python - 在 Raspberry Pi 上使用 Python 存储传感器数据的最有效方法

Question

我正在使用 SPI 从 IMU LSM9DS1 读取数据。我想将数据存储到文件中。我尝试使用 with open as file 和 .write 保存为 txt 文件。速度为0.002s。

while flag:
    file_path_g = '/home/pi/Desktop/LSM9DS1/gyro.txt'
    with open(file_path_g, 'a') as out_file_g:
        dps = dev.get_gyro()
        out_file_g.write(datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f'))
        out_file_g.write(" {0:0.3f}, {1:0.3f}, {2:0.3f}\n".format(dps[0], dps[1], dps[2]))

    file_path_a = '/home/pi/Desktop/LSM9DS1/accel.txt'
    with open(file_path_a, 'a') as out_file_a:
        acc = dev.get_acc()
        out_file_a.write(datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f'))
        out_file_g.write(" {0:0.3f}, {1:0.3f}, {2:0.3f}\n".format(acc[0], acc[1], acc[2]))
    # time.sleep(0.2)

print("interrupt occured")

dev.close()

我还尝试使用 pandas 将数据保存为 .csv 文件。速度比第一个慢。

while flag:
    t = time.time()
    acc = dev.get_acc()
    dps = dev.get_gyro()
    ax = acc[0]
    ay = acc[1]
    az = acc[2]
    gx = dps[0]
    gy = dps[1]
    gz = dps[2]
    result = pd.DataFrame({'time':t, 'ax':ax,'ay':ay,'az':az,'gx':gx,'gy':gy,'gz':gz},index=[0])
    result.to_csv('/home/pi/Desktop/LSM9DS1/result.csv', mode='a', float_format='%.6f',
    header=False, index=0)

dev.close()

如何提高阅读速度？

我更新了路径之外的代码。

file_path = '/home/pi/Desktop/LSM9DS1/result.txt'
while flag:
    with open(file_path, 'a') as out_file:
        acc = dev.get_acc()
        dps = dev.get_gyro()
        out_file.write(datetime.datetime.now().strftime('%S.%f'))
        out_file.write(" {0:0.3f}, {1:0.3f}, {2:0.3f}".format(acc[0], acc[1], acc[2]))
        out_file.write(" {0:0.3f}, {1:0.3f}, {2:0.3f}\n".format(dps[0], dps[1], dps[2]))

这是另一种方式

while flag:
    t = time.time()
    acc = dev.get_acc()
    dps = dev.get_gyro()
    arr = [t, acc[0], acc[1], acc[2], dps[0], dps[1],dps[2]],
    np_data = np.array(arr)
    result = pd.DataFrame(np_data,index=[0])
    result.to_csv('/home/pi/Desktop/LSM9DS1/result.csv', mode='a', float_format='%.6f', header=False, index=0)

感谢马克的回答。我按照他说的做了，更改了代码如下。

samples=[]
for i in range(100000):
    t = time.time()
    acc = dev.get_acc()
    dps = dev.get_gyro()
    # Append a tuple (containing time, acc and dps) onto sample list
    samples.append((t, acc, dps))

name = ['t','acc','dps']
f = pd.DataFrame(columns=name,data=samples)
f.to_csv('/home/pi/Desktop/LSM9DS1/result.csv', mode='a', float_format='%.6f', header=False, index=0)
print('done')

我计算了时间空间(前600条数据)，平均值是0.000265，比以前快了很多，几乎是以前的10倍。

Answer 1

正如我在评论中所说:“根据您想要做什么，答案大大不同!如果陀螺仪位于无人机上并且您将数据发送到PC来控制方向，你需要以最小的延迟将最新的读数传到PC上——这不需要存储，4秒前的数据是没有用的。如果你正在运行一个4小时的实验并稍后分析结果，您可能希望以最大速率读取陀螺仪，将其全部存储在本地并在最后传输 - 这需要更多的存储空间。”

存储大量样本的最快位置是 RAM 中的列表:

samples=[]
while flag:
    t = time.time()
    acc = dev.get_acc()
    dps = dev.get_gyro()
    # Append a tuple (containing time, acc and dps) onto sample list
    samples.append((t, acc, dps))

<小时/>

基准

在我的桌面上的 IPython 中运行，每秒可以存储 280 万个元组，每个元组包含时间和 2 个列表，每个列表包含 3 个元素:

In [92]: %%timeit 
...:  
...: samples=[] 
...: for i in range(2800000): 
...:     t = time.time() 
...:     acc = [1,2,3] 
...:     dps = [4,5,6] 
...:     # Append a tuple (containing time, acc and dps) onto sample list 
...:     samples.append((t, acc, dps))

1.05 s ± 7.13 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)