使用PyQtGraph對可視化數據進行實時更新。

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PyQt5的PyQtGraph實踐系列3：實時數據更新繪製圖形 - 州的先生?

zmister.com圖標

在之前介紹PyQtGraph的文章中，我們都是一次性的獲取數據並將其繪製為圖形。然而在很多場景中，我們都需要對實時的數據進行圖形化展示，比如：股票的實時行情、儀器設備的實時狀態等，這時候就需要對數據進行實時的更新和繪製。

今天我們就來介紹一下在PyQtGraph中根據實時數據更新繪製圖形。

今天的例子我們通過編寫一個電腦CPU實時使用率助手來講解。

一、通過Python獲取實時的CPU信息

在Windows操作系統的電腦上，我們通過「任務管理器」可以很方便地查看到自己電腦CPU實時的使用情況，並且CPU的佔用率還會通過一個實時的圖形區域顯示出來，如下圖所示：

通過實時變化的CPU利用率圖形，我們可以清晰地看到CPU使用情況的變化。在Python中，我們也能很方便的獲取到計算機CPU的實時使用率。

# coding:utf-8
# @文件: 1.py
# @創建者：州的先生
# #日期：2019/5/12
# 博客地址：https://zmister.com

import psutil
cpu = "CPU:%0.2f" % psutil.cpu_percent(interval=1) + "%"
print(cpu)

通過運行上述代碼，我們就能獲取到此時電腦CPU的使用率。通過將其改進一下，加入循環和時間間隔，我們就可以持續獲得當前電腦CPU的使用率，如下代碼所示：

# coding:utf-8
# @文件: 1.py
# @創建者：州的先生
# #日期：2019/5/12
# 博客地址：zmister.com

import psutil
import time

def get_cpu_info():
cpu = "CPU:%0.2f" % psutil.cpu_percent(interval=1) + "%"
return cpu

def main():
while True:
info = get_cpu_info()
print(info)
time.sleep(1)

if __name__ == "__main__":
main()

運行上述代碼，我們將每隔1秒獲取到實時的CPU使用率數據，這將是我們圖形界面程序的數據來源。

二、使用PyQt5創建一個圖形界面

有了數據來源之後，我們來創建一個圖形界面，這個圖形界面由一個Widget包裹著一個Plotwidget，圖形界面的核心就是一個ptqtgraph的圖形部件。其代碼如下所示：

# coding:utf-8
# @文件: 1.py
# @創建者：州的先生
# #日期：2019/5/12
# 博客地址：zmister.com

from PyQt5 import QtWidgets,QtCore,QtGui
import tushare as ts
import pyqtgraph as pg
import sys
import datetime
import traceback
import numpy as np

class MainUi(QtWidgets.QMainWindow):
def __init__(self):
super().__init__()
self.setWindowTitle("CPU使用率監控 - 州的先生https://zmister.com")
self.main_widget = QtWidgets.QWidget() # 創建一個主部件
self.main_layout = QtWidgets.QGridLayout() # 創建一個網格佈局
self.main_widget.setLayout(self.main_layout) # 設置主部件的佈局為網格
self.setCentralWidget(self.main_widget) # 設置窗口默認部件

self.plot_widget = QtWidgets.QWidget() # 實例化一個widget部件作為K線圖部件
self.plot_layout = QtWidgets.QGridLayout() # 實例化一個網格佈局層
self.plot_widget.setLayout(self.plot_layout) # 設置線圖部件的佈局層
self.plot_plt = pg.PlotWidget() # 實例化一個繪圖部件
self.plot_plt.showGrid(x=True,y=True) # 顯示圖形網格
self.plot_layout.addWidget(self.plot_plt) # 添加繪圖部件到線圖部件的網格佈局層
# 將上述部件添加到佈局層中
self.main_layout.addWidget(self.plot_widget, 1, 0, 3, 3)

self.setCentralWidget(self.main_widget)

def main():
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
gui = MainUi()
gui.show()
sys.exit(app.exec_())

if __name__ == __main__:
main()

運行上述代碼，我們將會得到一個如下圖所示的圖形界面：

我們的CPU使用率數據將會通過圖形界面中間的畫布部件顯示出來。

三、在PyQtGraph中實時顯示CPU數據

創建好了基礎的圖形界面之後，我們就可以實時獲取電腦CPU的使用率然後將其繪製在圖形界面上了。

在之前的文章中，我們知道pyqtgraph的繪圖數據主要是通過setData()這個方法來轉化為圖形。我們可以設置一個定時器，每隔一個時間重新調用setData()方法對圖形數據進行設置，就能夠實現實時的數據可視化呈現。下面我們通過代碼演示一下：

from PyQt5 import QtWidgets,QtCore,QtGui
import pyqtgraph as pg
import sys
import traceback
import psutil

class MainUi(QtWidgets.QMainWindow):
def __init__(self):
super().__init__()
self.setWindowTitle("CPU使用率監控 - 州的先生https://zmister.com")
self.main_widget = QtWidgets.QWidget() # 創建一個主部件
self.main_layout = QtWidgets.QGridLayout() # 創建一個網格佈局
self.main_widget.setLayout(self.main_layout) # 設置主部件的佈局為網格
self.setCentralWidget(self.main_widget) # 設置窗口默認部件

self.plot_widget = QtWidgets.QWidget() # 實例化一個widget部件作為K線圖部件
self.plot_layout = QtWidgets.QGridLayout() # 實例化一個網格佈局層
self.plot_widget.setLayout(self.plot_layout) # 設置K線圖部件的佈局層
self.plot_plt = pg.PlotWidget() # 實例化一個繪圖部件
self.plot_plt.showGrid(x=True,y=True) # 顯示圖形網格
self.plot_layout.addWidget(self.plot_plt) # 添加繪圖部件到K線圖部件的網格佈局層
# 將上述部件添加到佈局層中
self.main_layout.addWidget(self.plot_widget, 1, 0, 3, 3)

self.setCentralWidget(self.main_widget)
self.plot_plt.setYRange(max=100,min=0)
self.data_list = []
self.timer_start()

# 啟動定時器 時間間隔秒
def timer_start(self):
self.timer = QtCore.QTimer(self)
self.timer.timeout.connect(self.get_cpu_info)
self.timer.start(1000)

# 獲取CPU使用率
def get_cpu_info(self):
try:
cpu = "%0.2f" % psutil.cpu_percent(interval=1)
self.data_list.append(float(cpu))
print(float(cpu))
self.plot_plt.plot().setData(self.data_list,pen=g)
except Exception as e:
print(traceback.print_exc())

def main():
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
gui = MainUi()
gui.show()
sys.exit(app.exec_())

if __name__ == __main__:
main()

在上述代碼中，我們定義了一個1秒鐘的計時器，然後定義了一個數據列表data_list，獲取到的cpu使用率都將添加到這個列表中，然後作為圖形數據傳遞給pyqtgraph。

運行上述代碼，我們可以得到如下動圖所示的實時更新圖形界面，每一秒獲取到的CPU使用率數據都實時繪製為了線條：

由於所有的操作都是在主線程上進行的，會導致圖形界面有些許的卡頓，更加理想的做法是創建一個子線程來生成和繪製圖形，在此就不作額外的演示了，大家可以自己嘗試一下。


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