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r159:8ee912d4c03e
r159:8ee912d4c03e
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VoltageIO.py
591 lines | 18.8 KiB | text/x-python | PythonLexer
'''
$Author$
$Id$
'''
import os, sys
import numpy
import glob
import fnmatch
import time, datetime
path = os.path.split(os.getcwd())[0]
sys.path.append(path)
from JROHeaderIO import *
from JRODataIO import JRODataReader
from JRODataIO import JRODataWriter
from Data.JROData import Voltage
class VoltageReader(JRODataReader):
"""
Esta clase permite leer datos de voltage desde archivos en formato rawdata (.r). La lectura
de los datos siempre se realiza por bloques. Los datos leidos (array de 3 dimensiones:
perfiles*alturas*canales) son almacenados en la variable "buffer".
perfiles * alturas * canales
Esta clase contiene instancias (objetos) de las clases BasicHeader, SystemHeader,
RadarControllerHeader y Voltage. Los tres primeros se usan para almacenar informacion de la
cabecera de datos (metadata), y el cuarto (Voltage) para obtener y almacenar un perfil de
datos desde el "buffer" cada vez que se ejecute el metodo "getData".
Example:
dpath = "/home/myuser/data"
startTime = datetime.datetime(2010,1,20,0,0,0,0,0,0)
endTime = datetime.datetime(2010,1,21,23,59,59,0,0,0)
readerObj = VoltageReader()
readerObj.setup(dpath, startTime, endTime)
while(True):
#to get one profile
profile = readerObj.getData()
#print the profile
print profile
#If you want to see all datablock
print readerObj.datablock
if readerObj.flagNoMoreFiles:
break
"""
ext = ".r"
optchar = "D"
dataOutObj = None
def __init__(self, dataOutObj=None):
"""
Inicializador de la clase VoltageReader para la lectura de datos de voltage.
Input:
dataOutObj : Objeto de la clase Voltage. Este objeto sera utilizado para
almacenar un perfil de datos cada vez que se haga un requerimiento
(getData). El perfil sera obtenido a partir del buffer de datos,
si el buffer esta vacio se hara un nuevo proceso de lectura de un
bloque de datos.
Si este parametro no es pasado se creara uno internamente.
Variables afectadas:
self.dataOutObj
Return:
None
"""
self.datablock = None
self.utc = 0
self.ext = ".r"
self.optchar = "D"
self.basicHeaderObj = BasicHeader()
self.systemHeaderObj = SystemHeader()
self.radarControllerHeaderObj = RadarControllerHeader()
self.processingHeaderObj = ProcessingHeader()
self.online = 0
self.fp = None
self.idFile = None
self.dtype = None
self.fileSizeByHeader = None
self.filenameList = []
self.filename = None
self.fileSize = None
self.firstHeaderSize = 0
self.basicHeaderSize = 24
self.pathList = []
self.filenameList = []
self.lastUTTime = 0
self.maxTimeStep = 30
self.flagNoMoreFiles = 0
self.set = 0
self.path = None
self.profileIndex = 9999
self.delay = 3 #seconds
self.nTries = 3 #quantity tries
self.nFiles = 3 #number of files for searching
self.nReadBlocks = 0
self.flagIsNewFile = 1
self.ippSeconds = 0
self.flagTimeBlock = 0
self.flagIsNewBlock = 0
self.nTotalBlocks = 0
self.blocksize = 0
def createObjByDefault(self):
dataObj = Voltage()
return dataObj
def __hasNotDataInBuffer(self):
if self.profileIndex >= self.processingHeaderObj.profilesPerBlock:
return 1
return 0
def getBlockDimension(self):
"""
Obtiene la cantidad de puntos a leer por cada bloque de datos
Affected:
self.blocksize
Return:
None
"""
pts2read = self.processingHeaderObj.profilesPerBlock * self.processingHeaderObj.nHeights * self.systemHeaderObj.nChannels
self.blocksize = pts2read
def readBlock(self):
"""
readBlock lee el bloque de datos desde la posicion actual del puntero del archivo
(self.fp) y actualiza todos los parametros relacionados al bloque de datos
(metadata + data). La data leida es almacenada en el buffer y el contador del buffer
es seteado a 0
Inputs:
None
Return:
None
Affected:
self.profileIndex
self.datablock
self.flagIsNewFile
self.flagIsNewBlock
self.nTotalBlocks
Exceptions:
Si un bloque leido no es un bloque valido
"""
junk = numpy.fromfile( self.fp, self.dtype, self.blocksize )
try:
junk = junk.reshape( (self.processingHeaderObj.profilesPerBlock, self.processingHeaderObj.nHeights, self.systemHeaderObj.nChannels) )
except:
print "The read block (%3d) has not enough data" %self.nReadBlocks
return 0
junk = numpy.transpose(junk, (2,0,1))
self.datablock = junk['real'] + junk['imag']*1j
self.profileIndex = 0
self.flagIsNewFile = 0
self.flagIsNewBlock = 1
self.nTotalBlocks += 1
self.nReadBlocks += 1
return 1
def getData(self):
"""
getData obtiene una unidad de datos del buffer de lectura y la copia a la clase "Voltage"
con todos los parametros asociados a este (metadata). cuando no hay datos en el buffer de
lectura es necesario hacer una nueva lectura de los bloques de datos usando "readNextBlock"
Ademas incrementa el contador del buffer en 1.
Return:
data : retorna un perfil de voltages (alturas * canales) copiados desde el
buffer. Si no hay mas archivos a leer retorna None.
Variables afectadas:
self.dataOutObj
self.profileIndex
Affected:
self.dataOutObj
self.profileIndex
self.flagTimeBlock
self.flagIsNewBlock
"""
if self.flagNoMoreFiles: return 0
self.flagTimeBlock = 0
self.flagIsNewBlock = 0
if self.__hasNotDataInBuffer():
if not( self.readNextBlock() ):
return 0
# self.updateDataHeader()
if self.flagNoMoreFiles == 1:
print 'Process finished'
return 0
#data es un numpy array de 3 dmensiones (perfiles, alturas y canales)
if self.datablock == None:
self.dataOutObj.flagNoData = True
return 0
self.dataOutObj.data = self.datablock[:,self.profileIndex,:]
self.dataOutObj.dtype = self.dtype
self.dataOutObj.nChannels = self.systemHeaderObj.nChannels
self.dataOutObj.nHeights = self.processingHeaderObj.nHeights
self.dataOutObj.nProfiles = self.processingHeaderObj.profilesPerBlock
xf = self.processingHeaderObj.firstHeight + self.processingHeaderObj.nHeights*self.processingHeaderObj.deltaHeight
self.dataOutObj.heightList = numpy.arange(self.processingHeaderObj.firstHeight, xf, self.processingHeaderObj.deltaHeight)
self.dataOutObj.channelList = range(self.systemHeaderObj.nChannels)
self.dataOutObj.channelIndexList = range(self.systemHeaderObj.nChannels)
self.dataOutObj.flagTimeBlock = self.flagTimeBlock
self.dataOutObj.utctime = self.basicHeaderObj.utc + self.basicHeaderObj.miliSecond/1000. + self.profileIndex * self.ippSeconds
self.dataOutObj.ippSeconds = self.ippSeconds
self.dataOutObj.timeInterval = self.ippSeconds * self.processingHeaderObj.nCohInt
self.dataOutObj.nCohInt = self.processingHeaderObj.nCohInt
self.dataOutObj.flagShiftFFT = False
if self.processingHeaderObj.code != None:
self.dataOutObj.nCode = self.processingHeaderObj.nCode
self.dataOutObj.nBaud = self.processingHeaderObj.nBaud
self.dataOutObj.code = self.processingHeaderObj.code
self.profileIndex += 1
self.dataOutObj.systemHeaderObj = self.systemHeaderObj.copy()
self.dataOutObj.radarControllerHeaderObj = self.radarControllerHeaderObj.copy()
self.dataOutObj.flagNoData = False
# print self.profileIndex, self.dataOutObj.utctime
# if self.profileIndex == 800:
# a=1
return self.dataOutObj.data
class VoltageWriter(JRODataWriter):
"""
Esta clase permite escribir datos de voltajes a archivos procesados (.r). La escritura
de los datos siempre se realiza por bloques.
"""
ext = ".r"
optchar = "D"
shapeBuffer = None
def __init__(self, dataOutObj=None):
"""
Inicializador de la clase VoltageWriter para la escritura de datos de espectros.
Affected:
self.dataOutObj
Return: None
"""
if dataOutObj == None:
dataOutObj = Voltage()
if not( isinstance(dataOutObj, Voltage) ):
raise ValueError, "in VoltageReader, dataOutObj must be an Spectra class object"
self.dataOutObj = dataOutObj
self.nTotalBlocks = 0
self.profileIndex = 0
def hasAllDataInBuffer(self):
if self.profileIndex >= self.processingHeaderObj.profilesPerBlock:
return 1
return 0
def setBlockDimension(self):
"""
Obtiene las formas dimensionales del los subbloques de datos que componen un bloque
Affected:
self.shape_spc_Buffer
self.shape_cspc_Buffer
self.shape_dc_Buffer
Return: None
"""
self.shapeBuffer = (self.processingHeaderObj.profilesPerBlock,
self.processingHeaderObj.nHeights,
self.systemHeaderObj.nChannels)
self.datablock = numpy.zeros((self.systemHeaderObj.nChannels,
self.processingHeaderObj.profilesPerBlock,
self.processingHeaderObj.nHeights),
dtype=numpy.dtype('complex'))
def writeBlock(self):
"""
Escribe el buffer en el file designado
Affected:
self.profileIndex
self.flagIsNewFile
self.flagIsNewBlock
self.nTotalBlocks
self.blockIndex
Return: None
"""
data = numpy.zeros( self.shapeBuffer, self.dtype )
junk = numpy.transpose(self.datablock, (1,2,0))
data['real'] = junk.real
data['imag'] = junk.imag
data = data.reshape( (-1) )
data.tofile( self.fp )
self.datablock.fill(0)
self.profileIndex = 0
self.flagIsNewFile = 0
self.flagIsNewBlock = 1
self.blockIndex += 1
self.nTotalBlocks += 1
def putData(self):
"""
Setea un bloque de datos y luego los escribe en un file
Affected:
self.flagIsNewBlock
self.profileIndex
Return:
0 : Si no hay data o no hay mas files que puedan escribirse
1 : Si se escribio la data de un bloque en un file
"""
self.flagIsNewBlock = 0
if self.dataOutObj.flagNoData:
return 0
if self.dataOutObj.flagTimeBlock:
self.datablock.fill(0)
self.profileIndex = 0
self.setNextFile()
if self.profileIndex == 0:
self.getBasicHeader()
self.datablock[:,self.profileIndex,:] = self.dataOutObj.data
self.profileIndex += 1
if self.hasAllDataInBuffer():
#if self.flagIsNewFile:
self.writeNextBlock()
# self.getDataHeader()
if self.flagNoMoreFiles:
#print 'Process finished'
return 0
return 1
def __getProcessFlags(self):
processFlags = 0
dtype0 = numpy.dtype([('real','<i1'),('imag','<i1')])
dtype1 = numpy.dtype([('real','<i2'),('imag','<i2')])
dtype2 = numpy.dtype([('real','<i4'),('imag','<i4')])
dtype3 = numpy.dtype([('real','<i8'),('imag','<i8')])
dtype4 = numpy.dtype([('real','<f4'),('imag','<f4')])
dtype5 = numpy.dtype([('real','<f8'),('imag','<f8')])
dtypeList = [dtype0, dtype1, dtype2, dtype3, dtype4, dtype5]
datatypeValueList = [PROCFLAG.DATATYPE_CHAR,
PROCFLAG.DATATYPE_SHORT,
PROCFLAG.DATATYPE_LONG,
PROCFLAG.DATATYPE_INT64,
PROCFLAG.DATATYPE_FLOAT,
PROCFLAG.DATATYPE_DOUBLE]
for index in range(len(dtypeList)):
if self.dataOutObj.dtype == dtypeList[index]:
dtypeValue = datatypeValueList[index]
break
processFlags += dtypeValue
if self.dataOutObj.flagDecodeData:
processFlags += PROCFLAG.DECODE_DATA
if self.dataOutObj.flagDeflipData:
processFlags += PROCFLAG.DEFLIP_DATA
if self.dataOutObj.code != None:
processFlags += PROCFLAG.DEFINE_PROCESS_CODE
if self.dataOutObj.nCohInt > 1:
processFlags += PROCFLAG.COHERENT_INTEGRATION
return processFlags
def __getBlockSize(self):
'''
Este metodos determina el cantidad de bytes para un bloque de datos de tipo Voltage
'''
dtype0 = numpy.dtype([('real','<i1'),('imag','<i1')])
dtype1 = numpy.dtype([('real','<i2'),('imag','<i2')])
dtype2 = numpy.dtype([('real','<i4'),('imag','<i4')])
dtype3 = numpy.dtype([('real','<i8'),('imag','<i8')])
dtype4 = numpy.dtype([('real','<f4'),('imag','<f4')])
dtype5 = numpy.dtype([('real','<f8'),('imag','<f8')])
dtypeList = [dtype0, dtype1, dtype2, dtype3, dtype4, dtype5]
datatypeValueList = [1,2,4,8,4,8]
for index in range(len(dtypeList)):
if self.dataOutObj.dtype == dtypeList[index]:
datatypeValue = datatypeValueList[index]
break
blocksize = int(self.dataOutObj.nHeights * self.dataOutObj.nChannels * self.dataOutObj.nProfiles * datatypeValue * 2)
return blocksize
def getBasicHeader(self):
self.basicHeaderObj.size = self.basicHeaderSize #bytes
self.basicHeaderObj.version = self.versionFile
self.basicHeaderObj.dataBlock = self.nTotalBlocks
utc = numpy.floor(self.dataOutObj.utctime)
milisecond = (self.dataOutObj.utctime - utc)* 1000.0
self.basicHeaderObj.utc = utc
self.basicHeaderObj.miliSecond = milisecond
self.basicHeaderObj.timeZone = 0
self.basicHeaderObj.dstFlag = 0
self.basicHeaderObj.errorCount = 0
def getDataHeader(self):
"""
Obtiene una copia del First Header
Affected:
self.systemHeaderObj
self.radarControllerHeaderObj
self.dtype
Return:
None
"""
self.systemHeaderObj = self.dataOutObj.systemHeaderObj.copy()
self.systemHeaderObj.nChannels = self.dataOutObj.nChannels
self.radarControllerHeaderObj = self.dataOutObj.radarControllerHeaderObj.copy()
self.getBasicHeader()
processingHeaderSize = 40 # bytes
self.processingHeaderObj.dtype = 0 # Voltage
self.processingHeaderObj.blockSize = self.__getBlockSize()
self.processingHeaderObj.profilesPerBlock = self.profilesPerBlock
self.processingHeaderObj.dataBlocksPerFile = self.blocksPerFile
self.processingHeaderObj.nWindows = 1 #podria ser 1 o self.dataOutObj.processingHeaderObj.nWindows
self.processingHeaderObj.processFlags = self.__getProcessFlags()
self.processingHeaderObj.nCohInt = self.dataOutObj.nCohInt
self.processingHeaderObj.nIncohInt = 1 # Cuando la data de origen es de tipo Voltage
self.processingHeaderObj.totalSpectra = 0 # Cuando la data de origen es de tipo Voltage
if self.dataOutObj.code != None:
self.processingHeaderObj.code = self.dataOutObj.code
self.processingHeaderObj.nCode = self.dataOutObj.nCode
self.processingHeaderObj.nBaud = self.dataOutObj.nBaud
codesize = int(8 + 4 * self.dataOutObj.nCode * self.dataOutObj.nBaud)
processingHeaderSize += codesize
if self.processingHeaderObj.nWindows != 0:
self.processingHeaderObj.firstHeight = self.dataOutObj.heightList[0]
self.processingHeaderObj.deltaHeight = self.dataOutObj.heightList[1] - self.dataOutObj.heightList[0]
self.processingHeaderObj.nHeights = self.dataOutObj.nHeights
self.processingHeaderObj.samplesWin = self.dataOutObj.nHeights
processingHeaderSize += 12
self.processingHeaderObj.size = processingHeaderSize