python - 使用结构将 float 从 Arduino 发送到 Python

Question

我正在使用 Bluefruit Feather 通过 BLEUART 将信息从温度传感器发送到计算机上的 Python 脚本。

我有一个用于加速度计的代码的工作版本，唯一的区别是发送的信息是 4 个整数(对于加速度计:x、y、z、id)，而对于温度传感器则有 2 个 float (temp、 float ID)。我已经检查了传感器通过串行监视器发送的值，它们是正确的。当在 Python 中解压浮点时，就会出现问题:它们大约相差 1.36*e-45 倍。

在这两种情况下，我都将变量存储在一个结构中，并通过 BLE 发送该结构。 Feather 代码如下所示:

void sendData(){
  int numVals = 2;
  int vals[numVals];
  vals[0] = temp; 
  vals[1] = id; //1.0
  Serial.println(temp);
  Serial.println(id);  
  int cnt = numVals * sizeof(float) ;
  uint8_t buf[cnt];
  for (int _i=0; _i<numVals; _i++)
    memcpy(&buf[_i*sizeof(float)], &vals[_i], sizeof(float));
  bleuart.write( buf, cnt );
}

在 Python 端，它看起来像:

def received(data):
    floats = struct.unpack('ff', data)
    print('Received:', floats)

这真是神秘啊!我有一种感觉，这与 C 和 Python 之间 float 的表示方式有关，但尝试将值更改为 double /无符号长整型，但它要么崩溃，要么有类似的问题。

Answer 1

您提出的问题实际上是一个更广泛的问题，涉及对象在不同操作系统、机器架构、不同编译器等下如何序列化和反序列化。

具体应注意:

• 结构如何映射到物理内存 - 不能保证您的结构占用内存中尽可能小的空间。事实上，编译器很可能会在字段之间引入间隙，以优化内存访问速度(请参阅 this SO question )。
• 机器Endianess ，这是多字节基元(例如 float )在内存中存储的顺序

要解决您的问题，您可以设计自己的方案(例如，配置编译器以紧密打包内存中的结构 - 请参阅 gcc 的 packed 属性)，并始终将 float 编码为大端字节序。更好的是，您可以使用诸如 Google 的 protocol buffers 之类的框架。它是跨语言、跨平台、跨任何东西来为您处理序列化的。

就我个人而言，我会选择选项 II，尽管它会带来一些开销。