如何用串口读取传感器

功能知识 | 2025-11-17 09:02:36 | 阅读数（3146）

如何用串口读取传感器：从硬件连接到数据解析全指南

在物联网、工业自动化等领域，串口通信因其成本低、兼容性强等特点，成为传感器数据采集的核心技术之一。本文将深入讲解如何通过串口读取传感器数据，涵盖硬件配置、软件编程及调试技巧，帮助开发者快速实现稳定可靠的数据传输。

一、串口通信基础与硬件准备

1.1 串口类型选择

常见串口类型包括RS-232、TTL和RS-485。

TTL电平（5V或3.3V）适用于短距离通信（如Arduino与传感器直连）。

如何用串口读取传感器

RS-232 支持更长距离（15米），但需注意电平转换芯片（如MAX232）的接入。

RS-485 适用于工业环境，支持多设备组网和千米级传输。

1.2 硬件连接步骤

确认传感器接口：查看传感器手册，明确其供电电压（5V/3.3V/12V）和通信引脚（TX/RX）。

接线原则：

传感器TX端接主控设备RX端，RX接TX。

共地连接（GND）避免信号干扰。

保护电路：长距离传输时，建议增加终端电阻或使用屏蔽线减少噪声。

二、软件配置与通信协议解析

2.1 串口参数设置

在代码或调试工具中，需配置以下参数与传感器严格匹配：

波特率：常见值9600、115200bps。

数据位：通常为8位。

停止位：1或2位。

校验位：None（无校验）、Even（偶校验）、Odd（奇校验）。

2.2 常用开发工具

Arduino IDE：通过Serial.read()读取数据，适合快速验证。

Python + PySerial：跨平台灵活性强，支持大数据量处理。

串口调试助手（如Putty、CoolTerm）：手动发送指令并查看原始数据。

三、代码实现与数据解析

3.1 Arduino示例代码

void setup() {
  Serial.begin(9600); // 初始化串口，波特率9600
}
void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    String data = Serial.readStringUntil('n'); // 读取直到换行符
    Serial.print("Received: ");
    Serial.println(data); // 回传数据至串口监视器
  }
}

3.2 Python脚本实现

import serial
ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1) # 设置端口和波特率
while True:
    if ser.in_waiting > 0:
        raw_data = ser.readpne().decode('ascii').strip() # 读取ASCII数据
        print(f"传感器数据: {raw_data}")

3.3 协议解析技巧

固定帧格式：若传感器返回A1,23.5,B2,18.6，可用字符串分割提取数值。

十六进制解析：针对Modbus等二进制协议，需转换为HEX格式并校验CRC。

数据校验：添加校验和（如SUM或XOR）验证数据完整性。