在 Python 中，serial和pyserial是經常被提及的兩個庫，它們在串口通信方面有著緊密的聯系，但又存在一些差異。下面將對它們進行詳細介紹，并給出各自的適用場景。
1. 基本概念
- pyserial：它是 Python 里專門用于串口通信的標準庫，為訪問串口設備提供了統一的接口。無論是 Windows、Linux 還是 macOS 系統，都能借助 pyserial 實現串口通信。
- serial：實際上，serial 并不是一個獨立的庫。當我們在 Python 代碼里看到
import serial時，導入的其實是 pyserial 庫。這是因為 pyserial 庫在安裝后，對外暴露的模塊名就是serial。
2. 名稱由來與歷史
- 歷史背景：在 Python 的早期版本中，標準庫并沒有直接支持串口通信的模塊。于是，開發者們開發了第三方庫 pyserial 來填補這個空白。隨著時間的推移，pyserial 逐漸成為了 Python 串口通信的事實標準。
- 命名約定：為了使用方便，pyserial 庫在安裝后會以
serial模塊的形式被導入，這就導致很多人會混淆serial和pyserial。實際上，import serial導入的就是 pyserial 庫的功能。
3. 功能特點
pyserial（也就是serial模塊）具備以下核心功能：
- 跨平臺支持：能夠在 Windows、Linux、macOS 等多種操作系統上正常工作。
- 參數配置：可以靈活設置波特率、數據位、停止位、校驗位等串口參數。
- 數據讀寫：提供了
read()、readline()、write()等方法，方便進行數據的讀寫操作。 - 超時控制：支持設置超時時間，避免程序在等待數據時出現阻塞。
- 事件監聽：可以對串口的狀態變化進行監聽，例如 DTR、RTS 等信號。
4. 安裝方式
由于serial實際上是 pyserial 的模塊名，所以需要安裝 pyserial 庫：
pip install pyserial
安裝完成后，在代碼中使用import serial來導入相關功能。
5. 使用示例
下面是一個使用 pyserial（serial模塊）進行串口通信的簡單示例：
import serial# 初始化串口
ser = serial.Serial(port='/dev/ttyUSB0', # 串口設備，Windows系統可能是COM1、COM2等baudrate=9600, # 波特率timeout=1 # 超時時間（秒）
)# 發送數據
ser.write(b'Hello, serial!\n')# 讀取數據
if ser.in_waiting:data = ser.read(ser.in_waiting)print(f"收到數據: {data}")# 關閉串口
ser.close()
6. 常見誤解
- 誤認為 serial 是標準庫：實際上，Python 的標準庫中并沒有原生的
serial模塊，import serial導入的是第三方庫 pyserial。 - 版本兼容性問題：pyserial 的版本更新可能會引入一些 API 變化，在使用時需要注意查看文檔。
7. 適用場景
pyserial（serial模塊）適用于以下場景：
- 硬件通信：與 Arduino、傳感器、機器人等硬件設備進行串口通信。
- 工業控制：在工業自動化領域，與 PLC、儀表等設備進行數據交互。
- 嵌入式系統開發：開發和調試嵌入式系統時，通過串口進行程序上傳和調試信息獲取。
- 物聯網應用：在物聯網項目中，與各種支持串口通信的物聯網設備進行連接。
8. 相關工具與擴展
- 串口調試助手：在開發過程中，可以使用一些串口調試助手工具來輔助調試，如 Tera Term、Putty 等。
- 擴展庫：基于 pyserial，還有一些擴展庫提供了更高級的功能，例如：
- pyserial-asyncio：為 pyserial 提供異步 I/O 支持。
- minimalmodbus：基于 pyserial 實現 Modbus 協議通信。
總結
- serial：不是一個獨立的庫，而是 pyserial 庫對外暴露的模塊名。
- pyserial：是 Python 中實現串口通信的事實標準庫，提供了豐富的串口通信功能。
- 使用建議：在需要進行串口通信的 Python 項目中，直接安裝 pyserial 庫，然后使用
import serial導入模塊即可。
如果你在開發過程中遇到串口通信相關的問題，建議查閱 pyserial 的官方文檔（Welcome to pySerial’s documentation — pySerial 3.4 documentation）獲取更詳細的信息和幫助。
在使用 Zigbee 模塊進行數據傳輸時，一臺電腦能接收數據而另一臺不能，通常與硬件連接、驅動程序、串口配置、權限或環境干擾等因素有關。以下是可能的原因及排查步驟：
一、硬件與連接問題
-
串口連接不穩定
- 檢查 Zigbee 模塊的 USB 轉串口線是否松動，嘗試更換 USB 端口或數據線。
- 不同電腦的 USB 供電能力可能不同，導致模塊工作不穩定。
-
硬件兼容性
- 確認兩臺電腦的 USB 接口類型（USB2.0/3.0）是否與 Zigbee 模塊兼容。
- 某些電腦的 USB 端口可能存在供電不足或信號干擾問題。
-
模塊損壞
- 嘗試將能正常接收數據的模塊換到另一臺電腦上測試，排除模塊本身故障。
二、驅動程序問題
-
串口驅動缺失
- 在設備管理器中檢查 Zigbee 模塊是否被識別為串口設備（如 COM3、/dev/ttyUSB0）。
- 若未識別，安裝對應的 USB 轉串口驅動（如 CP2102、CH340 等芯片驅動）。
-
驅動版本不兼容
- 更新或回滾驅動程序版本，部分電腦的主板芯片組可能與特定驅動不兼容。
三、串口配置問題
-
波特率等參數不一致
- 確認兩臺電腦的串口配置（波特率、數據位、停止位、校驗位）與 Zigbee 模塊一致。
- 例如：波特率通常為 9600、115200 等，校驗位為 None，停止位為 1。
-
串口被占用
- 檢查另一臺電腦是否有其他程序（如串口調試助手、其他腳本）正在占用該串口。
四、權限與軟件問題
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權限不足
- Windows：確保以管理員權限運行串口程序。
- Linux/macOS：添加用戶到 dialout 或 uucp 組以獲取串口訪問權限：
sudo usermod -a -G dialout $USER # Ubuntu/Debian sudo usermod -a -G uucp $USER # macOS
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防火墻或安全軟件阻止
- 臨時關閉防火墻或安全軟件，測試是否能接收數據。
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串口庫或程序問題
- 檢查代碼中是否指定了正確的串口號（如 COM3 vs COM4）。
- 示例 Python 代碼：
import serialtry:# 注意修改串口號和波特率ser = serial.Serial('COM3', 9600, timeout=1)data = ser.readline()print(f"收到數據: {data}") except Exception as e:print(f"錯誤: {e}")
五、環境干擾問題
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電磁干擾
- 兩臺電腦的擺放位置可能不同，某些區域（如靠近電機、路由器）可能存在更強的電磁干擾。
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天線方向或距離
- Zigbee 是無線通信，接收端的天線方向或與發送端的距離可能影響信號強度。
六、排查步驟建議
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硬件測試
- 用同一模塊和數據線，在兩臺電腦上分別測試。
- 使用串口調試工具（如 Tera Term、PuTTY）手動發送 / 接收數據，確認硬件和驅動正常。
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串口監控
- 在 Windows 上使用 PortMon 工具，或在 Linux 上使用
dmesg命令監控串口連接情況。
- 在 Windows 上使用 PortMon 工具，或在 Linux 上使用
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代碼調試
- 在兩臺電腦上運行相同的測試代碼，打印詳細的錯誤信息：
import serial.tools.list_ports# 列出所有可用串口 ports = list(serial.tools.list_ports.comports()) for p in ports:print(f"可用串口: {p.device} - {p.description}")
- 在兩臺電腦上運行相同的測試代碼，打印詳細的錯誤信息：
七、常見解決方案
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更新驅動程序
- 從芯片制造商官網下載最新驅動（如 Silicon Labs、FTDI）。
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更換串口線或 USB 端口
- 使用短且質量好的 USB 線，優先連接電腦后置 USB 端口。
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修改代碼中的串口號
- 根據設備管理器顯示的串口號調整代碼。
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增加信號強度
- 調整 Zigbee 模塊的天線方向，或縮短與發送端的距離。
如果問題仍然存在，建議提供更多細節（如操作系統、錯誤信息、代碼片段），以便進一步分析。
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