如何使用Threading.Timer精确地每隔0.05秒从Modbus服务器读取数据？

Question

我想实现什么？

• 每隔0.05秒准确地从Modbus服务器读取数据。

更大的图景是，我正在创建一个PyQt5应用程序，通过它我想保存并绘制Modbus数据。因此，稍后我可以使用它们进行PID自整定。PID自动调谐器要求测量数据的精度至少为0.05秒.而且，数据点需要像这样分布：M wait 0.05s then M wait 0.05s then M，而不是M wait 0.08s then M wait 0.03s then M，(M = measure data)。

到目前为止我尝试了什么？

• I尝试实现Threading.Timer每隔0.05秒读取一次数据。

• 问题是定时器的精度太低了。

这是我测试Threading.Timer 精度：的代码

from threading import Timer
import timeit

starttime = timeit.default_timer()

def f():
    Timer(0.05, f).start()

    global starttime

    print("The time difference is :", timeit.default_timer() - starttime)
    starttime = timeit.default_timer()

    #Here I would read the data

f() 

代码产生的输出：

...
The time difference is : 0.07623
The time difference is : 0.07707
The time difference is : 0.07684
The time difference is : 0.07557
...

如果我要这样精确地读取数据的话，

• 。从长远来看，这将造成巨大的时间差。

• 理想的情况下，代码将读取每一个0.05s，也就是20每秒读取的数据。但是有了这样的精度，它将平均读取每个0.07s的数据，并将其解释为0.07s。

，

• ，每秒钟的时差是0.07 * 20 - 0.05 * 20 = 0.4 seconds，这是不可接受的，因为在一分钟之后，时差将是24秒。

如何提高Threading.Timer对象的精度？或者我应该使用哪些其他方法/工具？

其他信息：

我已经测量了使用以下代码从Modbus读取一个值需要多长时间：

from pyModbusTCP.client import ModbusClient
import timeit

c = ModbusClient("localhost")
c.open()

for i in range(0,10):
    starttime = timeit.default_timer()
    data_now = c.read_holding_registers(0, 1)
    print("Reading 1 register takes:", timeit.default_timer() - starttime)

输出：

...
Reading 1 register takes: 0.000297100
Reading 1 register takes: 0.000307600
Reading 1 register takes: 0.000271699
...

我正在使用的：

• Windows 10
• Python3.7 (32位verison)

Answer 1

你太过分了。做个FPS锁。如果阅读所需时间超过0.05，则必须向后重新计算(notimplemented)。如果你测量得很快，根据你想要的0.05s重新计算并等待那个时间。使用这种方法，您可以达到精确的0.05s间隔。如果读取注册表所用的时间超过您的工作时间，它将无法工作。

这是带有FPS锁的工作示例。没什么花哨的。设置精度以创建假读取延迟。为你的钱包设定时间(我设定了1s，你想要0.05s)

import time
import random

def time_keeper(lost_by_reading,period=1):
    if lost_by_reading>period:
        pass # a problem because reading takes longer than period
    elif lost_by_reading<period:
        time.sleep(period-lost_by_reading)


def mock_register_reading(precision=1000):
    rand_sleep = random.randint(0,10)/precision
    time.sleep(rand_sleep)


_measure = time.time()

period = 1

for i in range(1000):

    start = time.time()
    mock_register_reading()

    ## just for log
    print('measured after',time.time()-_measure, ', ERROR: ',period-(time.time()-_measure))
    _measure = time.time()
    ### end

    finish = time.time()
    reading_time = finish-start
    time_keeper(reading_time,period = period)

备注：我建议您不要对modbus使用线程。根据我自己的经验，modbus和线程并不是朋友，例如，通过线程读取寄存器只会导致灾难(以防万一你会有办法让线程每0.5读一次)