Das Lesen von Daten aus einer seriellen Schnittstelle ist eine wichtige Aufgabe unter Linux, insbesondere für Entwickler und Systemadministratoren. Serielle Ports wie COM-Ports werden verwendet, um verschiedene Geräte an einen Computer anzuschließen, z. B. Modems, Mikrocontroller oder GPS-Navigatoren. In diesem Artikel werden wir uns ansehen, wie Daten von einem seriellen Port auf einem Linux-Betriebssystem gelesen werden können.
Um von der seriellen Schnittstelle unter Linux zu lesen, müssen Sie ein spezielles Dienstprogramm namens "screen" verwenden. Dieses Dienstprogramm bietet eine einfache Befehlszeilenschnittstelle, mit der Sie Daten vom Port lesen und auf dem Bildschirm ausgeben können. Mit "screen" können Sie auch Befehle und Daten an den Port zurücksenden.
Um "screen" zum Lesen vom seriellen Port zu verwenden, müssen Sie einen Portnamen und seine Parameter angeben. Wenn das Gerät beispielsweise an den Port "/dev/ttyUSB0" mit einer Baudrate von 9600 bps angeschlossen ist, sieht der Befehl zum Lesen wie folgt aus:
screen /dev/ttyUSB0 9600
Nach dem Ausführen dieses Befehls öffnet "screen" die Verbindung zum Port und beginnt mit dem Lesen der Daten. Die empfangenen Daten werden in Echtzeit auf dem Bildschirm angezeigt, sodass Sie den Informationsfluss beobachten können.
Wie installiere ich die erforderlichen Treiber und Programme
Bevor Sie mit dem Lesen von Daten von einer seriellen Schnittstelle unter Linux beginnen, müssen Sie mehrere Treiber und Programme installieren. In diesem Abschnitt erklären wir Ihnen, wie Sie dies tun können.
1. Treiber installieren
| Typ des seriellen Anschlusses | Treiber | Installationsbefehl |
|---|---|---|
| USB-Anschluss | USB-serial | sudo apt-get install usb-serial |
| RS232-Anschluss | Serial | sudo apt-get install serial |
2. Installieren von Programmen
| Name des Programms | Installationsbefehl |
|---|---|
| Minicom | sudo apt-get install minicom |
| Screen | sudo apt-get install screen |
Nachdem Sie die Treiber und Programme installiert haben, können Sie die Daten von der seriellen Schnittstelle unter Linux lesen. Im nächsten Abschnitt erfahren Sie, wie Sie eine Portverbindung einrichten und mit dem Lesen der Daten beginnen.
So konfigurieren Sie den Port zum Lesen
Das Lesen von Daten von einem seriellen Port unter Linux erfordert eine Vorkonfigurierung des Ports. Hier sind einige Schritte, mit denen Sie den Port zum Lesen konfigurieren können:
- Installieren Sie die erforderlichen Pakete. Stellen Sie sicher, dass Sie die folgenden Pakete installiert haben: minicom , cu , screen oder picocom . Wenn sie nicht installiert sind, führen Sie den entsprechenden Installationsbefehl für Ihre Linux-Distribution aus.
- Bestimmen Sie den Portnamen. Führen Sie den Befehl dmesg | grep tty aus, um den Namen des an Ihr Gerät angeschlossenen Ports zu ermitteln. Die Ausgabe ist eine Liste der verfügbaren seriellen Anschlüsse, z. B. ttyS0 oder ttyUSB0 .
- Legen Sie die Zugriffsrechte fest. Damit der Benutzer die Daten vom Port lesen kann, müssen Sie die entsprechenden Zugriffsrechte festlegen. Führen Sie den Befehl sudo chmod a+rw /dev/ttyUSB0 aus und ersetzen Sie /dev/ttyUSB0 durch den Namen Ihres Ports.
- Konfigurieren Sie die Porteinstellungen. Sie müssen die Baudrate, das Datenbit, die Paritätskontrolle und andere Porteinstellungen konfigurieren. Normalerweise können Sie dazu das Dienstprogramm stty verwenden. Führen Sie beispielsweise den Befehl stty -F /dev/ttyUSB0 9600 aus, um die Bitrate auf 9600 bps einzustellen.
- Führen Sie das Programm aus, um die Daten zu lesen. Nachdem Sie den Port konfiguriert haben, können Sie ein Programm zum Lesen der Daten ausführen. Führen Sie zum Beispiel den Befehl minicom -D /dev/ttyUSB0 aus, um minicom zu starten.
Nachdem Sie diese Schritte ausgeführt haben, sind Sie bereit, die Daten von der seriellen Schnittstelle in Linux zu lesen. Viel Glück!
Grundlegende Befehle für die serielle Schnittstelle
Bei der Arbeit mit der seriellen Schnittstelle unter Linux werden häufig die folgenden Befehle verwendet:
| Das Team | Die Beschreibung |
| stty | Legt die Parameter des seriellen Anschlusses fest und zeigt sie an. |
| setserial | Steuert die Einstellungen des seriellen Anschlusses und zeigt Informationen zu den aktuellen Einstellungen an. |
| echo | Zeigt eine Textzeichenfolge in der Standardausgabe an. |
| cat | Liest Daten aus einer Datei und gibt sie in der Standardausgabe aus. |
| hexdump | Zeigt den Inhalt der Datei im Hexadezimalformat an. |
| tail | Gibt die letzten Zeilen der Datei aus. |
| head | Gibt die ersten Zeilen der Datei aus. |
| screen | Ermöglicht die interaktive Kommunikation mit der seriellen Schnittstelle. |
Mit diesen Befehlen können Sie Daten von einem seriellen Port unter Linux lesen, Parameter festlegen und anzeigen sowie in Echtzeit mit dem Port interagieren.
Lesen von Daten aus einem Port in Linux
Sie können verschiedene Tools wie Cat- und Screen-Befehle verwenden, um Daten von einem seriellen Port unter Linux zu lesen oder eine Datenleseanwendung mit der Programmiersprache C oder Python zu programmieren. In diesem Abschnitt werden Beispiele für die Verwendung der Befehlszeile und die Programmierung zum Lesen von Daten aus einem Port unter Linux behandelt.
1. Verwenden des Befehls cat
Eine einfache Möglichkeit, Daten von einem Port in Linux zu lesen, ist die Verwendung des Befehls cat . Führen Sie dazu den folgenden Befehl aus:
cat /dev/ttyUSB0In diesem Beispiel lesen wir Daten von der seriellen Schnittstelle /dev/ttyUSB0 . Ersetzen Sie /dev/ttyUSB0 durch den entsprechenden Port in Ihrem System.
2. Verwenden des Befehls screen
Eine weitere Möglichkeit, Daten von einem Port unter Linux zu lesen, ist die Verwendung des Befehls screen . Führen Sie dazu den folgenden Befehl aus:
screen /dev/ttyUSB0Nachdem Sie diesen Befehl ausgeführt haben, wird ein neues Fenster geöffnet, in dem Sie die Daten sehen können, die vom Port kommen.
3. Programmierung in C- und Python-Sprachen
Eine flexiblere Möglichkeit, Daten von einem Port unter Linux zu lesen, besteht darin, mit den Programmiersprachen C oder Python zu programmieren. Im Folgenden finden Sie ein Beispielprogramm in der Sprache C zum Lesen von Daten aus einem Port:
#include #include #include #include int main() struct termios options;if (tcgetattr(fd, &options) != 0) cfsetispeed(&options, B9600);options.c_cflag &= ~CSIZE;options.c_cflag |= CS8;options.c_cflag &= ~PARENB;options.c_iflag &= ~INPCK;options.c_cflag &= ~CSTOPB;options.c_cc[VTIME] = 10;options.c_cc[VMIN] = 0;if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &options) != 0) char buffer[255];ssize_t bytesRead;while (1) 0) if (bytesRead == 0) if (bytesRead < 0) >close(fd);return 0;> Dieses Programm öffnet den Port, passt seine Parameter (Geschwindigkeit, Bitrate, Paritätsprüfung usw.) an und liest dann die Daten vom Port in einer Schleife.
In ähnlicher Weise können Sie das Lesen von Daten aus einem Python-Port mithilfe des seriellen Moduls programmieren. Hier ist ein Beispielprogramm in Python zum Lesen von Daten aus einem Port:
import serialport = serial.Serial("/dev/ttyUSB0", baudrate=9600, timeout=10)while True:data = port.read(255)if data:print("Read %d bytes: %s" % (len(data), data))port.close()Dieses Programm erstellt ein Portobjekt mit den angegebenen Parametern und liest dann die Daten aus dem Port in einer Schleife.
In diesem Abschnitt haben wir verschiedene Möglichkeiten zum Lesen von Daten von einer seriellen Schnittstelle unter Linux untersucht. Wählen Sie je nach Ihren Anforderungen und Programmierkenntnissen die am besten geeignete Methode aus.
Wie man die empfangenen Daten verarbeitet
Nachdem die Daten erfolgreich von der seriellen Schnittstelle unter Linux gelesen wurden, müssen Sie sie zur späteren Verwendung verarbeiten.
Wenn die Daten im Textformat vorliegen, können Sie die Funktionen für die Arbeit mit Zeichenfolgen verwenden, z. B. das Aufteilen einer Zeichenfolge in Teilzeichenfolgen, das Suchen und Ersetzen von Zeichen, das Extrahieren von Zahlen usw.
Wenn die Daten im binären Format vorliegen, müssen Sie die Datentypkonvertierungs-Funktionen verwenden, um die benötigten Informationen aus dem Bytestream abzurufen. Sie können beispielsweise Konvertierungsfunktionen vom Typ int oder float verwenden, um mit Zahlen zu arbeiten.
Wenn große Datenmengen verarbeitet werden müssen, wird empfohlen, einen Puffer zu verwenden, um die Daten zwischenzuspeichern und anschließend in Stapeln oder zeilenweise zu verarbeiten.
Die empfangenen Daten können auch zur weiteren Verarbeitung an andere Programme weitergeleitet, in eine Datenbank übertragen oder zur Anzeige an den Benutzer auf dem Bildschirm angezeigt werden.
Unabhängig von der gewählten Datenverarbeitungsmethode ist es wichtig, sicherzustellen, dass die Lese- und Verarbeitungsvorgänge der seriellen Schnittstelle korrekt und sicher sind. Das Programm muss vor Fehlern beim Lesen und Schreiben von Daten sowie vor möglichen Angriffen oder Einbettungen geschützt sein.
Merkmale des Portlesens von verschiedenen Geräten
Wenn Sie Daten von einer seriellen Schnittstelle unter Linux lesen, müssen Sie die Besonderheiten jedes Geräts berücksichtigen. Verschiedene Porttypen haben ihre eigenen Besonderheiten und erfordern bestimmte Ansätze beim Lesen von Daten.
| Das Gerät | Die Beschreibung | Besonderheiten |
|---|---|---|
| COM-Port | Gerät mit RS-232-Schnittstelle | Das Lesen von Daten vom COM-Port erfordert spezielle Einstellungen wie Baud-Rate, Datenbits, Parity-Bits und Stop-Bits. Beachten Sie beim Lesen der Daten das Übertragungsformat, das ASCII, binär oder Text sein kann. |
| USB-Anschluss | USB-Gerät | Das Lesen von Daten vom USB-Anschluss kann die Installation von Treibern und Protokollen erfordern. Beim Lesen der Daten ist eine mögliche Verzögerung bei der Datenübertragung zu berücksichtigen, die mit dem Betrieb des USB-Controllers und der Reichweite des Geräts zusammenhängen kann. |
| Bluetooth-Anschluss | Bluetooth-Gerät | Das Lesen von Daten vom Bluetooth-Anschluss erfordert die Einrichtung und Konfiguration von Bluetooth-Profilen und die Kopplung zwischen den Geräten. Beachten Sie beim Lesen der Daten mögliche Störungen im Hochfrequenzbereich, die sich auf die Übertragungsqualität auswirken können. |
Es ist wichtig, die Besonderheiten jedes Geräts zu berücksichtigen, wenn Daten von einer seriellen Schnittstelle unter Linux gelesen werden. Dadurch können Sie die Leseparameter richtig anpassen und eine zuverlässige und stabile Datenübertragung gewährleisten.
Beispiele für die Verwendung von seriellem Lesen unter Linux
Das Lesen von Daten von einer seriellen Schnittstelle auf einem Linux-Betriebssystem kann in vielen Szenarien nützlich sein, z. B. die Verarbeitung von Sensordaten, die Steuerung von Geräten oder die Interaktion mit Datenerfassungsgeräten. In diesem Abschnitt betrachten wir einige Beispiele für die Verwendung des Lesens von Daten von einer seriellen Schnittstelle unter Linux.
1. Lesen von Daten über die Befehlszeile:
Eine der einfachsten Möglichkeiten, Daten von einer seriellen Schnittstelle unter Linux zu lesen, ist die Verwendung der Befehlszeile. Unter Linux können Sie das Dienstprogramm "cat" verwenden, um Daten aus einer Datei zu lesen, die eine serielle Schnittstelle ist.
Wenn Sie beispielsweise den seriellen Port /dev/ttyUSB0 haben, können Sie den folgenden Befehl verwenden, um die Daten zu lesen:
cat /dev/ttyUSB0Das Programm wird blockiert, bis eine neue Nachricht vom Port empfangen wird.
2. Lesen von Daten mit der Programmiersprache C:
Sie können die Programmiersprache C verwenden, um Daten von einer seriellen Schnittstelle flexibler und leistungsfähiger zu lesen. Es gibt viele Bibliotheken und Schnittstellen für die Arbeit mit seriellen Ports unter Linux, wie "termios" und "fcntl".
Im Folgenden finden Sie einen Beispielcode in der Programmiersprache C, der veranschaulicht, wie Daten von einer seriellen Schnittstelle gelesen werden:
#include #include #include #include int main() tcgetattr(fd, &serial);cfsetispeed(&serial, B9600);cfsetospeed(&serial, B9600);serial.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);serial.c_cflag &= ~CSIZE;serial.c_cflag |= CS8;serial.c_cflag &= ~PARENB;serial.c_cflag &= ~CSTOPB;tcsetattr(fd, TCSANOW, &serial);char buffer[256];int bytes;while (1) 0) >close(fd);return 0;>Dieser Code öffnet den seriellen Port /dev/ttyUSB0, legt seine Parameter fest und liest dann die Daten vom Port durchlaufen. Wenn Daten an den Port kommen, werden diese auf dem Bildschirm angezeigt.
3. Lesen von Daten mit Python:
Wenn Sie mit der Python-Programmiersprache bequemer sind, können Sie die PySerial-Bibliothek verwenden, um Daten von einem seriellen Port unter Linux zu lesen.
Hier ist ein Python-Beispielcode, der veranschaulicht, wie Daten von einer seriellen Schnittstelle gelesen werden:
import serialport = serial.Serial("/dev/ttyUSB0", baudrate=9600, timeout=1.0)while True:data = port.readline().decode('utf-8')if data:print("Received:", data.strip())Dieser Code öffnet den seriellen Port /dev/ttyUSB0 mit der angegebenen Baudrate und liest dann die Zeilen aus dem Port. Wenn eine Zeichenfolge an den Port kommt, wird sie auf dem Bildschirm angezeigt.
Dies sind nur einige Beispiele für die Verwendung des Lesens von Daten von einer seriellen Schnittstelle unter Linux. Mit diesen Methoden können Sie Ihre eigenen Programme erstellen, um mit Geräten zu arbeiten, die an die seriellen Ports unter Linux angeschlossen sind.
