Rust传感器数据读取库readings-probe使用指南

概述

readings-probe是一个用于高效采集和处理环境监测数据的Rust库。它为各种传感器数据读取提供了统一的接口，并内置了常见的数据处理功能。

主要特性

• 支持多种传感器类型（温度、湿度、气压等）
• 高效的数据采集机制
• 内置数据过滤和校准功能
• 线程安全的设计
• 低资源占用

安装

在Cargo.toml中添加依赖：

[dependencies]
readings-probe = "0.3"

基本使用方法

1. 创建传感器探针

use readings_probe::{Probe, SensorType};

let mut probe = Probe::new(SensorType::Temperature);

2. 读取传感器数据

match probe.read() {
    Ok(value) => println!("当前温度: {:.2}°C", value),
    Err(e) => eprintln!("读取失败: {}", e),
}

3. 批量采集数据

use std::time::Duration;

let readings = probe.collect_readings(10, Duration::from_secs(1));
for (i, reading) in readings.iter().enumerate() {
    println!("采样 {}: {:.2}", i + 1, reading);
}

高级功能

数据校准

probe.calibrate(|raw| raw * 1.02 + 0.5);  // 应用线性校准公式

移动平均滤波

use readings_probe::filters::MovingAverage;

let mut probe = Probe::new(SensorType::Humidity)
    .with_filter(MovingAverage::new(5));  // 5点移动平均

多传感器管理

use readings_probe::SensorArray;

let mut array = SensorArray::new();
array.add_sensor("室内温度", SensorType::Temperature);
array.add_sensor("室内湿度", SensorType::Humidity);

let all_readings = array.read_all();
println!("{:?}", all_readings);

示例：环境监测站

use readings_probe::{Probe, SensorType, SensorArray};
use readings_probe::filters::{MovingAverage, OutlierRemoval};
use std::time::Duration;

fn main() {
    // 创建传感器阵列
    let mut station = SensorArray::new();
    
    // 添加并配置温度传感器
    station.add_sensor_with_config(
        "户外温度",
        SensorType::Temperature,
        |p| {
            p.with_filter(MovingAverage::new(5))
             .with_filter(OutlierRemoval::new(2.0))
             .calibrate(|raw| raw * 0.98 + 0.2)
        }
    );
    
    // 添加湿度传感器
    station.add_sensor("户外湿度", SensorType::Humidity);
    
    // 连续监测
    loop {
        let readings = station.read_all();
        println!("环境数据: {:?}", readings);
        std::thread::sleep(Duration::from_secs(5));
    }
}

完整示例demo

use readings_probe::{Probe, SensorType, SensorArray};
use readings_probe::filters::{MovingAverage, MedianFilter};
use std::time::Duration;

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    // 创建多传感器阵列
    let mut sensor_array = SensorArray::new();
    
    // 配置温度传感器：5点移动平均 + 中值滤波
    sensor_array.add_sensor_with_config(
        "实验室温度",
        SensorType::Temperature,
        |probe| {
            probe.with_filter(MovingAverage::new(5))
                .with_filter(MedianFilter::new(3))
                .calibrate(|raw| raw * 0.95 + 0.1) // 温度校准
        }
    );
    
    // 配置湿度传感器：简单移动平均
    sensor_array.add_sensor_with_config(
        "实验室湿度",
        SensorType::Humidity,
        |probe| {
            probe.with_filter(MovingAverage::new(3))
        }
    );
    
    // 异步采集数据示例
    let async_readings = sensor_array.collect_readings_async(5, Duration::from_secs(2))?;
    
    println!("=== 异步采集结果 ===");
    for (i, reading) in async_readings.iter().enumerate() {
        println!("采样 {}: {:?}", i + 1, reading);
    }
    
    // 单次读取示例
    println!("\n=== 当前传感器读数 ===");
    match sensor_array.read_all() {
        Ok(readings) => {
            for (name, value) in readings {
                println!("{}: {:.2}", name, value);
            }
        }
        Err(e) => eprintln!("读取失败: {}", e),
    }
    
    Ok(())
}

性能优化建议

1. 对于高频采样，使用collect_readings_async异步方法
2. 合理设置采样缓冲区大小
3. 根据传感器特性选择合适的滤波算法
4. 对不变化的传感器数据启用缓存

错误处理

所有读取操作都返回Result<f64, ProbeError>，常见错误包括：

• 传感器未连接
• 读取超时
• 数据校验失败

match probe.read() {
    Ok(value) => /* 处理数据 */,
    Err(readings_probe::ProbeError::Timeout) => eprintln!("传感器响应超时"),
    Err(e) => eprintln!("其他错误: {}", e),
}

readings-probe库为Rust环境监测应用提供了强大而灵活的工具集，能够满足从简单数据采集到复杂监测系统的各种需求。