[STM32H7R/S]测评 ⑦制作一个NANO EDGE AI STUDIO采集数据使用的Data Logger
<div class='showpostmsg'> 本帖最后由 不爱胡萝卜的仓鼠 于 2024-11-6 21:09 编辑<p> 我们使用nano edge ai这个软件训练模型时，需要提供样本数据用于训练。在nano edge ai中可以有2中方式上传样本数据：提前准备好的CSV文件、串口实时采集。这两种方案可以根据大家自己的实际情况来选择</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
<p> </p>
<p>CSV：适合已经有样本数据，或者不方便实时采集的场景使用。然后需要把数据按照制定文件格式填写再上传。</p>
<p>串口：串口实时采集的好处是可以现场采集，但是需要单片机可以通过串口实时传输制定格式的</p>
<p> </p>
<p>针对串口这种方式，我们可以选择使用ST提供的现成的datalogger，也可以选择自己做的</p>
<p> </p>
<p><strong><span style="font-size:24px;">一.ST 提供的dataLogger</span></strong></p>
<p>在nano edge ai界面的左上角有个dataLogeer的按钮</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p>点击后就会展示ST为你提供了哪些开发板</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<div style="text-align: center;"></div>
<p>数量还是比较可观的，有接近20种</p>
<p> 我们随便点一个开发板，就可以选择采集数据的传感器和配置参数</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p>当生成后你会得到一个压缩包</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p> 这个bin直接烧录就可以使用了。因为我手上没有对应的开发板，因此没法给大家试用</p>
<p> 如果你想得到源码，ST也是提供了的，在下面这个地方就可以得到源码</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<div style="text-align: center;"> </div>
<p><strong><span style="font-size:24px;">二.自己做dataLogger</span></strong></p>
<p> 因为上面说了，我没有对应的开发板，并且我们本次是H7R/S开发板的测评，所以我就用H7R/S开发板做一个dataLogger。</p>
<p> 在写代码前，我们需要了解一下dataLogger到底实现了一个怎样的功能，或者说他需要发出什么格式的数据。软件数据说明界面如下</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p>在界面中ST其实已经简单描述了他所需的数据内容，这个东西已经写得很生动形象了。我们需要采集很多轮的数据，对应界面中的line。然后每一轮数据采集时，需要以一定的频率采样数据，每轮采样最多采集256次。</p>
<p> </p>
<p>例如我这边是采集的加速度计的数据，并且3轴数据都采集，采集M轮，每轮采样N+1次数据，那么最终得到的结果就是</p>
<p>line1（第一轮采样）：ACC_X_0 ACC_Y_0 ACC_Z_0 ACC_X_1 ACC_Y_1 ACC_Z_1 ...... ACC_X_N ACC_Y_N ACC_Z_N</p>
<p>。。。。。。</p>
<p>lineM（第M轮采样）：。。。。。。</p>
<p> </p>
<p>如果你是其他数据，假设每次采样只有一个数据，假设为一个轴的加速度，那么每一轮数据如下</p>
<p>lineX：ACC_X_0 ACC_X_1 ...... ACC_X_N</p>
<p> </p>
<p>这是最终呈现在软件中的，那么我们开发板上传数据格式是怎么样的呢？是有什么协议？而且如何区分那几个字符是这个数据，那几个字符是那个数据？每一轮的数据是如何区分的呢？这部分并没有在这个页面中详细展示。</p>
<p>以下是我摸索的结果，数据传输没有很正式的协议，只有一些简单的数据格式，打印都是以文本的形式发送的：【数据】【分隔符】【数据】【分隔符】。。。。。。【数据】【/r/n】【数据】【分隔符】。。。。。。</p>
<p>每次采样有几个数据在nano dege ai工程配置时就已经设置好了，这个软件是知道的。然后每个数据之间是通过分隔符来进行区分的，分隔符可以有很多种选择，例如逗号、空格等等，具体后面有说明。每轮数据之间用换行回车进行区分（/r/n都要，不然会识别异常）</p>
<p> </p>
<p>思路都理清楚了，下面就开始修改代码，我的代码沿用上次<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1296583-1-1.html" target="_blank">测评 ⑤X-NUCLEO-IKS4A1 MEMS传感器移植</a>的工程</p>
<p>首先要定义一些变量</p>
<pre>
<code class="language-cpp">#define ACC_SAMPLE_MAX 64
#define AXIS3</code></pre>
<pre>
<code class="language-cpp">static int acc_sample_buffer = {0};</code></pre>
<p>我们会把采样得到的数据存放到这个buffer中，然后再统一打印出来</p>
<div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
</div>
<p> </p>
<p>接下来改造while1，因为我们只使用了开发板上的一个传感器，因此之前的for循环就可以不要了，直接改成如下</p>
<pre>
<code class="language-cpp">while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
#if 1
Accelero_Sensor_Handler(0);
HAL_Delay(100);
#endif
}
/* USER CODE END 3 */
</code></pre>
<div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
</div>
<p> </p>
</div>
<p>直接调用ACC传感器处理函数，入参为0，因为只有一个传感器，第一个传感器的序号在数组中就是0。delay函数是为了给打印留足时间（不知道为什么，我切回这个分支后，原先调通的printf突然不能用了，很奇怪，我就只能用HAL_UART_Transmit函数，但是他需要delay一下，不然他数据无法打印出来）</p>
<p> </p>
<p>然后我们需要对Accelero_Sensor_Handler函数进行修改，原先的demo是会把很多乱七八糟的数据都打印出来，现在不需要了，我们要在里面for循环完成数据采集，然后再for循环按之前说的格式把数据打印出来。改造后的函数如下</p>
<pre>
<code class="language-cpp">static void Accelero_Sensor_Handler(uint32_t Instance)
{
IKS4A1_MOTION_SENSOR_Axes_t acceleration;
uint16_t i = 0;
for (i = 0; i < ACC_SAMPLE_MAX;)
{
if (0 == IKS4A1_MOTION_SENSOR_GetAxes(Instance, MOTION_ACCELERO, &acceleration))
{
acc_sample_buffer = (int)acceleration.x;
acc_sample_buffer[(AXIS * i) + 1] = (int)acceleration.y;
acc_sample_buffer[(AXIS * i) + 2] = (int)acceleration.z;
i++;
}
}
unsigned char data = {0};
uint8_t len = 0;
for(i = 0; i < ACC_SAMPLE_MAX - 1; i++)
{
sprintf(data, "%d,%d,%d,", acc_sample_buffer, acc_sample_buffer, acc_sample_buffer);
len = strlen(data);
HAL_UART_Transmit(&huart4, data, len, 0xFFFF);
}
sprintf(data, "%d,%d,%d", acc_sample_buffer, acc_sample_buffer, acc_sample_buffer);
len = strlen(data);
HAL_UART_Transmit(&huart4, data, len, 0xFFFF);
unsigned char data2[] = {"\r\n"};
len = strlen(data2);
HAL_UART_Transmit(&huart4, data2, len, 0xFFFF);
}</code></pre>
<p> </p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
<p>然后为了提高串口打印速率，我还把波特率从默认的115200改成了921600（我直接改代码了，就不再cubemx中修改了，一来这个分支的代码以后不会再重新生成工程了，而来重新生成又要改ld，太麻烦了）</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
<p>这样基本上就完工了，代码写的有点乱，调试了太久时间了，大家见谅，但是基本功能是OK的。</p>
<p>运行后SSCOM日志如下：</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
<p><strong><span style="font-size:24px;">三.测试功能</span></strong></p>
<p> 接下来我们就去nano edge ai中测试一下功能。nano edge ai怎么创工程等步骤和说明会在后续的文章中说，我们今天就直接跳到数据采集的步骤。</p>
<p> </p>
<p>首先需要选择上传数据，并使用串口上传数据</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<div style="text-align: center;">
<p> </p>
<div style="text-align: center;"></div>
</div>
<p>当我们选择串口的方式后，会弹出如下界面</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p>需要选择开发板的串口和波特率</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p>然后我们可以配置采样数据的最大轮数，如果不选的话，他会一直采集，知道你按下stop。反之到了最大值他就自动停止了</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p>最后点击start就可以开始采样了，我们可以实时看到采样的轮数，还有每次采样得到的数据</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<div style="text-align: center;"> </div>
<div style="text-align: center;">
<div style="text-align: center;"></div>
<p> </p>
</div>
<p>采样结束后点击continue就会对数据进行解析，然后就可以得到数据解析的结果，如下界面所示</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p>在这个界面的左边，我们就可以选择使用哪种分隔符，第一个就是逗号，也是我使用的，这块就不用改。右边就是解析得到的结果。</p>
<p>line_index就是采样的轮数。</p>
<p>nb_columns就是数据个数，例如我代码中写的3轴数据*采样64次=192个数据</p>
<p> </p>
<p>如果数据正常就是白色的，如果解析有明显异常会是红色的（如果只有一两条数据有错误，那可能是串口传输误码，如果有很多建议你好好看看原始数据是否符合规定，我一开始每轮之间用了/n，他就异常了，前面5条数据全部标红，后面白，但是白的数据明显也是错误的）。</p>
<p>我们可以选择delete打钩，删除掉异常数据。白色数据其实也要看看，因为里面可能会存在一些采样到的数据明显是不正常的，这个就需要人工过滤了</p>
<p> </p>
<p>数据检查无误后，就可以点击import，加载数据了</p>
<div style="text-align: center;"></div>
<p>这些数据如何进一步使用，我们就在后续文章中说了。今天这个dataloger的制作与使用算是圆满完成</p>
<p> </p>
补充内容 (2024-11-12 11:49):
本文datalogger的代码中打印输出结果部分代码有重大BUG，已在链接文章中修复：测评 ⑨nano edge ai studio 训练一个模型--下 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1298763-1-1.html</div><script> var loginstr = '<div class="locked">查看本帖全部内容，请<a href="javascript:;" style="color:#e60000" class="loginf">登录</a>或者<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/member.php?mod=register_eeworld.php&action=wechat" style="color:#e60000" target="_blank">注册</a></div>';
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电子烂人 发表于 2024-11-7 09:22
请问下，这个用的是三轴的数据吗，我用的一轴加速度但是软件采集数据不正确
<p>我这个是3轴的，然后nano edge ai第一步我也是选择的加速度计，三轴。</p>
<p> </p>
<p>你看看是不是你第一步配置的时候不是配置的1轴？还有SSCOM收到的数据、nano edge ai显示数据不正确的截图方便放一下吗？我们交流交流</p>
<p>第一步配置的是一轴，我做的电机监测，当震动传感器用，故也不需要太多</p>
<p>当时的截图：<img src="https://bbs.21ic.com/data/attachment/forum/202409/18/194540k31zh9sfim999h9s.png.thumb.jpg" /></p>
<p>感觉像是数据收发不正常，只收到了一点点，然后就扔进数据处理了</p>
<p> </p>
电子烂人 发表于 2024-11-7 13:06
第一步配置的是一轴，我做的电机监测，当震动传感器用，故也不需要太多
当时的截图：
感觉像是数据收 ...
<p>这个解析结果肯定有问题，他这里都打感叹号了。</p>
<p>首先得确定一下你一共采样了几轮，还有每轮采样几次？</p>
<p>他这边解析出来采样138轮，每轮采样3次，每轮每个周采样3次。说明一个轴这个配置应该是没啥问题了。</p>
<p>我认为每轮采样3次太少了（这个要具体看代码你是不是写的一轮只采样3次）。还有一种可能就是数据格式有问题，导致他解析不正确</p>
不爱胡萝卜的仓鼠 发表于 2024-11-7 14:04
这个解析结果肯定有问题，他这里都打感叹号了。
首先得确定一下你一共采样了几轮，还有每轮采样几次？ ...
<p>这边我是用的datalogger的源代码修改的，因为涉及到多个传感器，所以把其他的部分全都删掉；只留下了加速度计的一轴数据。</p>
<p>我猜测也是修改的时候改的数据格式有问题，采样的图窗只有前几段的数据，后面的数据就看不见了。等我回去看一下当时具体的采样速度。</p>
<p> 您好大佬，采集的数据是这样的，您那份代码我重新看了，还是不太理解这个数据的格式</p>
<p>我的数据格式为：</p>
<p> </p>
<p>识别到的却还是一轴的加速度计</p>
电子烂人 发表于 2024-11-29 10:11
您好大佬，采集的数据是这样的，您那份代码我重新看了，还是不太理解这个数据的格式
我的数据格 ...
<p>我不太理解你要采样什么样的数据？是三轴的还是一轴的？看你的软件截图，你是配置了一轴（就是Number of values per aixs，这个是你在软件第一步中选择传感器时配置的）。但是你的单片机输出的却是3轴数据。</p>
<p>如果你要三轴数据，那么就要回到上一步，选择3轴。</p>
<p>如果要1轴，就要改代码，打印时另外两轴别打印（采样时是否读取或保存另外两轴数据随意，只要不打印出来就好）</p>
<p> </p>
<p>另外还有一个问题，就是你每次采样完成后，貌似直接换行回车了，这也是不对的，换行回车的含义是一轮采样结束了，就是对应软件中的line。（一轮=采样n次）只要还没有到达本轮采样的max，所有数据之间都是用分割符隔开（就是你的那个逗号）</p>
<p> </p>
<p>例如你只想采集X轴的数据，采样200次/轮，共采样100轮。</p>
<p>1.先完成200次X轴数据的采样并保存到一个数组中（Y和Z轴是否读取数据或是否保存随意）（每次采样间隔根据你的实际需求来，是10ms采样一次还是20ms采样一次看你的需求，我的代码里是没有定时啥的，就是传感器ready就读取数据）。</p>
<p>2.采样完成后，开始打印数据：,,......换行回车</p>
<p>3.打印完后再回到1，继续采样</p>
<p> </p>
<p>100轮这个参数由上位机读取数据的那个界面配置</p>
<p> </p>
<p> </p>
<p>如果你是要三轴的，打印的数据格式就是：,,,,,,......,,换行回车</p>
<p> </p>
<p>最后关于代码，要看文末补充内容指向的那篇文章，本文代码有问题，是不对的</p>
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