你的位置:首页 > 操作系统

[操作系统]Qt on Android 蓝牙开发


  版权声明:本文为MULTIBEANS ORG研发跟随文章,未经MLT ORG允许不得转载。

 

  最近做项目,需要开发安卓应用,实现串口的收发,目测CH340G在安卓手机上非常麻烦,而且驱动都是Java版本的, 就没选择,博主在大二的时候学习过Java SE基本的语法,写过一些小程序就放弃了Java的道路。最后选择了蓝牙无线透传模块,实现串口通信。现在Qt跨平台支持安卓,是在是令人欣喜。在网上找资料,用Qt on Android做蓝牙驱动的几乎没有,也没有相关例程,所以准备撰写此文,献给广大嵌入式程序员们

一、软硬件平台

1.1 硬件平台

1. 蓝牙:HC-05,(淘宝上有卖),它的接口就是跟串口一样的,我们用到了TX,RX,GND,VCC四个引脚。跟下位机或者用CH340G TTL转USB模块接到PC机上。蓝牙工作在串口模式可以通过AT指令调节。具体参考蓝牙配套的说明文档,最主要的就是请将蓝牙设定为从机模式,否则安卓手机搜寻链接不上。
2.安卓手机:我这里测试用了2台安卓手机,一台是小米4移动版,安卓版本6.0.1;一台是MOTO MT887,安卓版本4.1.2。

1.2 软件平台

本项目Qt版本是5.7,系统是windows 8.1 x64

 

二、软件基本介绍

  因为第一次做蓝牙,就做一个非常简单的雏形,实现蓝牙状态检测、蓝牙的开关、蓝牙的扫描和蓝牙配对链接,并且能像串口助手一样完成数据收发。如图,就是本一开始做的最简单的软件界面,本软件基于QWidget控件制作,当然你可以选择mainwinodw,更可以自己定义类。

 

软件界面

 

  我不用介绍每个部位是什么了,都会明白吧?蓝牙打开后通过扫描,会将蓝牙的MAC地址还有名字显示在List中,我们双击List列表中的蓝牙,就会进入actived信号连接的槽函数,执行蓝牙的配对连接。建立连接之后,就类似串口一样可以进行数据通信了。另外,点击send按钮之后会发送一堆字符串。

三、 蓝牙开发

3.1 项目文件准备

需要用到蓝牙就需要在.pro文件中引入库,我没有用Qt quick,用的是纯C++写的代码,你需要在.pro文件中加入这句话:

QT += bluetooth

如果没有这句话的话,包含蓝牙目录下的头文件,会提示找不到该文件。
 
之后就是要包含一些蓝牙用到的头文件:
 
#include <QtBluetooth/qbluetoothglobal.h>#include <QtBluetooth/qbluetoothlocaldevice.h>#include <qbluetoothaddress.h>#include <qbluetoothdevicediscoveryagent.h>#include <qbluetoothlocaldevice.h>#include <qbluetoothsocket.h>

  一会儿介绍每个都是做什么的。
 
请在类中声明定义蓝牙相关句柄:
QBluetoothDeviceDiscoveryAgent *discoveryAgent;QBluetoothLocalDevice *localDevice;QBluetoothSocket *socket;


 
  第一个discoveryAgent是用来对周围蓝牙进行搜寻,localDevice顾名思义,就是对本地设备进行操作,比如进行设备的打开,设备的关闭等等。socket就是用来进行蓝牙配对链接和数据传输的。这里要用到这三个。
 

3.2 蓝牙开关和可见性设定

在构造函数中,请为localDevice使用new运算符分配内存。
localDevice = new QBluetoothLocalDevice();


1) 蓝牙开关

本设计在运行APP的时候,会检测一下我们本地设备的蓝牙是否打开,如果判断是开启状态,我们可以将打开蓝牙的按钮disable掉,将关闭蓝牙的按钮enable,所以在APP运行的时候需要进行蓝牙状态检测。检测方法如下:
 
进行一个这样的检测,对本地设备模式进行判断。
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);}

在构造函数中

那么,我们如何来对蓝牙进行打开和关闭呢?我在open按钮和close按钮的槽函数中对蓝牙进行开关操作。


open按钮的槽函数:

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();方法调用打开本地的蓝牙设备,然后你可以根据自己的喜好完成对按钮的使能和禁止操作。
 
close按钮的槽函数:
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设备和我们的open设备的方法在形式上不一样,我还以为他们两个是对称的,但是事实上不是,只能用这样的方法对蓝牙进行关闭。


2) 蓝牙可见性

  同样地,在蓝牙使用过程中,安卓手机提供了蓝牙是否可以被其他蓝牙搜索到这样的功能,也就是蓝牙可见,我们也可以用localDevice下的HostMode()方法,对这个状态进行检测。如下:
if( localDevice->hostMode() == QBluetoothLocalDevice::HostDiscoverable ) {    ui->checkBox_discoverable->setChecked(true);}else {    ui->checkBox_discoverable->setChecked(false);}

我的设计中,蓝牙可见如界面图用的是checkBox空间完成的,通过setChecked()方法,一开机对是否可见进行。
在翻转checkBox的时候,会激发进入checkBox的槽函数,我们在checkBox的槽函数中,完成对蓝牙可见性的设定。代码如下:
localDevice->setHostMode( QBluetoothLocalDevice::HostDiscoverable);

同理,不可见你也能想到对吧。
 

3.3 蓝牙设备的查找

  使用蓝牙设备的查找,就要用到 discoveryAgent 这个类的实例化。我们需要在构造函数中对discoveryAgent =new QBluetoothDeviceDiscoveryAgent();分配内存。然后就可以使用这个类的方法来对蓝牙进行查找了。除此之外,还要进行一个信号和槽的链接。
  connect(discoveryAgent,      SIGNAL(deviceDiscovered(QBluetoothDeviceInfo)),      this,      SLOT(addBlueToothDevicesToList(QBluetoothDeviceInfo))      );

  在我们发现设备的时候,这个deviceDiscovered信号被触发,进入到addBlueToothDevicesToList的函数中。在上面的软件界面,我们的最上面蓝牙列表下的控件是ListIte控件,这里做一个槽函数,将发现的设备打印到这个列表中列出来。
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);  }}

  这里给出这个函数,每一句话十分的好理解,这里增加点选操作,当点击listItem中的项目的时候,背景颜色会翻转,双击这个项目就会和这个蓝牙设备建立连接,这里有个actived槽函数,在这个槽函数里面就会进行蓝牙的链接。下一章节写这个如何连接。
 

3.4 蓝牙设备的建立连接

  在说蓝牙设备连接之前,不得不提一个非常重要的概念,就是蓝牙的Uuid,引用一下百度的:
 
  在蓝牙中,每个服务和服务属性都唯一地由"全球唯一标识符" (UUID)来校验。正如它的名字所暗示的,每一个这样的标识符都要在时空上保证唯一。UUID类可表现为短整形(16或32位)和长整形(128位)UUID。他提供了分别利用String和16位或32位数值来创建类的构造函数,提供了一个可以比较两个UUID(如果两个都是128位)的方法,还有一个可以转换一个UUID为一个字符串的方法。UUID实例是不可改变的(immutable),只有被UUID标示的服务可以被发现。
在Linux下你用一个命令uuidgen -t可以生成一个UUID值;在Windows下则执行命令uuidgen 。UUID看起来就像如下的这个形式:2d266186-01fb-47c2-8d9f-10b8ec891363。当使用生成的UUID去创建一个UUID对象,你可以去掉连字符。
 
在我们的项目中,用到的模式是串口模式,我们需要建立一个存储Uuid的机制,如下:
static const QLatin1String serviceUuid("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB");


这个字符串里面的内容就是串口模式的Uuid,如果你开发的蓝牙也是要使用串口,你直接Copy过去就可以了,如果你使用其他模式,自己去找这个Uuid码是多少。
 
在使用蓝牙建立连接,需要建立蓝牙socket服务。请在构造函数中增加对socket的分配内存,要注意的是构造函数中的参数需要给定模式。
 
socket = new QBluetoothSocket(QBluetoothServiceInfo::RfcommProtocol);

  
 
  在Qt文档中,给了3中模式,具体如何这里不做引申,读者需要请自己查询文档。但RfcommProtocol,属于模拟RS232模式,我就叫串口模式了。

  在上一节中说了,当双击ItemList控件中的项目时候,会进入到actived槽函数和蓝牙进行链接,那么如何连接呢?在itemList中会打印一个蓝牙的MAC地址信息,我们会将这个Mac地址保存在QBluetoothAddress这个类的实例化中,并将这个address传递给socket,作为链接依据。
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);}

  我们通过对字符串的处理,将得到address信息。通过socket->connectToService(....),把地址,Uuid,和蓝牙模式传递进去,当执行完这句话的时候,安卓手机开始和你

   选择的蓝牙设备进行链接。

  同样在socket中也提供了丰富的槽函数,比如成功建立连接信号,成功断开信号,这里在槽函数中可以做一些例子,这里给出例子:

 

  connect(socket,      SIGNAL(connected()),      this,      SLOT(bluetoothConnectedEvent())      );  connect(socket,      SIGNAL(disconnected()),      this,      SLOT(bluetoothDisconnectedEvent())      );

void Widget::bluetoothConnectedEvent(){  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,还有一个断开连接函数。通过断开连接按钮的槽函数实现。

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

 

3.5 发送和接收数据

  蓝牙发送和接收数据,也是通过socket进行。发送数据十分简单:
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);}

这里通过socket->write函数,完成发送。发送之后,上位机,我用的串口助手会显示该信息。

串口助手接受到信息
 
那么接收数据呢?
我们在构造函数中,需要建立这样的一个信号和槽的链接:
  connect(socket,      SIGNAL(readyRead()),      this,      SLOT(readBluetoothDataEvent())      );

 

readyRead()信号触发,跳进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();  }}

 

我这里是这样处理的,当然了,你有你自己的处理方法,意思就是那么个意思。
 

四、结束语

完成对蓝牙的开发,实现了最基本的功能,这里为了讲述用Qt开发蓝牙在安卓设备上,用了最简单最简单的例子,给你一个思路框架方法,如果追求极高的稳定性,好需要自
己深入研究,这里不做讨论。欢迎批评指正,我也是一个求学者,大家共同交流,共同进步。最后,贴上源码,仅供大家参考。
 
 
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
百度云链接:http://pan.baidu.com/s/1dEB5LoX
提取码: zykk
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------