以恒定频率处理串行数据

Question

大家好，我正在用 C# 编写一个应用程序，它从加速度计（在 wiimote 内部）获取数据，然后对其进行处理和绘制图形。 我正在使用Brian Peek's Wiimote library，所以我使用事件处理程序来获取数据：

void wiimote_WiimoteChanged(object sender, WiimoteChangedEventArgs e)
{
    X = e.WiimoteState.AccelState.Values.X;
    Y = e.WiimoteState.AccelState.Values.Y;
    Z = e.WiimoteState.AccelState.Values.Z;          

}

我想以 100Hz 的速率绘制/保存/处理数据，所以我创建了一个计时器对象 (WiiTimer)，将其“Tick Interval”设置为 10ms，然后在每个滴答声中，存储数据的计时器/已处理：

private void WiiTimer_Tick(object sender, EventArgs e)
{

   //Signal Processing (Some median and low pass filtering etc.) Ive removed the code for that since it is irrelevant here

    sw.WriteLine((X * 9.8).ToString() + ", " + (Y * 9.8).ToString() + ", " + (Z*9.8).ToString() );
  //Write Processed Data to file            

}

现在的问题是，数据实际上并没有以 100Hz 的频率保存，因为信号处理需要一些时间，因此计时器无法每 10 毫秒调用一次 OnTick 事件处理程序。因此数据存储速率取决于您在机器上运行代码的速度、您运行的其他程序数量等。

我该如何解决这个问题？我想过在单独的线程上运行计时器，但这会导致其他问题，正如有人在此处的另一个问题上指出的那样： “您的计时器事件可能想要从其他线程访问对象。但这样做会导致竞争条件。”

有什么想法吗？

Answer 1

计时器并不是特别精确，因此如果您实际上想要每秒 100 个样本，最好的方法是这样的：

private class Result
{
    public double X { get; set; }
    public double Y { get; set; }
    public double Z { get; set; }
}

private Result lastResult;

void wiimote_WiimoteChanged(object sender, WiimoteChangedEventArgs e)
{
    Result newResult = new Result {
        X = e.WiimoteState.AccelState.Values.X,
        Y = e.WiimoteState.AccelState.Values.Y,
        Z = e.WiimoteState.AccelState.Values.Z,
    } 

    lastResult = newResult;
}

void MainLoop()
{
    DateTime nextResultTime = DateTime.Now.AddMilliseconds(10);

    while(true)
    {
        if (DateTime.Now >= nextResultTime)
        {
            AddResult(lastResult);
            nextResultTime = nextResultTime.AddMilliseconds(10);
        }
        else
        {
            Thread.Sleep(1);
        }
    }
}

只需在后台线程上运行 MainLoop（如果 wii 事件在后台线程上触发，则可能不需要这样做）。

这将使您每秒准确地获得 100 个样本，除非机器无法处理这么快的 AddResult。在这种情况下，我认为您必须减轻 AddResult 内部的负载并在捕获数据后进行一些后处理 - 机器足够快以实时执行此操作，或者它不是。