data_collector.py

"""
IMS-SD データ収集共通モジュール
"""

import time
import csv
from typing import List
from ims_device import ImsDevice # type: ignore
from packet_parser import PacketParser, EngineeringData # type: ignore


def collect_data(device: ImsDevice, packet_parser: PacketParser, frequency: int, matome_pc: int, duration: float) -> List[EngineeringData]:
    """
    データ収集

    Args:
        device: ImsDeviceオブジェクト
        packet_parser: PacketParserオブジェクト
        frequency: 測定周波数（Hz）
        matome_pc: PCまとめ数
        duration: 記録時間（秒）

    Returns:
        List[EngineeringData]: 収集されたデータリスト、エラー時は空リスト
    """
    data_buffer: List[EngineeringData] = []

    # パケットサイズ計算（1まとめ分）
    ch_count = 9  # 9軸センサー
    packet_header_size = 4
    packet_footer_size = 4
    packet_size = ch_count * 2 * matome_pc + 2 * 2  # まとめ先頭に電池残量、温度
    total_packet_size = packet_size + packet_header_size + packet_footer_size

    # 測定周波数と時間から目標サンプル数を計算
    target_samples = int(frequency * duration)
    target_packets = target_samples // matome_pc  # まとめ数で割る

    print(f"データ収集開始: {duration}秒間", flush=True)
    print(f"  1まとめパケットサイズ: {total_packet_size}バイト", flush=True)
    print(f"  目標サンプル数: {target_samples}", flush=True)
    print(f"  目標パケット数: {target_packets}", flush=True)

    sample_count = 0
    packet_count = 0

    # 目標サンプル数分のデータを受信するまでループ
    while sample_count < target_samples:
        # 1まとめ分のバイト数が受信バッファに貯まるまで待機
        while True:
            # 受信バイト数チェック
            bytes_in_buffer = device.serial.get_bytes_in_buffer()

            # 必要バイト数に達したら読み込み
            if bytes_in_buffer >= total_packet_size:
                # 必要バイト数分を一括読み込み
                packet_buffer = device.serial.read_bytes(total_packet_size)
                break

            time.sleep(0.001)  # 1ms待機

        # 1まとめ分のパケットを受信完了
        packet_count += 1
        sample_count += matome_pc  # まとめ数分のサンプルを加算

        # パケットデータを解析して工学値変換済みデータを取得
        engineering_data_list = packet_parser.parse_and_convert(packet_buffer, packet_count)

        if engineering_data_list:
            # バッファに追加
            data_buffer.extend(engineering_data_list)

            # 進捗表示（最初のサンプルのデータを表示）
            first = engineering_data_list[0]
            print(f"パケット#{packet_count:04d}/{target_packets}: "
                  f"ACC[{first.acc_x:6.3f}, {first.acc_y:6.3f}, {first.acc_z:6.3f}]G "
                  f"SOC:{first.soc} "
                  f"温度:{first.temperature:.1f}℃", flush=True)
        else:
            print(f"パケット#{packet_count:04d}/{target_packets}: 解析エラー")

    print(f"データ収集完了: {packet_count}パケット, {sample_count}サンプル", flush=True)
    return data_buffer


def save_to_csv(data_buffer: List[EngineeringData], filename: str) -> bool:
    """
    CSVファイル保存

    Args:
        data_buffer: 保存するデータリスト
        filename: ファイル名

    Returns:
        bool: 保存成功時True
    """
    try:
        with open(filename, 'w', newline='', encoding='utf-8') as csvfile:
            writer = csv.writer(csvfile)

            # ヘッダー行
            writer.writerow([
                'Timestamp[s]',
                'AccX[G]', 'AccY[G]', 'AccZ[G]',
                'GyroX[deg/s]', 'GyroY[deg/s]', 'GyroZ[deg/s]',
                'MagX[uT]', 'MagY[uT]', 'MagZ[uT]',
                'SOC[%]', 'Temperature[C]'
            ])

            # データ行
            for data in data_buffer:
                writer.writerow([
                    data.timestamp,
                    data.acc_x, data.acc_y, data.acc_z,
                    data.gyro_x, data.gyro_y, data.gyro_z,
                    data.mag_x, data.mag_y, data.mag_z,
                    data.soc, data.temperature
                ])

        print(f"CSVファイル保存完了: {filename}")
        return True

    except Exception as e:
        print(f"CSVファイル保存失敗: {e}")
        return False


def setup_measurement_conditions(device: ImsDevice, frequency: int, matome_pc: int, save_to_flash: bool, acc_range: int) -> bool:
    """
    測定条件設定

    Args:
        device: デバイス接続オブジェクト
        frequency: 測定周波数（Hz）
        matome_pc: PCまとめ数
        save_to_flash: 保存先（True: Flash, False: PC）
        acc_range: 加速度レンジ（G）

    Returns:
        bool: 設定成功時True
    """
    print("\n=== 測定条件設定 ===")

    # 測定周波数設定
    if not device.set_frequency(frequency):
        return False

    # 保存先設定
    if not device.set_save_to_flash(save_to_flash):
        return False

    # 加速度レンジ設定
    if not device.set_acc_range(acc_range):
        return False

    # ジャイロレンジ設定：±4000deg/s（固定）
    if not device.set_gyro_range(4000):
        return False

    # 加速度センサーバンド帯域設定
    acc_bw_code = device.get_appropriate_acc_bw(frequency)
    if not device.set_acc_bw_icm(acc_bw_code):
        return False

    # ジャイロセンサーバンド帯域設定
    gyro_bw_code = device.get_appropriate_gyro_bw(frequency)
    if not device.set_gyro_bw_icm(gyro_bw_code):
        return False

    # PCまとめ数設定
    if not device.set_matome_pc(matome_pc):
        return False

    print("測定条件設定完了")
    return True


def setup_sd_additional_conditions(device: ImsDevice, header: str = "TEST", step_number: int = 1, save_time: int = 10, stop_on_low_battery: bool = True, stop_soc_percent: int = 2, save_interval_hours: int = 1) -> bool:
    """
    SD記録用追加設定（setup_measurement_conditions後に使用）

    Args:
        device: デバイス接続オブジェクト
        header: ファイルヘッダ（半角5文字以内）
        step_number: ステップナンバー（0-999）
        save_time: 保存時間（秒）
        stop_on_low_battery: 電池残量で測定停止するか
        stop_soc_percent: 測定停止する電池残量（%）
        save_interval_hours: SD保存時間間隔（時間）

    Returns:
        bool: 設定成功時True
    """
    print("\n=== SD記録用追加設定 ===")

    # ファイルヘッダ設定
    if not device.set_file_header(header):
        return False

    # ステップナンバー設定
    if not device.set_step_number(step_number):
        return False

    # 保存時間設定
    if not device.set_save_time(save_time):
        return False

    # 電池残量での測定停止設定
    if not device.set_stop_on_low_battery(stop_on_low_battery):
        return False

    # 測定停止する電池残量設定
    if not device.set_meas_stop_soc(stop_soc_percent):
        return False

    # SD保存時間間隔設定
    if not device.set_save_interval(save_interval_hours):
        return False

    print("SD記録用追加設定完了")
    return True