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Qt on Android 藍牙通信開發

本文轉載自   查看原文   2016-08-14 09:34   15109    Qte嵌入式軟件開發

　　版權聲明：本文為MULTIBEANS ORG研發跟隨文章，未經MLT ORG允許不得轉載。

 

　　最近做項目，需要開發安卓應用，實現串口的收發，目測CH340G在安卓手機上非常麻煩，而且驅動都是Java版本的， 就沒選擇，博主在大二的時候學習過Java SE基本的語法，寫過一些小程序就放棄了Java的道路。最后選擇了藍牙無線透傳模塊，實現串口通信。現在Qt跨平台支持安卓，是在是令人欣喜。在網上找資料，用Qt on Android做藍牙驅動的幾乎沒有，也沒有相關例程，所以准備撰寫此文，獻給廣大嵌入式程序員們

　　2018/6/27更新：

       增加Java版本的藍牙通信，文章地址：https://www.cnblogs.com/sigma0/p/9234478.html

一、軟硬件平台

1.1 硬件平台

1. 藍牙：HC-05,（淘寶上有賣），它的接口就是跟串口一樣的，我們用到了TX,RX,GND,VCC四個引腳。跟下位機或者用CH340G TTL轉USB模塊接到PC機上。藍牙工作在串口模式可以通過AT指令調節。具體參考藍牙配套的說明文檔，最主要的就是請將藍牙設定為從機模式，否則安卓手機搜尋鏈接不上。
2.安卓手機：我這里測試用了2台安卓手機，一台是小米4移動版，安卓版本6.0.1；一台是MOTO MT887，安卓版本4.1.2。

1.2 軟件平台

本項目Qt版本是5.7，系統是windows 8.1 x64

 

二、軟件基本介紹

　　因為第一次做藍牙，就做一個非常簡單的雛形，實現藍牙狀態檢測、藍牙的開關、藍牙的掃描和藍牙配對鏈接，並且能像串口助手一樣完成數據收發。如圖，就是本一開始做的最簡單的軟件界面，本軟件基於QWidget控件制作，當然你可以選擇mainwinodw，更可以自己定義類。

 

軟件界面

 

　　我不用介紹每個部位是什么了，都會明白吧？藍牙打開后通過掃描，會將藍牙的MAC地址還有名字顯示在List中，我們雙擊List列表中的藍牙，就會進入actived信號連接的槽函數，執行藍牙的配對連接。建立連接之后，就類似串口一樣可以進行數據通信了。另外，點擊send按鈕之后會發送一堆字符串。

三、 藍牙開發

3.1 項目文件准備

需要用到藍牙就需要在.pro文件中引入庫，我沒有用Qt quick，用的是純C++寫的代碼，你需要在.pro文件中加入這句話：

QT += bluetooth
如果沒有這句話的話，包含藍牙目錄下的頭文件，會提示找不到該文件。
 
之后就是要包含一些藍牙用到的頭文件：
  
#include <QtBluetooth/qbluetoothglobal.h>
#include <QtBluetooth/qbluetoothlocaldevice.h>
#include <qbluetoothaddress.h>
#include <qbluetoothdevicediscoveryagent.h>
#include <qbluetoothlocaldevice.h>
#include <qbluetoothsocket.h>
　　一會兒介紹每個都是做什么的。
 
請在類中聲明定義藍牙相關句柄： 
QBluetoothDeviceDiscoveryAgent *discoveryAgent;
QBluetoothLocalDevice *localDevice;
QBluetoothSocket *socket;
 
　　第一個discoveryAgent是用來對周圍藍牙進行搜尋，localDevice顧名思義，就是對本地設備進行操作，比如進行設備的打開，設備的關閉等等。socket就是用來進行藍牙配對鏈接和數據傳輸的。這里要用到這三個。
 

3.2 藍牙開關和可見性設定

在構造函數中，請為localDevice使用new運算符分配內存。 
localDevice = new QBluetoothLocalDevice();

1） 藍牙開關

本設計在運行APP的時候，會檢測一下我們本地設備的藍牙是否打開，如果判斷是開啟狀態，我們可以將打開藍牙的按鈕disable掉，將關閉藍牙的按鈕enable，所以在APP運行的時候需要進行藍牙狀態檢測。檢測方法如下：
 
進行一個這樣的檢測，對本地設備模式進行判斷。 
if( localDevice->hostMode() == QBluetoothLocalDevice::HostPoweredOff )  {
        ui->pushButton_openBluetooth->setEnabled(true);
        ui->pushButton_closeDevice->setEnabled(false);
}else {
        ui->pushButton_openBluetooth->setEnabled(false);
        ui->pushButton_closeDevice->setEnabled(true);
}

在構造函數中

那么，我們如何來對藍牙進行打開和關閉呢？我在open按鈕和close按鈕的槽函數中對藍牙進行開關操作。

open按鈕的槽函數：

void Widget::on_pushButton_openBluetooth_clicked()
{
    localDevice->powerOn();
    ui->pushButton_closeDevice->setEnabled(true);
    ui->pushButton_openBluetooth->setEnabled(false);
    ui->pushButton_scan->setEnabled(true);
}
localDevice->powerOn();方法調用打開本地的藍牙設備，然后你可以根據自己的喜好完成對按鈕的使能和禁止操作。
 
close按鈕的槽函數： 
void Widget::on_pushButton_closeDevice_clicked()
{
    localDevice->setHostMode(QBluetoothLocalDevice::HostPoweredOff);
    ui->pushButton_closeDevice->setEnabled(false);
    ui->pushButton_openBluetooth->setEnabled(true);
    ui->pushButton_scan->setEnabled(false);
}
close設備和我們的open設備的方法在形式上不一樣，我還以為他們兩個是對稱的，但是事實上不是，只能用這樣的方法對藍牙進行關閉。

2） 藍牙可見性

　　同樣地，在藍牙使用過程中，安卓手機提供了藍牙是否可以被其他藍牙搜索到這樣的功能，也就是藍牙可見，我們也可以用localDevice下的HostMode()方法，對這個狀態進行檢測。如下： 
if( localDevice->hostMode() == QBluetoothLocalDevice::HostDiscoverable ) {
        ui->checkBox_discoverable->setChecked(true);
}else {
        ui->checkBox_discoverable->setChecked(false);
}
我的設計中，藍牙可見如界面圖用的是checkBox空間完成的，通過setChecked()方法，一開機對是否可見進行。
在翻轉checkBox的時候，會激發進入checkBox的槽函數，我們在checkBox的槽函數中，完成對藍牙可見性的設定。代碼如下： 
localDevice->setHostMode( QBluetoothLocalDevice::HostDiscoverable);
同理，不可見你也能想到對吧。
 

3.3 藍牙設備的查找

　　使用藍牙設備的查找，就要用到 discoveryAgent 這個類的實例化。我們需要在構造函數中對discoveryAgent =new QBluetoothDeviceDiscoveryAgent();分配內存。然后就可以使用這個類的方法來對藍牙進行查找了。除此之外，還要進行一個信號和槽的鏈接。 
    connect(discoveryAgent,
            SIGNAL(deviceDiscovered(QBluetoothDeviceInfo)),
            this,
            SLOT(addBlueToothDevicesToList(QBluetoothDeviceInfo))
            );
　　在我們發現設備的時候，這個deviceDiscovered信號被觸發，進入到addBlueToothDevicesToList的函數中。在上面的軟件界面，我們的最上面藍牙列表下的控件是ListIte控件，這里做一個槽函數，將發現的設備打印到這個列表中列出來。 
void Widget::addBlueToothDevicesToList( const QBluetoothDeviceInfo &info )
{
    QString label = QString("%1 %2").arg(info.address().toString()).arg(info.name());

    QList<QListWidgetItem *> items = ui->list->findItems(label, Qt::MatchExactly);

    if (items.empty()) {
        QListWidgetItem *item = new QListWidgetItem(label);
        QBluetoothLocalDevice::Pairing pairingStatus = localDevice->pairingStatus(info.address());
        if (pairingStatus == QBluetoothLocalDevice::Paired || pairingStatus == QBluetoothLocalDevice::AuthorizedPaired )
            item->setTextColor(QColor(Qt::green));
        else
            item->setTextColor(QColor(Qt::black));
        ui->list->addItem(item);
    }

}
　　這里給出這個函數，每一句話十分的好理解，這里增加點選操作，當點擊listItem中的項目的時候，背景顏色會翻轉，雙擊這個項目就會和這個藍牙設備建立連接，這里有個actived槽函數，在這個槽函數里面就會進行藍牙的鏈接。下一章節寫這個如何連接。
 

3.4 藍牙設備的建立連接

　　在說藍牙設備連接之前，不得不提一個非常重要的概念，就是藍牙的Uuid，引用一下百度的：
 
　　 在藍牙中，每個服務和服務屬性都唯一地由"全球唯一標識符" （UUID）來校驗。正如它的名字所暗示的，每一個這樣的標識符都要在時空上保證唯一。UUID類可表現為短整形（16或32位）和長整形（128位）UUID。他提供了分別利用String和16位或32位數值來創建類的構造函數，提供了一個可以比較兩個UUID（如果兩個都是128位）的方法，還有一個可以轉換一個UUID為一個字符串的方法。UUID實例是不可改變的（immutable），只有被UUID標示的服務可以被發現。
在Linux下你用一個命令uuidgen -t可以生成一個UUID值；在Windows下則執行命令uuidgen 。UUID看起來就像如下的這個形式：2d266186-01fb-47c2-8d9f-10b8ec891363。當使用生成的UUID去創建一個UUID對象，你可以去掉連字符。
 
在我們的項目中，用到的模式是串口模式，我們需要建立一個存儲Uuid的機制，如下： 
static const QLatin1String serviceUuid("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB");
這個字符串里面的內容就是串口模式的Uuid，如果你開發的藍牙也是要使用串口，你直接Copy過去就可以了，如果你使用其他模式，自己去找這個Uuid碼是多少。
 
在使用藍牙建立連接，需要建立藍牙socket服務。請在構造函數中增加對socket的分配內存，要注意的是構造函數中的參數需要給定模式。
  
socket = new QBluetoothSocket(QBluetoothServiceInfo::RfcommProtocol);
　　
 
　　在Qt文檔中，給了3中模式，具體如何這里不做引申，讀者需要請自己查詢文檔。但RfcommProtocol，屬於模擬RS232模式，我就叫串口模式了。
　　在上一節中說了，當雙擊ItemList控件中的項目時候，會進入到actived槽函數和藍牙進行鏈接，那么如何連接呢？在itemList中會打印一個藍牙的MAC地址信息，我們會將這個Mac地址保存在QBluetoothAddress這個類的實例化中，並將這個address傳遞給socket，作為鏈接依據。 
void Widget::itemActivated(QListWidgetItem *item)
{
    QString text = item->text();

    int index = text.indexOf(' ');

    if (index == -1)
        return;

    QBluetoothAddress address(text.left(index));
    QString name(text.mid(index + 1));
    qDebug() << "You has choice the bluetooth address is " << address;
    qDebug() << "The device is connneting.... ";
    QMessageBox::information(this,tr("Info"),tr("The device is connecting..."));
    socket->connectToService(address, QBluetoothUuid(serviceUuid) ,QIODevice::ReadWrite);

}

　　我們通過對字符串的處理，將得到address信息。通過socket->connectToService(....)，把地址，Uuid，和藍牙模式傳遞進去，當執行完這句話的時候，安卓手機開始和你

 　　選擇的藍牙設備進行鏈接。

　　同樣在socket中也提供了豐富的槽函數，比如成功建立連接信號，成功斷開信號，這里在槽函數中可以做一些例子，這里給出例子：

 

    connect(socket,
            SIGNAL(connected()),
            this,
            SLOT(bluetoothConnectedEvent())
            );
    connect(socket,
            SIGNAL(disconnected()),
            this,
            SLOT(bluetoothDisconnectedEvent())
            );
void Widget::bluetoothConnectedEvent()
{
　　// 2017/10/8 更新一下，請在這里插入關閉藍牙查找服務，否則數據會斷。
   // 具體語句是什么我忘記了，反正使用discoveryAgent的一個什么close，或者stop的方法

    qDebug() << "The android device has been connected successfully!";
    QMessageBox::information(this,tr("Info"),tr("successful connection!"));
}

void Widget::bluetoothDisconnectedEvent()
{
    qDebug() << "The android device has been disconnected successfully!";
    QMessageBox::information(this,tr("Info"),tr("successful disconnection!"));
}

 

最后，還有一個斷開連接函數。通過斷開連接按鈕的槽函數實現。

void Widget::on_pushButton_disconnect_clicked()
{
    socket->disconnectFromService();

}

 

3.5 發送和接收數據

　　藍牙發送和接收數據，也是通過socket進行。發送數據十分簡單： 
void Widget::on_pushButton_send_clicked()
{
    QByteArray arrayData;
    QString s("Hello Windows!!!\nThis message is sended via bluetooth of android device!\n");
    arrayData = s.toUtf8();
    socket->write(arrayData);
}
這里通過socket->write函數，完成發送。發送之后，上位機，我用的串口助手會顯示該信息。
串口助手接受到信息
 
那么接收數據呢？
我們在構造函數中，需要建立這樣的一個信號和槽的鏈接： 
    connect(socket,
            SIGNAL(readyRead()),
            this,
            SLOT(readBluetoothDataEvent())
            );

 

readyRead()信號觸發，跳進readBluetoothDataEvent中。 
void Widget::readBluetoothDataEvent()
{

    QByteArray line = socket->readAll();
    QString strData = line.toHex();
    comStr.append(strData);
    qDebug() <<"rec data is: "<< comStr;
    qDebug() <<"The comStr length is: " << comStr.length();
    if(comStr.length() >= 30) {

        ui->textBrowser_info->append(comStr + "\n");
        comStr.clear();
    }

}

 

我這里是這樣處理的，當然了，你有你自己的處理方法，意思就是那么個意思。
 

四、結束語

完成對藍牙的開發，實現了最基本的功能，這里為了講述用Qt開發藍牙在安卓設備上，用了最簡單最簡單的例子，給你一個思路框架方法，如果追求極高的穩定性，好需要自
己深入研究，這里不做討論。歡迎批評指正，我也是一個求學者，大家共同交流，共同進步。最后，貼上源碼，僅供大家參考。
 
 
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