Serial Comm. проблема синхронизации между Arduino и Pyserial

Это мой первый пост в Stack Exchange, поэтому прошу простить за любые ошибки форматирования.

Я провожу эксперимент с 7 датчиками: 5 термопар, 2 датчика влажности и 1 датчик давления. Я читаю их сигналы через аналоговые входные порты Arduino Mega. Я решил использовать Python для сохранения и компиляции данных в хороший CSV-файл, поэтому я использую Pyserial.

Моя проблема в том, что я не могу увеличить скорость выше 1 выборки в секунду. Как вы можете видеть в моем коде, у меня есть задержка в 1 секунду в Arduino и Python. Я провел успешные калибровочные тесты с моими термопарами, поэтому я знаю, что при такой скорости Python и Arduino хорошо взаимодействуют. Что-то быстрее, чем 1 выборка в секунду (т.е. я изменяю свои задержки на 0,5 или 0,25 секунды), возникает ошибка синхронизации, и мои данные «разрезаются» и отправляются нечетными фрагментами вместо стандартного макета, который я запрограммировал.

Кроме того, я попытался увеличить скорость передачи данных с 9600, и все, что выше, будет отправлять "мусорные" символы ASCII (например, маленькие пустые блоки и нечетные символы) в Serial Comm. Я изменил скорость передачи данных в Arduino, Python и COM-порт в настройках диспетчера устройств, но безрезультатно.

Мне бы очень хотелось увеличить частоту дискретизации, чтобы увеличить отношение сигнал/шум, и я считаю хорошей практикой метролога иметь частоту дискретизации выше 1 выборки в секунду. Я отправляю ~ 1072 бита каждый раз, когда пишу в Serial Comm (если я правильно считаю ??), поэтому у меня должно быть достаточно места, чтобы увеличить количество битов, отправляемых в секунду (примерно в 3 раза больше, чем я сейчас отправляю) .

Подводя итог, у меня две основные проблемы: если я увеличиваю скорость передачи данных, я получаю мусор в своем последовательном соединении, и если я пытаюсь увеличить свою "частоту дискретизации", уменьшая мои задержки, появляются проблемы с синхронизацией, и мой данные разбиты ошибочно. Должен ли я использовать другую функцию, например Serial.flush()?

Я очень ценю любые отзывы, спасибо за ваше время!

// Сбор данных
// обновлено 30 марта 2017 г.


//Примечание: эта версия предназначена для данных ТЕМПЕРАТУРЫ, ВЛАЖНОСТИ и ДАВЛЕНИЯ
acquisition ALONE. No motor/conveyor control.

//***ГЛОБАЛЬНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ***//

float lfactor = 125.0; 
float afactor = 1.15;

//////////////////////////

//Стандартная установка с аналоговой ссылкой на 5 Вольт.

void setup() {

Serial.begin(9600);  
}

void loop() {


//******ТЕРМОПАРЫ*******//

// получаем показания напряжения
// [код]; Номер ТК — Местоположение

float tcv1 = analogRead(A4) * ( 5.0 / 1024.0 ); //ТК 1
float tcv2 = analogRead(A7) * ( 5.0 / 1024.0 ); //ТК 2
float tcv3 = analogRead(A8) * ( 5.0 / 1024.0 ); //ТК 3
float tcv4 = analogRead(A9) * ( 5.0 / 1024.0 ); //ТК 4
float tcv5 = analogRead(A10) * ( 5.0 / 1024.0 ); //ТК 5

//преобразование в температуру с использованием пользовательского уравнения на основе опорного напряжения 5 В
float tc1 = ( 188.7755 * tcv1 ) - 245.3959;  
float tc2 = ( 188.7755 * tcv2 ) - 245.3959;  
float tc3 = ( 188.7755 * tcv3 ) - 245.3959;  
float tc4 = ( 188.7755 * tcv4 ) - 245.3959;  
float tc5 = ( 188.7755 * tcv5 ) - 245.3959;    

//******ДАТЧИКИ ВЛАЖНОСТИ********//

float hs1 = ((( analogRead(A13) * ( 5.0 / 1024.0) ) / 5.0 ) * 100.0 ); //ГС
1
float hs2 = ((( analogRead(A15) * ( 5.0 / 1024.0) ) / 5.0 ) * 100.0 ); //ГС
2

//******ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ********//

//получить сигнал напряжения от датчика Sensirion
float pvolt = analogRead(A0) * (4.995 / 1024.0); 

// конвертируем в паскали, используя уравнение из таблицы данных, включая высоту
compensation
//P = Iфактор * (напряжение [В] - 0,250) / 3,750

float pressure =  lfactor * ( pvolt - .250 ) / 3.750;  
float pascals = pressure * afactor; 

Serial.print("TC1");
Serial.print(":");
Serial.print(tc1);
Serial.print(";");

Serial.print("TC2");
Serial.print(":");
Serial.print(tc2);
Serial.print(";");

Serial.print("TC3");
Serial.print(":");
Serial.print(tc3);
Serial.print(";");

Serial.print("TC4");
Serial.print(":");
Serial.print(tc4);
Serial.print(";");

Serial.print("TC5");
Serial.print(":");
Serial.print(tc5);
Serial.print(";");    

Serial.print("RH 1");
Serial.print(":");
Serial.print(hs1);
Serial.print(";");  

Serial.print("RH 2");
Serial.print(":");
Serial.print(hs2);
Serial.print(";");

Serial.print("Pressure");
Serial.print(":");
Serial.print(pascals);
Serial.print(";");

Serial.println("");
delay(1000); 

  }

Код Python:

from threading import Thread
import time
import serial
import os 
global datalist
global fileName

global motorspeed

motorspeed = 0 

def serInitialization():
    #activate the serial port, if possible
    try:
        ser = serial.Serial('COM9', 9600) #initialize the serial port
        print "Serial connection successful." 
        return ser
    except:
        print "Error: serial port cannot be initialized"
        while(1):
            voidholder = 1

def getDateTime():
  """Function grabs current time and date, then returns values in a 2-
 element list. """
   timeNow = time.strftime("%H:%M:%S")
   dateToday = time.strftime("%m/%d/%y")
  return [dateToday, timeNow]

def writetocsv(data):

    """ function writes datalist values to a csv file. If daily csv file 
exists already, 
    list values are simply appended to end of file. If it does not, function 
creates the file, 
    then appends values. 
    """

    global csv_success

    header = ["date", "time", " ", "TC1", " ", "TC2", " ", 
"TC3", " ", "TC4", " ", "TC5", " ", "HS1", " ", "HS2"," ", 
"PRESSURE", " ", "PRESSURE(alt)", "\n"]

    fileName = str(time.strftime("%m_%d_%y_")+ "log.csv")

    if os.path.exists(fileName):
        f = open(fileName, "a")

    else:
        f = open(fileName, "a+")

        for element in header:
            f.write(element + ",")
        f.write("\n")

    for element in data:
        if type(element)==str:
            f.write(element + ",")
        if type(element) == list:
            for i in element:
                f.write(i + ",")

    f.write("\n")
    f.close()
    csv_success = True

def mainprogram():

    data = []


    if ser.inWaiting():
        datetimeData = getDateTime()

        for i in datetimeData:
            data.append(i)

        val = ser.readline().strip('\n\r').split(';')
        print "Current readings: "
        for i in range(0,len(val)):
            sensorData = val[i].split(':')
            data.append(sensorData)

            print sensorData

        writetocsv(data)

        time.sleep(1) 


        print "\n" * 50

#Initializes the serial port with the arduino so now we can read what 
Arduino is sending us!
print "*******************************"
print "DATA ACQUISITION PROGRAM       "
print "*******************************"
print "Data files are saved under "
print "C:\\Users\\lpaw\\Downloads\\python workspace"
print "*******************************"


ser = serInitialization()

while True:

   mainprogram()

Скриншоты ошибок: