Matlab串口如何同步读取二进制流

Question

我遇到的问题部分与 Matlab 相关，部分与通用编程相关，我希望有人能帮我集思广益寻找解决方案。

我有一个外部微控制器，它每 400 毫秒生成大量二进制数据流 (~40kb)，并通过 UART 将其发送到 PC 运行 Matlab 脚本。数据不是用十六进制或十进制字符编码的，而是真正的二进制（因此，没有定义终止符，因为所有 256 个值都是可能的，数据的有效组合）。波特率设置为1024000。简而言之，发送整个数据流大约需要375ms，流与流之间有25ms的死时间

在 Matlab 中，串口配置正确（也是 1024000、8x 位、1x 停止位、无奇偶校验、无硬件流控制等）。我能够正确读出我通过微控制器发送的数据（即没有数据损坏），但我无法在 Matlab 上同步串行读出。我的脚本如下：

function data_show = GetDATA

if ~isempty(instrfind)
    fclose(instrfind);
end

DATA_TOTAL_SIZE = 38400;

DATA_buffer = uint8(zeros(DATA_TOTAL_SIZE,1));
DATA_show = reshape(DATA_buffer(1:2:end)',[160,120])';
f_data_in = false;
f_data_out = true;

serialport = serial('COM11','BaudRate',1024000,'DataBits',8,'FlowControl','none','Parity','none','StopBits',1,...
            'BytesAvailableFcnCount',DATA_TOTAL_SIZE,'BytesAvailableFcnMode','byte','InputBufferSize',DATA_TOTAL_SIZE * 2,...
            'BytesAvailableFcn',@GetPortData);

fopen(serialport);

while (get(serialport,'BytesAvailable') ~= 0)   % Skip first packet which might be incomplete
    fread(serialport,DATA_TOTAL_SIZE,'uint8');
end

f_data_out = true;

while (1)
    if (f_data_in)
        DATA_buffer = fread(serialport,DATA_TOTAL_SIZE,'uint8');
        DATA_show = reshape(DATA_buffer(1:2:end)',[160,120])';  %Reshape array as matrix
        DATAsc(DATA_show);
        disp('DATA');
    end
    pause(0.01);
end

fclose(serialport);
delete(serialport);

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

function GetPortData (obj,~)

    if f_data_out
        f_data_in = true;
    end

end
end

我看到的问题是我最后读到的总是正确的大小，但是属于多个流，因为我还没有找到方法告诉Matlab这25ms的没有数据应该用来同步（即空白期之前和之后的数据应该属于不同的流）。

有人对此有什么建议吗？

非常感谢！

Answer 1

为了完整起见，我想 post 我已解决此问题的当前实现，这可能不是在所有情况下都合适的解决方案，但在某些情况下可能有用。

我采用的方法是转向双向通信协议，其中 Matlab 通过发送一个非常短的命令作为触发器（例如，单个不可打印的字符）来启动流式传输。鉴于高波特率，它不会因微控制器端的处理而增加显着的延迟。

微控制器在收到此触发器后，继续仅传输一个完整的包（与以 5Hz 速率连续流式传输包相反）。通过强制 Matlab 在发出触发器后立即拾取已知长度的串行包，它确保只收到一个包并且没有同步问题。

然后只需将 Matlab 脚本封装在一个由定时器给出的 5Hz 节拍的例程中，在该例程中重复序列（发送触发器、检索包、进行任何处理，然后重复）。

这样做的好处：

它解决了同步问题

这样做的缺点：

在计时器滴答上使用 Matlab 运行并不能确保完美的周期性，因此触发器可能并不总是以恰好 5Hz 的频率发送。如果微控制器在 "inconvenient" 次发送触发器，则可能需要跳过数据包，以避免仍在传输时在内存中更新数据包（因为传输占用了 200 毫秒时隙的很大一部分)
根据经验，性能可能会因 PC 运行 Matlab 正在执行的操作而有很大差异。例如，当 PC 自行进行采集时它工作正常，但如果使用另一个程序（例如 Chrome），Matlab 开始滞后并导致触发传输延迟。

如上所述，这不是一个完整的答案，但它是一种在某些情况下可能就足够的方法。如果有人有更好的选择，欢迎分享！

Matlab串口如何同步读取二进制流

How to synchronize readout of binary streams on serial port of Matlab

matlab

synchronization

serial-port