M5stackからraspiへシリアル通信したバイナリデータをもとに計算したいがraspi側で処理ができない

Question

###前提・実現したいこと

M5stackからシリアル通信（GPIO経由）でraspiにバイナリ値を送り、その値でraspi側で計算をしたいと思っています。
raspiの処理はPythonで行っています。

raspi側ではデータを受け取ってはいるものの、計算ができない状況です。おそらく受け取ったデータの型変換の処理などが悪いのではないかと思ってます。

###該当のソースコード
####送信側

#include <M5Stack.h>

void setup() {

  M5.begin();
  M5.Power.begin();

  // 画面初期設定
  M5.Lcd.setCursor(10, 10);
  M5.Lcd.setTextSize(2);
  M5.Lcd.println("START");
  
  // シリアル通信機能の設定
  // Serial2.begin(unsigned long baud, uint32_t config, int8_t rxPin, int8_t txPin, bool invert)
  Serial2.begin(115200, SERIAL_8N1, 16, 17);

}

void loop() {
  M5.update();  // update button state
  


  // ボタンAが押された時の処理
  if (M5.BtnA.wasPressed()) {
    M5.Lcd.setCursor(0, 10);
    M5.Lcd.print("Transmitted : ***");

    // ラズパイへ送信する binary 1byte
    uint8_t tempdata =10;
    Serial2.write(tempdata);

//    // ラズパイへ送信する moji
//    Serial2.write("hello");

    // ラズパイへ送信する binary 4byte 
//    int32_t data = 305419896;
//    uint8_t dataHH = (uint8_t)((data & 0xFF000000) >> 24);
//    uint8_t dataHL = (uint8_t)((data & 0x00FF0000) >> 16);
//    uint8_t dataLH = (uint8_t)((data & 0x0000FF00) >>  8);
//    uint8_t dataLL = (uint8_t)((data & 0x000000FF) >>  0);
//
//    Serial2.write(dataHH);
//    Serial2.write(dataHL);
//    Serial2.write(dataLH);
//    Serial2.write(dataLL);
  }else{
  }
}

####受信側

import serial
import time
import concurrent.futures

ser = serial.Serial('/dev/serial0', 115200, timeout = 1.0)

def func1():
    while True:
         # binary 1byte receive ver1          
#         recv_data = ser.readline()
#         print(recv_data)

        # binary 1byte receive ver2          
       if ser.in_waiting>0:
           recv_data = ser.read(1)
           print (type(recv_data))
           recv_data2 = struct.unpack_from("B",recv_data,0)
           print(recv_data2)
           
           cal_data = recv_data2+1
           print(cal_data)
       

#         # moji receive
#         recv_data = ser.readline()
#         if(recv_data2.decode('utf-8') != ""):
#             # バイト型末端の改行文字を除外して、文字列変数に変換
#             print(line.strip().decode('utf-8'))

       

def func2():
    while True:
        flag=bytes(input(),'utf-8')

        #シリアル通信で文字を送信する際は, byte文字列に変換する
        #input()する際の文字列はutf-8

        ser.write(flag)

        #シリアル通信:送信

        if(flag==bytes('z','utf-8')):
            break;

        time.sleep(1)

    ser.close()

if __name__ == "__main__":
    executor = concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=2)
    executor.submit(func1)
    executor.submit(func2)

###発生している問題・エラーメッセージ

raspi側のコンソールは
・print (type(recv_data))は、<class'byte'>
・print(recv_data2)は、反応なし
・print(cal_data)は、反応なし

また、コメントアウトしている # binary 1byte receive ver1 を使うと
raspi側では　b" が何度も出ます

なお、M5側を文字送信にして、raspi側も文字受信にする場合は問題なくできますので
配線などは間違っていないと思います。

##調べたこと
webなどを読む限り、おそらく当方は型の変換処理のことがわかっていないような気がしています。どなたかアドバイスを頂けると幸いです。

Comments

[thkana]

試しでやっているらしいことがいろいろで「結局どうなれば満足なのか」がわからないのですが。

今有効なプログラムで、print(recv_data2)やprint(cal_data)で「なにか」が出てくればよいのですか?

[ISO130]

M5から10をraspiに送信して、raspiでその受信した値に1を足していますので、その結果のcal_data の値が11になるように出力を得たいと思っております。
ところが、cal_dataの結果が現在のコードだと何も出力されないので、どこが悪いのかを知りたいと思っております。

Answer 1

・print (type(recv_data))は、<class'byte'>

'bytes'じゃなくて? Serial.readはbytes型を返すはずです。

私の手元(Win10 Python3.9.6)で試すと、

<class 'bytes'>
(10,)

TypeError: can only concatenate tuple (not "int") to tuple
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
~\AppData\Local\Temp/ipykernel_2820/600573951.py in <module>
      3 print(recv_data2)
      4 
----> 5 cal_data = recv_data2+1
      6 print(cal_data)

TypeError: can only concatenate tuple (not "int") to tuple

となりましたが...RaspberryPiのPythonって普通にフルセットのはずだから、なにが違うんでしょうね。
(RaspberryPiはセットアップが崩れててちょっと試せない...)

とにかく。bytes型ならつまりは数値の並びですから、難しく考えないで、

           print (type(recv_data))　#recv_dataはb'\x0a'
           recv_data2 = recv_data[0] #recv_dataの最初の要素は10 取り出した時点でint型
           print(recv_data2)

           cal_data = recv_data2+1
           print(cal_data)

でいかがでしょう。どうしてもStruct.unpack_fromを使いたいなら、unpackの結果がタプルになりますから

           print (type(recv_data))
           recv_data2 = struct.unpack_from("B",recv_data,0) #b'\x0a'をunpackすると(10,)
           print(recv_data2[0]) #タプルの最初の要素を表示

           cal_data = recv_data2[0]+1 #タプルの最初の要素を取り出して1を足す
           print(cal_data)

_# binary 1byte receive ver1 を使うと

Serial.readline()は、「改行コード」を待ちます。今の送信データ(0x0a)は改行コードそのもの(LF)ですから、空のbyte列(bytes型)が得られ続ける、ということになるのでしょう。そもそも改行コードなんてのはテキストベースの考え方ですから、バイナリデータのやりとりには一般には使えません。

Comments

[ISO130]

ありがとうございます！
ご丁寧に解説していただき感謝に耐えません！

仰せの通り、bytes が正しい表現でした。
またご指摘の通り実施したところ狙い通りの計算ができるようになりました。
おそらく　配列の考え方の　recv_data[0]　がわかっていなかったものと思います。

その後、複数のバイトを送るコードも試しましたが、そちらもうまくできました。
ブレイクスルーをしていただきありがとうございます！