python中解析缓冲区字符串的最佳方法

Question

我正在研究一个通过Uart发送命令的嵌入式系统。 通用异步收发器工作在115200波特

在PC端，我想读取这些命令，解析它们并执行相关操作。

我选择python作为构建脚本的语言。

这是从嵌入式系统接收到的典型命令：

S;SEND;40;{"ID":"asg01","T":1,"P":{"T":180}};E

每条消息以S开头，以E结尾。 与消息相关的命令为“SEND”，有效负载长度为40。

我的想法是读取来自UART的字节并：

• 检查消息是否以S开头
• 检查消息是否以E结尾
• 如果上述假设为真，则拆分消息以找到命令和有效负载。在

解析来自异步uart的所有字节的最佳方法是什么？

我关心的是由于错误（或缓慢）解析而导致的消息丢失。

谢谢你的帮助！

比尔， 费德里科

Answer 1

这种格式几乎可以解析为csv，但不完全可以，因为第四个字段是JSON，您可能无法保证JSON不包含任何带有嵌入分号的字符串。所以，我想您可能只想使用字符串（或者更确切地说，字节）操作函数：

def parsemsg(buf):
    s, cmd, length, rest = buf.split(b';', 3)
    j, _, e = rest.rpartition(b';')
    if s != b'S' or e != b'E':
        raise ValueError('must start with S and end with E')
    return cmd.decode('utf-8'), int(length), json.loads(j)

然后：

^{pr2}$

实际的分号解析部分需要我的笔记本电脑上的602ns，decode和{}将其提高到902ns。另一方面，json.loads需要10个单位。因此，如果您担心性能，那么JSON部分实际上是唯一重要的部分（尝试一下我安装的第三方JSON libs，最快的还是8.1us，这一点也不好）。你还不如把其他一切都保持简单和健壮。在

另外，考虑到你正在以115000波特的速度阅读这篇文章，你不可能以6毫秒的速度得到这些消息，所以花11个小时来解析它们根本就不是一个问题。在

Answer 2

在我的日常工作中，我编写了一个嵌入式系统和一台PC机通过USB电缆进行通信的软件，使用的是115200波特的UART协议。在

我看到您用PySerial标记了您的帖子，因此您已经了解了Python最流行的串行端口通信包。我要补充的是，如果您使用的是PyQt，那么这个包中还包括一个串行模块。在

115200波特对于一台现代台式电脑来说并不快，我怀疑你在电脑端做的任何解析都会跟不上。我使用PyQt实时解析数据流并绘制数据图。在

在我的工作中，我注意到嵌入式系统和PC机之间通过UART进行通信时，有些数据偶尔会被损坏。一个字节可以被乱码、重复或删除。此外，即使没有添加或删除字节，您也可以偶尔在只有部分数据包在缓冲区时执行读取，并且读取将提前终止。如果您使用40字节的固定读取长度，并且相信每次读取都将与上面所示的数据包完全一致，则通常会出错。在

为了解决这类问题，我用Python编写了一个FIFO类，它在FIFO的头部消耗串行端口数据，在尾部生成有效的数据包，并丢弃无效的数据。我的FIFO保存的字节是我的数据包的3倍，所以如果我使用特定的序列来寻找数据包边界，我有很多路标。在

还有一些建议：使用python3，如果你有选择的话，它会更干净。使用bytes和bytearray对象。不要使用str，因为您会发现自己在Unicode和ASCII之间来回转换。在