Python连接Arduino初始化串口/dev/ttyACM0报设备占用错误求助

故障现象 #

无法实现Python与Arduino的串口通信，每次尝试初始化连接时返回如下错误信息：

Traceback (most recent call last):
  File "/usr/lib/python3/dist-packages/serial/serialposix.py", line 322, in open
    self.fd = os.open(self.portstr, os.O_RDWR | os.O_NOCTTY | os.O_NONBLOCK)
OSError: [Errno 16] Device or resource busy: '/dev/ttyACM0'

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
    ser1 = serial.Serial('/dev/ttyACM0', 9600)
  File "/usr/lib/python3/dist-packages/serial/serialutil.py", line 244, in __init__
    self.open()
  File "/usr/lib/python3/dist-packages/serial/serialposix.py", line 325, in open
    raise SerialException(msg.errno, "could not open port {}: {}".format(self._port, msg))
serial.serialutil.SerialException: [Errno 16] could not open port /dev/ttyACM0: [Errno 16] Device or resource busy: '/dev/ttyACM0'

报错指向代码行：

ser1 = serial.Serial('/dev/ttyACM0', 9600)

异常发生在串口初始化阶段，两端原始代码如下：

Python端原始代码 #

import serial
import time

s = serial.Serial('/dev/ttyACM0', 9600)
s.close()
s.open()
time.sleep(5)

s.write("test")
try:
    while True:
        response = s.readline()
        print (response)

except KeyboardInterrupt:
    s.close()

Arduino端原始代码 #

void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("running");
}

void loop() {

  if(Serial.available()){
    byte recieved = Serial.read();
    Serial.print("recieved:");
    Serial.println(recieved, DEC);
  }
}

故障原因 #

1. 核心报错[Errno 16] Device or resource busy代表/dev/ttyACM0串口已经被其他进程占用，常见占用源包括：Arduino IDE自带的串口监视器、系统串口调试工具（minicom/gtkterm等）、Linux发行版默认预装的brltty盲文支持服务（该服务会自动抢占所有ttyACM类设备，是此类问题最高发诱因）。
2. Python代码存在逻辑错误：serial.Serial()实例化时会默认自动打开串口，后续手动调用close()再open()属于冗余操作，若初始化阶段就因端口占用抛错，这两行代码根本不会执行。
3. Python3下串口写入要求传入字节类型数据，原始代码直接传入字符串"test"会触发类型错误，哪怕端口占用问题解决也会运行失败。

解决步骤 #

• 释放被占用的串口
  终端执行sudo fuser /dev/ttyACM0查询占用该端口的进程ID，执行kill <查询到的进程ID>终止占用进程即可。如果占用进程是brltty，直接执行sudo apt remove brltty卸载该服务即可永久解决抢占问题；如果是Arduino IDE开了串口监视器，直接关闭监视器窗口再运行脚本。
• 修正Python端代码
  移除冗余的关开串口操作，给串口加超时参数避免读阻塞，写入数据时转成字节类型，修正后代码如下：

import serial
import time

# 实例化时自动建立串口连接，加timeout参数避免readline永久阻塞
s = serial.Serial('/dev/ttyACM0', 9600, timeout=1)
# Arduino每次串口连接会自动重启，等待2秒让设备完成初始化
time.sleep(2)

# 写入内容前加b转成字节类型
s.write(b"test")
try:
    while True:
        response = s.readline()
        if response:
            # 字节转字符串输出，去掉首尾空白符
            print(response.decode('utf-8').strip())
except KeyboardInterrupt:
    s.close()

• 确认串口操作权限
  若释放端口后仍报错，执行sudo usermod -aG dialout <当前系统用户名>将当前用户加入串口操作权限组，执行完成后注销用户重新登录即可生效。

注：Arduino端代码不存在功能性问题，仅变量名recieved为拼写笔误，不影响正常通信。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Miller