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Unity之串列埠通訊(基於三姿態感測器)

/*******************************/
using UnityEngine;
using System.Collections;
//Other libraries
using System;
using System.Threading;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
//串列埠名稱空間
using System.IO.Ports;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Text;




public class ComTest : MonoBehaviour {
    /******定義一個串列埠欄位*******/
   private SerialPort sp;
    /*******定義三個外部介面***************/
public static float FangXiangJiao;
public static float YangJiao;
public static float XuanZhuanJiao;
/*******定義三個角度儲存的臨時欄位***********/
public static float _FangXiangJiao;
public static float _YangJiao;
public static float _XuanZhuanJiao;
    /***********三種角度的迴圈佇列****************/
    private Queue<float> AVEFangXiangJiao = new Queue<float>();
    private Queue<float> AVEYangJiao = new Queue<float>();
    private Queue<float> AVEXuanZhuanJiao = new Queue<float>();
private byte[] DataBuf;
    
    private bool flag = true;
    private bool showMessage = false;//顯示訊息
    private bool open = false;


private int NumberCount=0;
private Thread SerialPortThread;

private StringBuilder sbReadline;
    private string strOutPool = string.Empty;
private Queue<string> queueDataPool;
    private Thread tPort;
    private Thread tPortDeal;
    /***********Unity初始化方法*****************/
private void Start () {
        sbReadline = new StringBuilder();
        queueDataPool = new Queue<string>();
        //DataBuf = new byte[10];


        sp = new SerialPort("COM1", 9600, Parity.None, 8, StopBits.One);
        if (!sp.IsOpen){
            // 開啟串列埠
            sp.Open();
            open = true;
        }


        //開啟2個執行緒分別用於接收資料和處理資料
        tPort = new Thread(DealData);
        tPort.Start();
        tPortDeal = new Thread(ReceiveData);
        tPortDeal.Start();
//StartCoroutine(DealData()); 

}


    /***************程式結束的時候,關閉串列埠**********************/
   void OnApplicationQuit() {
      sp.Close();
//SerialPortThread.Abort();//終止程序
   }

/*************Update方法********************/
//一幀之呼叫多次
   void FixedUpdate() {
       //定期回收垃圾
       if (Time.frameCount % 120 == 0) System.GC.Collect(); 


       //處理資料的執行緒停止,那麼重啟該執行緒
       if (!tPort.IsAlive) {
           tPort = new Thread(DealData);
           tPort.Start();


       }
       if (!tPortDeal.IsAlive) {
           tPortDeal = new Thread(ReceiveData);
           tPortDeal.Start();
       }
       // StartCoroutine(DealData());
//Debug.Log( SerialPortThread.ThreadState);
}


/// <summary>
/// 資料接收 程序, 使用佇列來儲存資料,避免陣列的上鎖和解鎖問題
/// 設計模式  多執行緒+資料池
/// </summary>
/// <returns>
/// The data.
/// </returns>
   /*****************資料接收*************************/
private void ReceiveData () {
//讀取資料,同時存入資料池中
//newline結束標記,同時使用readIlne()方法 
try {

//從輸入快取區中去讀取第一次出現"AA"時的內容
            Byte[] buf=new Byte[120];
          if (open) sp.Read(buf,0,120);
            //如果沒有接到到資料,就返回
            if (buf.Length ==0) {
                return;
            }
           string sbReadline2str = string.Empty;
           if (buf != null)
           {
               for (int i = 0; i < buf.Length; i++)
               {
                   sbReadline2str += buf[i].ToString("X2");
               }
           }         
          //sbReadline2str = System.Text.Encoding.Default.GetString(buf, 0,buf.Length);
       //  Debug.LogError(sbReadline2str.ToString());
        // sbReadline2str = buf.ToString();
           // sbReadline2str = sbReadline.ToString();
                //提取完整的一個數據包,壓入資料池中(佇列中)
       if (sbReadline2str.StartsWith("DB90"))
         {       //分組資料包
             string[] _str = Regex.Split(sbReadline2str, "55AA", RegexOptions.IgnoreCase);
             foreach (string s in _str)
             {
                 if (s.Length == 16)
                 {
                     //資料進入佇列
                     queueDataPool.Enqueue(s + "55AA");
                     //Debug.LogError(s+"55AA");
                 }
                
             }
         }
         else {
            
            sbReadline2str.Remove(0,sbReadline2str.IndexOf("DB90")+1);
             string[] _str = Regex.Split(sbReadline2str, "55AA", RegexOptions.IgnoreCase);
             foreach (string s in _str)
             {
                 if (s.Length == 16)
                 {
                     //資料進入佇列
                     queueDataPool.Enqueue(s + "55AA");
                    // Debug.LogError(s+"55AA");
                 }
                // Convert.ToByte(s,16);
                 
             }
         }

}catch (Exception ex) {
Debug.LogError(ex);
}
//yield return null;
}


    /***************處理出隊的資料***********************/
    private void DealData()
    {
        while (queueDataPool.Count != 0)
        {//迴圈檢測佇列
            //佇列中有資料


            //處理出隊的資料
            //迴圈佇列,首先載入第一包資料,只執行一次
            if (flag)
            {    //初始化第一組資料
                for (int i = 0; i < 7; i++)
                {   //出佇列,同時移除這個資料
                    strOutPool = queueDataPool.Dequeue();
                    float[] jiaodu = DealReceivedDatanow(strOutPool);
                    AVEFangXiangJiao.Enqueue(jiaodu[0]);
                    AVEYangJiao.Enqueue(jiaodu[1]);
                    AVEXuanZhuanJiao.Enqueue(jiaodu[2]);


                }
                FangXiangJiao = Caulation(AVEFangXiangJiao);
                YangJiao = Caulation(AVEYangJiao);
                XuanZhuanJiao = Caulation(AVEXuanZhuanJiao);
                flag = false;


            }
            else
            {/*採用7點平滑濾波,消除抖動現象.注意特殊點的處理360到0之間的資料*/
                
              
                 //沒有存在跳變的現象,那就直接儲存資料
                    for (int i = 0; i < 7; i++)
                    {
                        //出佇列,同時移除這個資料。
                        //載入7包資料,
                        strOutPool = queueDataPool.Dequeue();
                        //組合載入的資料,低位元組在前,高位元組在後,return 三個角度值
                        float[] jiaodu = DealReceivedDatanow(strOutPool);
                        //角度迴圈佇列更新最新進入的資料
                        AVEFangXiangJiao.Dequeue();
                        //角度迴圈佇列在隊尾插入新的資料
                        AVEFangXiangJiao.Enqueue(jiaodu[0]);
                        //計算更新後的迴圈佇列中的7個數據平均值
                        /*****************處理特殊資料************************/
                        int[] IntPanDuan = CheackDataTuBian(AVEFangXiangJiao);
                        //如果存在著跳變的現象
                        if (IntPanDuan[0] == 1)
                        {//保留佇列前面的資料,移除後面的資料
                            float[] FXj = AVEFangXiangJiao.ToArray();
                            float sum = 0f;
                            //獲取要移除資料的索引值
                            int indexOfRemovingData = IntPanDuan[2];
                             for (int j = 0; j < indexOfRemovingData; j++)
                            {
                                sum += FXj[j];
                            }
                            //計算平均值
                            FangXiangJiao = sum / indexOfRemovingData;
                        }
                        FangXiangJiao = Caulation(AVEFangXiangJiao);
                        /******************處理特殊資料結束*************************/


                        /*******************************************/
                        /*同上*/
                        AVEYangJiao.Dequeue();
                        AVEYangJiao.Enqueue(jiaodu[1]);
                        YangJiao = Caulation(AVEYangJiao);
                        /*同上*/
                        AVEXuanZhuanJiao.Dequeue();
                        AVEXuanZhuanJiao.Enqueue(jiaodu[2]);
                        XuanZhuanJiao = Caulation(AVEXuanZhuanJiao);
                        /******************************************/
                    }
                
            }


        }


    }


    /************************檢驗特殊值***************************/
    private int[] CheackDataTuBian(Queue<float> cheackQueue)
    {
        float[] cheackDataArrary = cheackQueue.ToArray();
 
        //flag =0表示false;  flag=1表示true
        int flag = 0; 
        int[] BoolAndIndexOfNext=new int[2];
        for (int count = 0; count < 6; count++ )
        {float Previous =cheackDataArrary[count];
            float Next = cheackDataArrary[count+1];
            if (Mathf.Abs(Previous - Next)>350.0F && Mathf.Abs(Previous -Next)<360.0f) {
                flag = 1;
                BoolAndIndexOfNext[0] = flag;
                BoolAndIndexOfNext[1] = count + 1; break;
            }
        }


        return BoolAndIndexOfNext;
    }




    /*****************計算平均值****************************/
        private float Caulation(Queue<float> AVEf) {
        
        float _f=0.0f;
         foreach (float f in AVEf) {
             _f+=f;
         }
        return _f/7;
    }
    
    /*****************處理來自資料池的資料**************************/
private float[] DealReceivedDatanow (string DataBuf) {
//this is a whole frame data package,then convert the 
//First convert the Byte type into Char type
// Debug.Log("--starting");
        //Debug.Log("databuf----"+DataBuf);
        /*把16進位制字串轉換成位元組陣列*/
        byte[] returnBytes = new byte[DataBuf.Length / 2];
        for (int i = 0; i < returnBytes.Length; i++)
            returnBytes[i] = Convert.ToByte(DataBuf.Substring(i * 2, 2), 16);
        /*消除抖動,因為眼鏡感測器會不斷的傳送資料,即使是不動的狀態下,也會有這樣的現象*/
        float[] jiaoduCollection =new float[3];
        _FangXiangJiao = (float)((byte)returnBytes[2] + ((sbyte)returnBytes[3] << 8)) / 10;
jiaoduCollection[0] =_FangXiangJiao;
  // Debug.Log("fx-->"+FangXiangJiao);
        _YangJiao = (float)((byte)returnBytes[4] + ((sbyte)returnBytes[5] << 8)) / 10;
jiaoduCollection[1] =_YangJiao; 
        // Debug.Log("yj-->"+YangJiao);
        _XuanZhuanJiao = -(float)((byte)returnBytes[6] + ((sbyte)returnBytes[7] << 8)) / 10;
jiaoduCollection[2]=_XuanZhuanJiao;
        //Debug.Log("xz-->"+XuanZhuanJiao);
//Debug.Log("--ending");




        return jiaoduCollection;
}


    /********************處理來自資料池的資料**************************/
private void DealReceivedData (string dataOutPool) 
{


       //讀取串列埠的資料, 如果沒有反應就會出現timeout 異常
// 資料格式:DB  90  AF  0C  A2  FF  2C  00  55  AA 
//包頭是DB 90  包尾:55 AA 
//一幀傳送一個數據包 總大小10個位元組,
            //int DataNumber;  
 
       try { 
//讀取資料

             byte tempB;
tempB= (byte)sp.ReadByte();

//Time.time;
//Read the header first
if (tempB ==219)
{  
//Debug.Log("i get the 0XDB"+(byte)0xDB);
DataBuf[0]=tempB;
tempB= (byte)sp.ReadByte();

if (tempB ==144)
DataBuf[1]=tempB;
int DataNumber=2;
while(DataNumber<10){
tempB= (byte) sp.ReadByte();

DataBuf[DataNumber]=tempB;

DataNumber++;
  }

}

//read out the input data 
//cheack the header and tail for a data package.


//this is a whole frame data package,then convert the 
//First convert the Byte type into Char type
// Debug.Log("--starting");
    FangXiangJiao=(float)(DataBuf[2]+((sbyte)DataBuf[3]<<8))/10;
/*while(NumberCount <7) {
//_FangXiangJiao =
}*/
 
  // Debug.Log("fx-->"+FangXiangJiao);
YangJiao = (float)(DataBuf[4]+((sbyte)DataBuf[5]<<8))/10;
 // Debug.Log("yj-->"+YangJiao);
 XuanZhuanJiao = (float)(DataBuf[6]+((sbyte)DataBuf[7]<<8))/10;
  // Debug.Log("xz-->"+XuanZhuanJiao);
//Debug.Log("--ending");


       } 
       catch (Exception e) {
Debug.LogError(e);
       }
//Debug.Log("starting");
foreach(byte b in DataBuf) {
//Debug.LogError(Convert.ToString(b,16));
}
//Debug.Log("ending");
//yield return null;

}


    /*********************************************/
    //在沒有開啟串列埠裝置電源的時候,顯示訊息視窗,開啟電源之後,點選確定按鈕
    private void OnGUI() {
        if (showMessage)
        {
            GUI.BeginGroup(new Rect(Screen.width/2-100,Screen.height-60,400,400));
            GUI.Label(new Rect(Screen.width / 2 - 80, Screen.height - 60,200,150), "請開啟串列埠裝置電源!然後點選確定");
            if (GUI.Button(new Rect(Screen.width / 2 -80, Screen.height +95 , 100, 100), "確定"))
            {
                open = true;
            }
            GUI.EndGroup();
        }


    }