MATLAB并行结构中serialport read函数调用报错问题排查

需求 #

• 并行读取两个通过串口（COM设备）传输的ADC数据

现状 #

• 单设备场景下，使用serialport和read函数可正常读取数据，设备及串口配置验证无误
• 尝试通过backgroundPool、parfeval、fetchOutputs实现并行读取，代码如下：

s = serialport("COM5",4000000,"Timeout",15); % ADC #1 Port
s2 = serialport("COM6",4000000,"Timeout",15); % ADC #2 Port

RX2 = parfeval(backgroundPool,@read,1,s2,4e6,'uint8');
rawdata = read(s,4e6,"uint8"); 
rawdata_2 = fetchOutputs(RX2);

报错信息 #

• 调用fetchOutputs时提示：Undefined function 'read' for input arguments of type 'double'
• 将4e6改为字符串"4000000"后，提示参数类型应为数值型而非字符串
• 尝试转换为single、uint64等数值类型仍报类似错误

环境 #

• MATLAB 2022b及2023a版本（非授权版本，无法提交官方反馈）

问题分析与解决方案 #

问题根源在于**serialport对象无法被序列化传递到backgroundPool工作线程**。MATLAB的backgroundPool采用序列化机制传递参数，而serialport这类硬件句柄对象属于不可序列化类型，传递到线程后会被转化为无效的数值占位符，导致read函数无法识别正确的串口对象。

解决方法1：改用旧版serial对象 #

旧版serial对象支持跨线程传递，替换serialport后使用fread读取数据，示例代码：

s = serial("COM5", "BaudRate", 4000000, "Timeout", 15);
fopen(s);
s2 = serial("COM6", "BaudRate", 4000000, "Timeout", 15);
fopen(s2);

RX2 = parfeval(backgroundPool, @fread, 1, s2, 4e6, 'uint8');
rawdata = fread(s, 4e6, 'uint8');
rawdata_2 = fetchOutputs(RX2);

fclose(s);
fclose(s2);
delete(s);
delete(s2);

解决方法2：封装独立读取函数 #

将串口的打开、读取、关闭逻辑封装为独立函数，在工作线程内完成串口的生命周期管理，避免直接传递serialport对象，示例代码：

% 定义ADC读取函数
function data = readADC(port, baud, numBytes, dtype)
    s = serialport(port, baud, "Timeout", 15);
    data = read(s, numBytes, dtype);
    delete(s);
end

% 主程序逻辑
RX1 = parfeval(backgroundPool, @readADC, 1, "COM5", 4000000, 4e6, "uint8");
RX2 = parfeval(backgroundPool, @readADC, 1, "COM6", 4000000, 4e6, "uint8");

rawdata = fetchOutputs(RX1);
rawdata_2 = fetchOutputs(RX2);

解决方法3：时间分片轮询读取 #

若上述方法不可行，可在主线程中交替读取两个串口的小批量数据，最终合并为完整数据集（适合实时性要求不极高的场景）。

结论 #

这并非MATLAB的bug，属于操作疏漏——忽略了serialport对象无法跨线程序列化传递的特性，调整实现方式即可解决问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Couponpon