複数のBluetooth機器からデータを取得する（データ取得間隔が短くできない）

Question

複数のM5StickCをBT接続して、加速度センサの値を取得しようと考えています。
データ取得はPythonで行います。

Bleakライブラリを用いて以下のようなスクリプトを作成しましたが、
データ取得間隔がデータ送信間隔（1秒に20回）より大幅に遅くなります。

データ取得間隔をより早くするにはどのようにコードを改良すればよいでしょうか。

import asyncio
from bleak import BleakClient

address1 = "D8:A0:1D:55:EE:8A"
UUID1 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"

address2 = "94:B9:7E:93:21:76"
UUID2 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a2"

async def main():
    client1 = BleakClient(address1)
    client2 = BleakClient(address2)
    print(client1.address)
    print(client2.address)
    await client1.connect()
    await client2.connect()
    while(True): #ここが遅い
        print(await client1.read_gatt_char(UUID1))
        print(await client2.read_gatt_char(UUID2))

if __name__ == "__main__":
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.run_until_complete(main())

Answer 1

コードを以下のように変更して、前のデータから次のデータまでの差の時間を見てみました。

from bleak import BleakClient
import asyncio
import time

address1 = "D8:A0:1D:55:EE:8A"
UUID1 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"

address2 = "94:B9:7E:93:21:76"
UUID2 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a2"

adresses = [address1, address2] 
UUIDs = [UUID1, UUID2]

def run(addresses, UUIDs):
    loop = asyncio.get_event_loop()
    task = asyncio.gather(*(connect_to_device(address, UUID) for address, UUID in zip(addresses, UUIDs)))
    loop.run_until_complete(task)

async def connect_to_device(address, UUID):
    print("starting", address, "loop")
    async with BleakClient(address, timeout=5) as client:
        print("connected to", address)
        time0 =time.time()        
        while(True):
            tasks = {client.read_gatt_char(UUID)}
            done, not_done = await asyncio.wait(tasks, return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED)
            for tasks in done:
                try:
                    now=time.time()
                    print(now-time0, await tasks)
                except Exception as e:
                    print(e)
                not_done.add(tasks)
                time0=now
            tasks = not_done

if __name__ == "__main__":
    run(adresses, UUIDs)

＊＊＊＊＊pythonスクリプトの出力＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

0.1186833381652832 bytearray(b'A,-0.06,-0.50,10.33,79.84,2.28,286.76')
0.11967945098876953 bytearray(b'A,-0.12,-0.65,10.50,81.29,2.99,288.47')
0.12067699432373047 bytearray(b'A,-0.21,-0.69,10.44,82.81,3.73,290.00')
0.12067699432373047 bytearray(b'A,-0.12,-0.68,10.31,84.44,4.49,291.56')
0.1186823844909668 bytearray(b'A,-0.17,-0.62,10.38,85.82,5.34,293.14')
0.12067770957946777 bytearray(b'A,-0.16,-0.75,10.49,87.51,6.19,294.74')
0.11967945098876953 bytearray(b'A,-0.31,-0.69,10.43,88.90,7.11,-64.47')
2.2290396690368652 bytearray(b'B,-0.07,0.20,10.17,-70.31,-20.39,235.95')
0.12067818641662598 bytearray(b'A,-0.12,-0.72,10.44,90.40,8.03,-62.86')
0.11967921257019043 bytearray(b'A,-0.04,-0.63,10.42,91.93,8.99,-61.23')

おおよそ0.12秒の間隔でM5StickCの一つ、「A」のデータが測定できています。１秒間に20点には届きませんが、何とか使えそうです。

ところが、もう一つのM5StickC「B」のデータは二秒おきぐらいにまばらにしか測定できないのです。

二つのデータが均等に測定できないか、別の質問をお願いしています。
https://teratail.com/questions/edit/345571

Answer 2

while(True): #ここが遅い

whileが1回辺り何秒で動いているのか、計測してみてください。
1秒に20回も動いていなければ、取得が追いつかないのは当然です。
「python while 速度」でググるとwhileは遅くforの方が少し速いと出てきますので、forで書き換えてみたらどうでしょうか？

Comments

[inugami.mamoru]

ありがとうございます。ただ、下のコードのように１個のBT機器からの受信とすると受信速度が大幅にアップするのです。

import asyncio
from bleak import BleakClient

address1 = "D8:A0:1D:55:EE:8A"
UUID1 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"

address2 = "94:B9:7E:93:21:76"
UUID2 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a2"

async def main():
client1 = BleakClient(address1)
client2 = BleakClient(address2)
print(client1.address)
print(client2.address)
await client1.connect()
# await client2.connect()
while(True): #ここが遅い
print(await client1.read_gatt_char(UUID1))
# print(await client2.read_gatt_char(UUID2))

if __name__ == "__main__":
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(main())

[Wind]

「大幅に遅くなります」や「大幅にアップ」では、具体的な速度が不明です。
最初の回答にも書きましたが、whileが1回に何ミリ秒かかるのか、計測してみてはどうでしょうか？
またBT通信を使わずシンプルにawaitの中を50ミリ秒のループやスリープにしてみてはどうでしょうか？
そうすればコードの改良点が見えてくるかと思います。

[inugami.mamoru]

コードを以下のように変更して、前のデータから次のデータまでの差の時間を見てみました。

from bleak import BleakClient
import asyncio
import time

address1 = "D8:A0:1D:55:EE:8A"
UUID1 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"

address2 = "94:B9:7E:93:21:76"
UUID2 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a2"

adresses = [address1, address2]
UUIDs = [UUID1, UUID2]

def run(addresses, UUIDs):
loop = asyncio.get_event_loop()
task = asyncio.gather(*(connect_to_device(address, UUID) for address, UUID in zip(addresses, UUIDs)))
loop.run_until_complete(task)

async def connect_to_device(address, UUID):
print("starting", address, "loop")
async with BleakClient(address, timeout=5) as client:
print("connected to", address)
time0 =time.time()
while(True):
tasks = {client.read_gatt_char(UUID)}
done, not_done = await asyncio.wait(tasks, return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED)
for tasks in done:
try:
now=time.time()
print(now-time0, await tasks)
except Exception as e:
print(e)
not_done.add(tasks)
time0=now
tasks = not_done

if __name__ == "__main__":
run(adresses, UUIDs)

＊＊＊＊＊pythonスクリプトの出力＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

0.1186833381652832 bytearray(b'A,-0.06,-0.50,10.33,79.84,2.28,286.76')
0.11967945098876953 bytearray(b'A,-0.12,-0.65,10.50,81.29,2.99,288.47')
0.12067699432373047 bytearray(b'A,-0.21,-0.69,10.44,82.81,3.73,290.00')
0.12067699432373047 bytearray(b'A,-0.12,-0.68,10.31,84.44,4.49,291.56')
0.1186823844909668 bytearray(b'A,-0.17,-0.62,10.38,85.82,5.34,293.14')
0.12067770957946777 bytearray(b'A,-0.16,-0.75,10.49,87.51,6.19,294.74')
0.11967945098876953 bytearray(b'A,-0.31,-0.69,10.43,88.90,7.11,-64.47')
2.2290396690368652 bytearray(b'B,-0.07,0.20,10.17,-70.31,-20.39,235.95')
0.12067818641662598 bytearray(b'A,-0.12,-0.72,10.44,90.40,8.03,-62.86')
0.11967921257019043 bytearray(b'A,-0.04,-0.63,10.42,91.93,8.99,-61.23')

おおよそ0.12秒の間隔でM5StickCの一つ、「A」のデータが測定できています。１秒間に20点には届きませんが、何とか使えそうです。

ところが、もう一つのM5StickC「B」のデータは二秒おきぐらいにまばらにしか測定できないのです。

二つのデータが均等に測定できないか、別の質問をお願いしています。
https://teratail.com/questions/edit/345571