如何使用树莓派快速搭建一个串口数据记录器?

在最近发现同事的某些项目临时增加了一些需求，把测出的能见度数据保存在存储介质中，并且可以随时远程查阅。如果在项目时间与成本允许的情况下，我们会选择在PCB中增加SD卡槽以及以太网接口，用于存储数据和联网。但是如果项目时间与人手不足，鉴于以太网和SD卡文件系统具有一定的复杂性，该需求则会大大占用人员和成本。突然想起了闲置已久的树莓派。

首先介绍本文的主角：树莓派。树莓派在国内外论坛享誉已久，为很多开发者快速搭建了产品原型。使用树莓派等设备可以方便可靠地对远程项目进行管理，并且节省大量开发时间。下图为树莓派3B+。

该产品仅仅只有一个信用卡大小，且具有40个具备各种功能的IO口。板载蓝牙、wifi、HDMI控制器、千兆网卡等多个高级外设。可以说具备了一台PC机应该有的所有功能，同时具备很强的硬件扩展能力。树莓派使用官方linux系统，关于树莓派的使用和配置网上有太多教程，本文不做赘述。本文主要阐述如何快速搭建一个串口数据记录系统。

首先配置树莓派的串口。注意由于树莓派3B+的主串口默认用于蓝牙连接，所以需要先取消串口与蓝牙芯片的映射关系。

1、命令行打开配置文件：sudo nano /boot/config.txt

2、在该文件中加一行代码 dtoverlay=pi3-miniuart-bt

3、保存退出。

4、命令行查看外设挂载表：ls -l /dev

5、如下图所示，此时serial0被映射为ttyAM0。

6、 命令行输入：sudo systemctl stop serial-getty@ttyAMA0.service

命令行输入：sudo systemctl disable serial-getty@ttyAMA0.service

7、 命令行输入：sudo nano /boot/cmdline.txt

删除语句 console=serial0,115200

8、至此串口配置完成，以下是功能演示，为了代码的简洁，采用python作为编程语言，该代码将会保存串口接收到的所有数据进入一个文件当中。使用时，只需开机运行这段代码，便会不停的接收存储下位机发来的数据，十分方便。

# -*- coding: utf-8 -*

#加载串口模块

import serial

#加载时间模块

import time

# 打开串口

ser = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 9600)

#定义主函数

def main():

#在循环中不停读取串口数据

while True:

#获得接收缓冲区字符

count = ser.inWaiting()

if count != 0:

#读取内容

recv = ser.read(count)

#测试发送,回传收到的数据

ser.write(recv)

#将数据转换为字符型

RevASCII = recv.decode('ascii')

#在控制台显示时间

print(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S:',time.localtime(time.time())))

#在控制台显示接收到的数据

print(recv)

#打开记录文件

fileHandle = open ('UartRead.txt', 'a' )

#向文件中写入时间

fileHandle.write(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S:',time.localtime(time.time())))

#向文件中写入串口数据

fileHandle.write(RevASCII)

#关闭记录文件

fileHandle.close()

#清空接收缓冲区

ser.flushInput()

time.sleep(0.5)

#运行主函数

main()

让我们在控制台中运行该段程序：python3 UartTest.py

同时在串口助手上发送数据：

控制台会回显接收到的数据：

这时候我们查看记录文档： sudo nano UartRead.txt

记录的文件已经生成，可以看到串口的数据原封不动地存储在文件里：

树莓派强大的网络功能为远程访问提供了方便，用户使用linux自带的SSH功能即可快速远程访问树莓派控制台访问，记录文件。这里使用putty进行SSH登陆，如下图所示。

如果为树莓派的linux安装了xrdp服务，可以直接使用windows自带的远程桌面连接进行图形化操作，当然也可以使用python或者其他编程语言开发上位机软件甚至服务器软件，使得数据直观地显示。

综上，系统搭建完成后，实现了串口操作的基本功能，有了基本功能后进行扩展，既可以使用树莓派记录数据，又可以在树莓派上开发上位机程序对设备进行远程管理，同时得益于树莓派全球性的论坛，资料和文档充足，节省了很多开发时间。树莓派信用卡大小的体积足以集成进大多数系统。可以说是快速远程系统搭建的绝佳选择。