嵌入式开发日记（9）——多线程与socket通信

尝试用多线程，socket网络编程，心跳检测机制，实时绘图，丢包检测机制，校验位检测，超时重传机制, 数据库存储等功能优化项目

多线程与socket编程：

参考链接：

https://blog.csdn.net/qq_39687901/article/details/81531101 Python多线程socket通信

https://www.runoob.com/python3/python3-multithreading.html Python多线程

首先，需要明白的是socket的accept和recv这两个方法是阻塞线程的。这就意味着我们需要新开线程来处理这两个方法。

具体的程序流程大概是这样的：

1.新开一个线程用于接收新的连接（socket.accept()）

2.当有新的连接时，再新开一个线程，用于接收这个连接的消息（socket.recv()）

3.主线程做为控制台，接收用户的输入，进行其他操作

也就是说，服务端需要为每一个连接创建一个线程。

服务端（上位机）功能：

1 创建接口

2 接收多客户端数据

3 分别记录到本地txt

import serial
import socket  # 导入 socket 模块
from threading import Thread
import os
import timeADDRESS = ('127.0.0.1', 8712)  # 绑定地址g_socket_server = None  # 负责监听的socketg_conn_pool = []   # 连接池def init():"""初始化服务端"""global g_socket_serverg_socket_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 创建 socket 对象g_socket_server.bind(ADDRESS)g_socket_server.listen(5)  # 最大等待数（有很多人理解为最大连接数，其实是错误的）print("服务端已启动，等待客户端连接...")def accept_client():"""接收新连接"""while True:client, _ = g_socket_server.accept()  # 阻塞，等待客户端连接# 加入连接池g_conn_pool.append(client)# 给每个客户端创建一个独立的线程进行管理thread = Thread(target=message_handle, args=(client,))# 设置成守护线程thread.setDaemon(True)thread.start()def message_handle(client):"""消息处理"""client.sendall("连接服务器成功!".encode(encoding='utf8'))Time = time.strftime("%Y-%m-%d") + '设备'+str(g_conn_pool.index(client)) # 记录当前时间file_write_obj = open(Time + ".txt", 'w')  # 建立记录文件file_write_obj.writelines("=================================================")file_write_obj.write('\n')file_write_obj.writelines(time.strftime("%Y-%m-%d  %X "))file_write_obj.write('\n')file_write_obj.writelines("===============================================")file_write_obj.write('\n')while True:#bytes = ''bytes = client.recv(1024)# print("客户端消息:", bytes.decode(encoding='utf8'))file_write_obj.writelines(str(bytes.decode(encoding='utf8'))) #记录到本地file_write_obj.write('\n') if len(bytes) == 0:client.close()# 删除连接g_conn_pool.remove(client)print("有一个客户端下线了。")file_write_obj.close()breakif __name__ == '__main__':  # 主函数init()# 新开一个线程，用于接收新连接thread = Thread(target=accept_client)thread.setDaemon(True)thread.start()# 主线程逻辑while True:cmd = input("""--------------------------
输入1:查看当前在线人数
输入2:给指定客户端发送消息
输入3:关闭服务端""")if cmd == '1':print("--------------------------")print("当前在线人数：", len(g_conn_pool))elif cmd == '2':print("--------------------------")while (1):index, msg = input("请输入“索引,消息”的形式：").split(",")g_conn_pool[int(index)].sendall(msg.encode(encoding='utf8'))elif cmd == '3':exit()

客户端（Arm板）功能：

1 数据的处理

2 数据的回传

import socket  # 导入 socket 模块
import serialACCData = [0.0] * 8
GYROData = [0.0] * 8
AngleData = [0.0] * 8  # 定义三个数组，分别存储加速度角速度与角度的值FrameState = 0  # 通过0x后面的值判断属于哪一种情况
Bytenum = 0  # 读取到这一段的第几位
CheckSum = 0  # 求和校验位def DueData(inputdata):  # 新增的核心程序，对读取的数据进行划分，各自读到对应的数组里global FrameState  # 在局部修改全局变量，要进行global的定义global Bytenumglobal CheckSumresult = []for data in inputdata:  # 在输入的数据进行遍历if FrameState == 0:  # 当未确定状态的时候，进入以下判断if data == 0x55 and Bytenum == 0:  # 0x55位于第一位时候，开始读取数据，增大bytenumCheckSum = dataBytenum = 1continueelif data == 0x51 and Bytenum == 1:  # 在byte不为0 且 识别到 0x51 的时候，改变frameCheckSum += dataFrameState = 1Bytenum = 2elif data == 0x52 and Bytenum == 1:  # 同理CheckSum += dataFrameState = 2Bytenum = 2elif data == 0x53 and Bytenum == 1:CheckSum += dataFrameState = 3Bytenum = 2elif FrameState == 1:  # acc    #已确定数据代表加速度if Bytenum < 10:  # 读取8个数据ACCData[Bytenum - 2] = data  # 从0开始CheckSum += dataBytenum += 1else:if data == (CheckSum & 0xff):  # 假如校验位正确#s.send(get_acc(ACCData).encode('utf8'))result.append(get_acc(ACCData))CheckSum = 0  # 各数据归零，进行新的循环判断Bytenum = 0FrameState = 0elif FrameState == 2:  # gyroif Bytenum < 10:GYROData[Bytenum - 2] = dataCheckSum += dataBytenum += 1else:if data == (CheckSum & 0xff):#s.send(get_gyro(GYROData).encode('utf8'))result.append(get_gyro(GYROData))CheckSum = 0Bytenum = 0FrameState = 0elif FrameState == 3:  # angleif Bytenum < 10:AngleData[Bytenum - 2] = dataCheckSum += dataBytenum += 1else:if data == (CheckSum & 0xff):#s.send(get_angle(AngleData).encode('utf8'))result.append(get_angle(AngleData))CheckSum = 0Bytenum = 0FrameState = 0return resultdef get_acc(datahex):  # 加速度axl = datahex[0]axh = datahex[1]ayl = datahex[2]ayh = datahex[3]azl = datahex[4]azh = datahex[5]k_acc = 16acc_x = (axh << 8 | axl) / 32768 * k_accacc_y = (ayh << 8 | ayl) / 32768 * k_accacc_z = (azh << 8 | azl) / 32768 * k_accif acc_x >= k_acc:acc_x -= 2 * k_accif acc_y >= k_acc:acc_y -= 2 * k_accif acc_z >= k_acc:acc_z -= 2 * k_accresa = [str(acc_x), str(acc_y), str(acc_z)]return 'ACC:'+ ' '.join(resa)def get_gyro(datahex):  # 陀螺仪wxl = datahex[0]wxh = datahex[1]wyl = datahex[2]wyh = datahex[3]wzl = datahex[4]wzh = datahex[5]k_gyro = 2000gyro_x = (wxh << 8 | wxl) / 32768 * k_gyrogyro_y = (wyh << 8 | wyl) / 32768 * k_gyrogyro_z = (wzh << 8 | wzl) / 32768 * k_gyroif gyro_x >= k_gyro:gyro_x -= 2 * k_gyroif gyro_y >= k_gyro:gyro_y -= 2 * k_gyroif gyro_z >= k_gyro:gyro_z -= 2 * k_gyroresg = [str(gyro_x), str(gyro_y),str(gyro_z)]return 'GYRO:'+ ' '.join(resg)def get_angle(datahex):  # 角度rxl = datahex[0]rxh = datahex[1]ryl = datahex[2]ryh = datahex[3]rzl = datahex[4]rzh = datahex[5]k_angle = 180angle_x = (rxh << 8 | rxl) / 32768 * k_angleangle_y = (ryh << 8 | ryl) / 32768 * k_angleangle_z = (rzh << 8 | rzl) / 32768 * k_angleif angle_x >= k_angle:angle_x -= 2 * k_angleif angle_y >= k_angle:angle_y -= 2 * k_angleif angle_z >= k_angle:angle_z -= 2 * k_angleresan = [str(angle_x), str(angle_y), str(angle_z)]return 'ANGLE:'+ ' '.join(resan)if __name__ == '__main__':  # 主函数ser = serial.Serial("com5", 115200, timeout=0.5)  # 打开端口，改到循环外print(ser.is_open)s = socket.socket()  # 创建 socket 对象s.connect(('127.0.0.1', 8712))print(s.recv(1024).decode(encoding='utf8'))while True:datahex = ser.read(33)  # 不用hex()转化，直接用read读取的即是16进制news ='  |  '.join(DueData(datahex))s.send(news.encode('utf8'))

以上功能，实现了上位机以多线程连接多个客户端，并且分别记录到本地文件的过程。

Github地址：https://github.com/hanjintao1996/jy61-/blob/master/%E5%AE%A2%E6%88%B7%E7%AB%AF%E2%80%94%E2%80%94%E7%94%A8socket%E4%BC%A0%E8%BE%93%E5%B9%B6%E8%AE%B0%E5%BD%95

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