Unity之串口通信（基于三姿态传感器）

原地址：http://www.cnblogs.com/alongu3d/archive/2013/05/02/3054962.html

/*******************************/
//串口接收，采用多线程+数据池设计模式，使用队列数据结构队列，避免线程阻塞//
/*******************************/
using UnityEngine;
using System.Collections;
//Other libraries
using System;
using System.Threading;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
//串口命名空间
using System.IO.Ports;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Text;

public class ComTest : MonoBehaviour {
    /******定义一个串口字段*******/
   private SerialPort sp;
    /*******定义三个外部接口***************/
public static float FangXiangJiao;
public static float YangJiao;
public static float XuanZhuanJiao;
/*******定义三个角度存储的临时字段***********/
public static float _FangXiangJiao;
public static float _YangJiao;
public static float _XuanZhuanJiao;
    /***********三种角度的循环队列****************/
    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;//显示消息
    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){
            // 开启串口
            sp.Open();
            open = true;
        }

//开启2个线程分别用于接收数据和处理数据
        tPort = new Thread(DealData);
        tPort.Start();
        tPortDeal = new Thread(ReceiveData);
        tPortDeal.Start();
//StartCoroutine(DealData());

}

/***************程序结束的时候，关闭串口**********************/
   void OnApplicationQuit() {
      sp.Close();
//SerialPortThread.Abort();//终止进程
   }

/*************Update方法********************/
//一帧之调用多次
   void FixedUpdate() {
       //定期回收垃圾
       if (Time.frameCount % 120 == 0) System.GC.Collect();

//处理数据的线程停止，那么重启该线程
       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>
/// 数据接收 进程, 使用队列来存储数据,避免数组的上锁和解锁问题
/// 设计模式  多线程+数据池
/// </summary>
/// <returns>
/// The data.
/// </returns>
   /*****************数据接收*************************/
private void ReceiveData () {
//读取数据，同时存入数据池中
//newline结束标记,同时使用readIlne()方法 
try {

//从输入缓存区中去读取第一次出现"AA"时的内容
            Byte[] buf=new Byte[120];
          if (open) sp.Read(buf,0,120);
            //如果没有接到到数据,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();
                //提取完整的一个数据包，压入数据池中(队列中)
       if (sbReadline2str.StartsWith("DB90"))
         {       //分组数据包
             string[] _str = Regex.Split(sbReadline2str, "55AA", RegexOptions.IgnoreCase);
             foreach (string s in _str)
             {
                 if (s.Length == 16)
                 {
                     //数据进入队列
                     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)
                 {
                     //数据进入队列
                     queueDataPool.Enqueue(s + "55AA");
                    // Debug.LogError(s+"55AA");
                 }
                // Convert.ToByte(s,16);
                 
             }
         }

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

/***************处理出队的数据***********************/
    private void DealData()
    {
        while (queueDataPool.Count != 0)
        {//循环检测队列
            //队列中有数据

//处理出队的数据
            //循环队列，首先加载第一包数据，只执行一次
            if (flag)
            {    //初始化第一组数据
                for (int i = 0; i < 7; i++)
                {   //出队列，同时移除这个数据
                    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
            {/*采用7点平滑滤波，消除抖动现象.注意特殊点的处理360到0之间的数据*/
                
              
                 //没有存在跳变的现象，那就直接存储数据
                    for (int i = 0; i < 7; i++)
                    {
                        //出队列，同时移除这个数据。
                        //加载7包数据，
                        strOutPool = queueDataPool.Dequeue();
                        //组合加载的数据，低字节在前，高字节在后，return 三个角度值
                        float[] jiaodu = DealReceivedDatanow(strOutPool);
                        //角度循环队列更新最新进入的数据
                        AVEFangXiangJiao.Dequeue();
                        //角度循环队列在队尾插入新的数据
                        AVEFangXiangJiao.Enqueue(jiaodu[0]);
                        //计算更新后的循环队列中的7个数据平均值
                        /*****************处理特殊数据************************/
                        int[] IntPanDuan = CheackDataTuBian(AVEFangXiangJiao);
                        //如果存在着跳变的现象
                        if (IntPanDuan[0] == 1)
                        {//保留队列前面的数据，移除后面的数据
                            float[] FXj = AVEFangXiangJiao.ToArray();
                            float sum = 0f;
                            //获取要移除数据的索引值
                            int indexOfRemovingData = IntPanDuan[2];
                             for (int j = 0; j < indexOfRemovingData; j++)
                            {
                                sum += FXj[j];
                            }
                            //计算平均值
                            FangXiangJiao = sum / indexOfRemovingData;
                        }
                        FangXiangJiao = Caulation(AVEFangXiangJiao);
                        /******************处理特殊数据结束*************************/

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

}

}

/************************检验特殊值***************************/
    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;
    }

/*****************计算平均值****************************/
        private float Caulation(Queue<float> AVEf) {
        
        float _f=0.0f;
         foreach (float f in AVEf) {
             _f+=f;
         }
        return _f/7;
    }
    
    /*****************处理来自数据池的数据**************************/
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进制字符串转换成字节数组*/
        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);
        /*消除抖动，因为眼镜传感器会不断的发送数据，即使是不动的状态下，也会有这样的现象*/
        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;
}

/********************处理来自数据池的数据**************************/
private void DealReceivedData (string dataOutPool) 
{

//读取串口的数据, 如果没有反应就会出现timeout 异常
// 数据格式：DB  90  AF  0C  A2  FF  2C  00  55  AA 
//包头是DB 90  包尾：55 AA 
//一帧发送一个数据包 总大小10个字节，
            //int DataNumber;  
 
       try { 
//读取数据

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;

}

/*********************************************/
    //在没有开启串口设备电源的时候，显示消息窗口，开启电源之后，点击确定按钮
    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), "请打开串口设备电源！然后点击确定");
            if (GUI.Button(new Rect(Screen.width / 2 -80, Screen.height +95 , 100, 100), "确定"))
            {
                open = true;
            }
            GUI.EndGroup();
        }

}

}