介绍
在本文中，我们将讨论如何创建一个数据记录项目，指示 VEX 机器人使用 VEX Brain 收集数据并将其保存在 SD 卡上的 CSV 文件中以进行数据分析。
数据记录是一个强大的工具，我们可以用它来协助科学研究、进行自己的实验和解决具体问题。 我们可以通过数据记录驱动 VEX 机器人完成各种有趣且令人兴奋的任务。 以下是一些示例：
- 使用距离传感器收集数据以计算机器人的速度
- 驾驶机器人在教室周围行驶，并使用光学传感器收集数据，以观察不同位置的光线变化。
- 让机器人去冒险并记录 GPS 坐标数据以创建地图。
开发数据记录项目所需的编码技能
- 使用各种命令通过 VEX Brain/Sensors 收集数据并将其添加到数据结构中。
- 将数据写入 SD 卡上的逗号分隔值 (CSV) 文件。
数据记录所需的硬件：
- VEX 大脑（IQ、V5、EXP）
- 一张SD卡
- 一个传感器或多个传感器（可选，根据所需数据）
从传感器获取数据
我们可以对 VEX 机器人（IQ、V5、EXP）进行编程，以捕获来自以下传感器的数据：
- 惯性传感器
- 距离传感器
- 光学传感器
- 视觉传感器
- 旋转传感器（V5、EXP）
- GPS传感器（V5）
注意： VEX IQ（第二代）Brain 和 VEX EXP Brain 内置惯性传感器。 我们可以使用这些 VEX Brian 收集惯性传感器数据。
在本文中，我们将开发一个数据记录项目，使用 VEX IQ Brain (2nd) 收集加速度数据并将其存储到 SD 卡中。
首先，我们需要编写一个简短的程序来获取 VEX IQ Brain 内置定时器和惯性传感器的读数（第 2 部分）。
- 在此程序开始时，我们需要导入 Python 模块来控制 VEX IQ Brain (2nd) 并从中获取数据。 因此，首先将这些指令添加到项目中。
- 接下来添加代码声明变量
numOfDataEntries存储记录的数据条数，声明变量polling_delay_msec存储读取数据的时间间隔值，创建一个空字符串变量data_buffer存储从传感器读取的数据。 - 由于我们将使用计时器的当前值将时间戳添加到数据中，因此我们需要在开始收集数据之前将计时器值重置回 0 秒。
- 在使用从VEX IQ Brain（第2）中获取数据并将数据记录到缓冲区的指令之前，我们需要先了解一下它。
以下指令以特定格式将当前定时器值附加到data_buffer变量。让我们分解一下格式字符串
“%1.3f”：- “%”：引入转换说明符。
- “1”：表示字符串中出现的最少位数
- “.3”：指定格式化数字中包含的小数位数。
- “f”：表示要格式化的值为浮点数。
因此，我们可以使用格式字符串“%1.3f”来格式化一个最小宽度为1位、精度为3位小数的浮点数。
- 现在，我们可以读取VEX IQ Brain（2nd）中内置的定时器和惯性传感器的加速度值，然后将数据以指定的格式附加到
data_buffer变量中。注： “\n”是换行符。 它表示该行在此结束并开始新行。
- 然后，为了将一定数量的数据记录到
data_buffer变量中，我们可以使用for 循环重复执行获取数据的指令，并将数据追加到data_buffer变量中，进行多次迭代。 我们的策略是使用变量numOfDataEntries的值来确定迭代次数。
- 到目前为止，我们的程序已尽可能快地记录数据。 然而，我们希望以特定的时间间隔记录数据。 因此，我们可以在
for循环中使用wait()函数来暂停程序，以添加两次读数之间的特定时间间隔。 我们使用变量polling_delay_msec的值来确定时间间隔的值。
恭喜！ 我们已经完成了从 VEX Brain 内置惯性传感器获取读数（加速度数据）的程序。 接下来，我们将探讨如何将数据写入 SD 卡上的 CSV 文件。
将 SD 卡连接到 VEX Brain
将数据写入 SD 卡上的文件之前，请先将 SD 卡插入 VEX Brain 的 SD 卡插槽中。
注： 将SD 卡格式化为FAT32 以便写入数据。 我们建议使用 32GB 或更小的 SD 卡。
为了确保在适当的条件下可以将数据写入 SD 卡上的文件，我们需要添加代码来检查 SD 卡是否正确插入 VEX IQ Brain（第二）。
- 使用
Brain.sdcard.is_inserted()函数检查SD卡是否插入。 如果未插入SD卡，则VEX IQ Brain屏幕上显示相应消息并按住程序。
注意：如果 SD 卡插入 Brain，则Brain.sdcard.is_inserted()函数返回 True。
将数据写入 SD 卡上的 CSV 文件
到目前为止，我们的程序可以使用 VEX IQ Brain (2nd) 收集数据。 为了完成数据记录项目，我们需要将数据写入 SD 卡上的逗号分隔值 (CSV) 文件，以供将来检查和分析。
- 当将不同类型的数据写入CSV文件时，我们想知道每列包含哪种类型的数据。 为此，我们可以在记录数据之前将 CSV 标题文本附加到
data_buffer变量。
因此，添加代码来声明变量csvHeaderText来存储 CSV 标题文本以指定 CSV 文件的列名称，并声明变量sd_file_name来保存要写入的 CSV 文件的名称SD卡。
注意： 确保标头的顺序与 data_buffer 变量中存储的数据的顺序相同。
- 接下来，将 CSV 标头文本附加到
for 循环之前的data_buffer字符串以进行数据收集。
- 在将数据写入SD卡上的文件之前，我们首先了解如何使用
Brain.sdcard.savefile()函数。
该指令将存储在data_buffer变量中的数据写入 SD 卡上的命名 CSV 文件。
我们来分解一下：-
Brain.sdcard.savefile()：该函数将字节数组保存到SD卡上的命名文件中。 该函数返回写入文件的字节数。
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sd_file_name：函数的第一个参数。 指示要写入的文件的名称。 在此项目中，文件名存储在变量
sd_file_name 中。 -
bytearray(datat_buffer,'utf-8')：函数的第二个参数。 表示要写入文件的字节数组。
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- bytearray()：该方法创建一个可变的字节数组。 在此指令中，我们使用它通过指定编码将字符串转换为字节数组。
- data_buffer：该方法的第一个参数。 指示要转换为字节数组的源。 在本项目中，源是变量
data_buffer中存储的数据。 - 'utf-8'：该方法的第二个参数。 指示用于对字符串进行编码的指定编码。 该指令中的编码为“utf-8”。
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- 经过
for 循环进行数据采集后，使用Brain.sdcard.savefile()函数将data_buffer变量中存储的数据写入到 SD 卡上的 CSV 文件中。 另外，添加代码来检查Brain.sdcard.savefile()函数的返回值，以验证数据是否已成功写入文件，并在 VEX IQ Brain 屏幕上显示相应的消息以获取真实信息：时间反馈。
注意：Brain.sdcard.savefile()函数返回写入文件的字节数。 在本项目中，我们使用它将收集到的数据写入CSV文件，因此写入文件的字节数必须大于零。 换句话说，如果Brain.sdcard.savefile()函数返回 0，我们可以断定数据尚未成功写入文件。 否则，数据已写入文件中。
恭喜！ 我们开发了一个数据记录项目，该项目使用 VEX IQ Brain (2nd) 收集加速度数据并将其存储到 SD 卡上的 CSV 文件中。 接下来我们将探讨如何打开CSV文件进行数据分析。
打开 CSV 文件进行数据分析
将数据写入 SD 卡上的 CSV 文件后，我们可以使用电子表格应用程序打开该文件以读取和分析数据。
注意： 两种最常见的电子表格应用程序是 Google Sheets 和 Microsoft Excel。 在本文中，我们将使用 Google Sheets（基于网络）打开 SD 卡上的 CSV 文件。 使用其他应用程序的过程类似。
- 从 VEX IQ Brain 的 SD 卡插槽中取出 SD 卡。 如果电脑内置Micro SD卡插槽，我们可以将SD卡直接插入该插槽。 否则，请将 SD 卡插入 SD 卡适配器，然后将适配器连接到计算机。
- 登录我们的 Google 帐户并打开 Google 表格。 创建一个新的电子表格。
- 在电子表格中，打开“文件” 菜单，选择 “导入” -> “上传” -> “浏览” 按钮，然后选择计算机上的 CSV 文件。 上传 CSV 文件后，单击“导入数据” 按钮。 导入数据后，点击“立即打开” 可在 CSV 文件中查看收集到的数据。
- （可选）分析数据的一种简单方法是绘制图表，然后查找数据的趋势。 在电子表格中，打开“插入” 菜单并选择“图表” 使用 CSV 文件中的数据绘制图表。 下图是使用VEX IQ Brain（第2）收集的加速度数据的结果。
注： 我们可以使用图表编辑器 选择不同的图表类型或根据需要编辑图表。
到目前为止，我们已经完成了数据记录项目，该项目使用 VEX IQ Brain (2nd) 收集数据并将其保存在 SD 卡上的 CSV 文件中。 此外，我们还学习了如何使用 Google Sheets 读取 SD 卡上的 CSV 文件，甚至创建图表以进行进一步分析。 接下来是什么？ 让我们尝试利用VEX机器人进行数据记录来策划更多令人兴奋的实验，观察不断变化的环境因素如何影响各类数据，更深入地了解我们周围的世界。