pyshimmer：Shimmer3 传感器的Python开发指南

Scivaro

776人浏览 · 2025-08-20 16:11:52

Scivaro · 2025-08-20 16:11:52 发布

1. 项目概述

pyshimmer是一个非官方的Python API库，专为Shimmer可穿戴传感器设备开发，提供三种核心接口：

蓝牙API：通过RFCOMM协议与LogAndStream固件通信
底座API：通过USB串口与Dock连接的设备交互
数据读取API：解析Shimmer设备生成的二进制数据文件

📌 兼容性提示：仅支持Linux平台，推荐使用Firmware v0.15.4及以上版本

2. 快速安装

# 通过pip安装稳定版
pip install pyshimmer

# 从源码安装（含测试套件）
git clone https://github.com/seemoo-lab/pyshimmer.git
cd pyshimmer
pip install .[test]
pytest  # 运行单元测试

3. 硬件准备

3.1 蓝牙连接配置

# 扫描设备MAC地址（末尾数字对应设备背面ID）
hcitool scan
> Scanning...
> 00:12:6F:XX:XX:XX Shimmer3-XXXX

# 建立RFCOMM绑定（需root权限）
sudo rfcomm bind 42 00:12:6F:XX:XX:XX

此时会生成设备节点：/dev/rfcomm42

3.2 多设备UDEV规则（可选）

创建/etc/udev/rules.d/10-shimmer.rules：

# 示例：区分ECG和PPG设备
SUBSYSTEM=="tty" ATTRS{idVendor}=="0403" ATTRS{serial}=="A12345" SYMLINK+="ttyECGdev"
SUBSYSTEM=="tty" ATTRS{idVendor}=="0403" ATTRS{serial}=="B67890" SYMLINK+="ttyPPGdev"

生效规则：sudo udevadm control --reload

4. 核心API使用示例

4.1 蓝牙实时数据流

from pyshimmer import ShimmerBluetooth, DataPacket, EChannelType

def data_handler(pkt: DataPacket):
    gsr = pkt[EChannelType.GSR]  # 获取皮肤电数据
    print(f"GSR值: {gsr:.2f} μS")

# 建立蓝牙连接
dev = ShimmerBluetooth("/dev/rfcomm42")
dev.initialize()
dev.add_stream_callback(data_handler)

# 开始采集（5秒后停止）
dev.start_streaming()
import time; time.sleep(5)
dev.stop_streaming()

4.2 底座模式设备控制

from pyshimmer import ShimmerDock

with ShimmerDock("/dev/ttyECGdev") as dock:
    mac = dock.get_mac_address()  # 获取设备MAC地址
    batt = dock.get_battery_level()  # 读取电量
    print(f"设备 {mac} 当前电量: {batt}%")

4.3 离线数据分析

from pyshimmer import ShimmerReader

reader = ShimmerReader.open("ecg_data.bin")
print(f"采样率: {reader.sample_rate}Hz")
print(f"可用通道: {reader.channels}")

# 提取ECG数据（24位精度）
timestamps = reader[EChannelType.TIMESTAMP]
ecg_signal = reader[EChannelType.EXG_ADS1292R_1_CH1_24BIT]

5. 高级功能

5.1 多设备同步

# 主设备设置同步信号
master_dev.set_as_master()

# 从设备启用同步
slave_dev.enable_synchronization()

5.2 传感器配置

# 配置GSR采样率（128Hz）
dev.set_sample_rate(EChannelType.GSR, 128)

# 启用加速度计（±8g量程）
dev.enable_sensor(
    EChannelType.ACCEL_LN_X,
    range_code=0x02  # 对应±8g
)

6. 常见问题解决

问题现象	可能原因	解决方案
连接超时	固件版本过低	升级至v0.15.4+
数据包丢失	蓝牙带宽不足	降低采样率或关闭冗余通道
解码错误	SD卡文件损坏	使用`ShimmerReader`的校验模式