NextState = STATE_MOVE_POS;
        break;
    case STATE_MOVE_POS:
        NextState = STATE_SEND_CMD;
        break;
    case STATE_SEND_CMD:
        NextState = STATE_WAIT_ACK;
        break;
    case STATE_WAIT_ACK:
        // NextState = STATE_MOVE_POS;
        break;
    default:
        // when undefined state, restart
        NextState = STATE_START;
    }
    // define the state for the next loop
    LoopState = NextState;
}

switch (ServoPos) {
case FIRST_POS:
    ServoCo(15); // go to 'Co' position
    break;
case SECOND_POS:
    ServoCross(15); // go to 'Cross' position
    break;
};
NextState = STATE_SEND_CMD; // when reached, send serial message

Serial.flush();   // clear the serial buffer
if (ServoPos == FIRST_POS) {
    Serial.println("Co"); //send signal 'Co' to python
}
else {
    Serial.println("Cross"); //send signal 'Cross' to python
}
NextState = STATE_WAIT_ACK;

if (Serial.available()) { // no state change while no acknowledge
    String Str = Serial.readStringUntil('\n');
    Serial.println(Str);
    if (Str == "OK") {
        // ack is OK, select the next position and continue
        ServoPos = (ServoPos == FIRST_POS)?(SECOND_POS):(FIRST_POS);
        NextState = STATE_MOVE_POS;
    }
    else {
        // ack is KO, restart from first position
        NextState = STATE_START;
    }
}