Matlab与Python之间的通信和同步

Matlab与Python之间的通信和同步

MATLAB和Python之间可以按如下流程通信和同步：

1. Python先搭建起一个"服务台“（服务器），等待MATLAB的”来访"（连接）。

2. MATLAB主动"敲门"（创建客户端），与Python的"服务台"建立连接。

3. 连接建立后，它们就可以开始"交谈"（发送和接收数据）了。

   • MATLAB说：“我给你发个1，你收到了吗？”（发送数字1）
   • Python回应：“收到了，我再给你发个2，你看看。”（发送数字2）
   • MATLAB说：“我收到2了，那我再给你发个3。”（发送数字3）
   • Python回应：“我收到3了，我再给你发个4。”（发送数字4）

4. “交谈"结束后，它们友好地说了”再见“（关闭连接），结束了这次愉快的"握手”。

上述过程可以用于依赖不同语言的多个传感器、设备的控制及其协同。

深入理解MATLAB与Python的"握手"：TCP通信的技术细节

首先，让我们来看看Python端的代码：

import socket

# 创建TCP服务器
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('localhost', 12345))
sock.listen(1)

print('Python: Waiting for connection')
conn, addr = sock.accept()
print('Python: Connected by', addr)

这段代码的作用是创建一个TCP服务器，并等待MATLAB的连接。其中，socket.AF_INET表示使用IPv4地址，socket.SOCK_STREAM表示使用TCP协议。sock.bind(('localhost', 12345))将服务器绑定到本地的12345端口。sock.listen(1)开始监听连接请求，参数1表示允许的最大连接数。

当MATLAB连接到这个服务器时，sock.accept()会返回一个新的socket对象conn，用于与MATLAB进行通信，以及连接的地址addr。

接下来，让我们看看MATLAB端的代码：

% 创建TCP客户端对象
t = tcpclient('localhost', 12345);

这段代码创建了一个TCP客户端对象t，并连接到了Python服务器的地址（'localhost'）和端口（12345）。

连接建立后，MATLAB和Python就可以开始交换数据了。以MATLAB发送数字1为例：

% 发送数字1给Python
disp('MATLAB: Sending 1 to Python');
write(t, int8(1));

write(t, int8(1))将数字1转换为8位有符号整数（int8），并通过TCP连接t发送给Python。

在Python端，可以通过以下代码接收这个数字：

# 等待MATLAB发送数字1
print('Python: Waiting for 1 from MATLAB')
data = conn.recv(1)
print('Python: Received', int.from_bytes(data, byteorder='big'), 'from MATLAB')

conn.recv(1)从TCP连接读取1个字节的数据。int.from_bytes(data, byteorder='big')将这个字节转换回整数。

反过来，当Python发送数字给MATLAB时，使用的是conn.sendall()方法：

# 发送数字2给MATLAB
print('Python: Sending 2 to MATLAB')
conn.sendall(int.to_bytes(2, length=1, byteorder='big'))

int.to_bytes(2, length=1, byteorder='big')将数字2转换为一个字节，然后通过conn.sendall()发送给MATLAB。

在MATLAB端，使用read()方法读取这个数字：

% 等待Python发送数字2
disp('MATLAB: Waiting for 2 from Python');
while t.NumBytesAvailable == 0
    pause(0.1);
end
data = read(t, 1, 'int8');
disp(['MATLAB: Received ', num2str(data), ' from Python']);

while循环用于等待数据的到来。read(t, 1, 'int8')从TCP连接t读取一个字节，并将其转换为8位有符号整数。

最后，当通信结束时，双方都需要关闭TCP连接：

% 关闭TCP连接
clear t;

# 关闭TCP连接
conn.close()

这就是MATLAB与Python通过TCP进行通信的全部技术细节。虽然语法和函数名称因语言而异，但基本原理是相通的：创建连接，发送数据，接收数据，关闭连接。

完整代码如下：

Matlab端

% 创建TCP客户端对象
t = tcpclient('localhost', 12345);

% 发送数字1给Python
disp('MATLAB: Sending 1 to Python');
write(t, int8(1));

% 等待Python发送数字2
disp('MATLAB: Waiting for 2 from Python');
while t.NumBytesAvailable == 0
    pause(0.1);
end
data = read(t, 1, 'int8');
disp(['MATLAB: Received ', num2str(data), ' from Python']);

% 发送数字3给Python
disp('MATLAB: Sending 3 to Python');
write(t, int8(3));

% 等待Python发送数字4
disp('MATLAB: Waiting for 4 from Python');
while t.NumBytesAvailable == 0
    pause(0.1);
end
data = read(t, 1, 'int8');
disp(['MATLAB: Received ', num2str(data), ' from Python']);

% 关闭TCP连接
clear t;

Python端

import socket

# 创建TCP服务器
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('localhost', 12345))
sock.listen(1)

print('Python: Waiting for connection')
conn, addr = sock.accept()
print('Python: Connected by', addr)

# 等待MATLAB发送数字1
print('Python: Waiting for 1 from MATLAB')
data = conn.recv(1)
print('Python: Received', int.from_bytes(data, byteorder='big'), 'from MATLAB')

# 发送数字2给MATLAB
print('Python: Sending 2 to MATLAB')
conn.sendall(int.to_bytes(2, length=1, byteorder='big'))

# 等待MATLAB发送数字3
print('Python: Waiting for 3 from MATLAB')
data = conn.recv(1)
print('Python: Received', int.from_bytes(data, byteorder='big'), 'from MATLAB')

# 发送数字4给MATLAB
print('Python: Sending 4 to MATLAB')
conn.sendall(int.to_bytes(4, length=1, byteorder='big'))

# 关闭TCP连接
conn.close()