QGC连接无人机飞控时支持多种连接方式，并且可以自动连接，不由让人好奇它的实现原理，本文主要分析QGC的连接原理和连接过程，数据的收发过程。
提示：以下是本篇文章正文内容
QGC使用QT框架，采用c++语言，能够通过多种方式连接无人机飞控（串口、UDP、TCP、蓝牙等）。连接的实现类有一个基类Linkinterface，继承于QThread类，基类提供统一接口，实现多态。子类有：SerialLink、UDPLink、TCPLink、BluetoothLink、MockLink，分别对应串口、UDP、TCP、蓝牙连接的具体实现。除SerialLink类外，其他的子类都重写了run函数，说明这些连接都运行在子线程里，通过信号槽的方式把接收到的数据送到主线程。
LinkInterface主要用于实现连接的通用接口，而连接的管理放在了LinkManager类。LinkManager继承于QGCTool类，QGCTool类是QGC工具类的基类，继承于QGCTool类的子类对象都是单例模式。连接管理包括了创建连接、建立连接、断开连接、数据收发等。
QGC的自动连接实际使用的是一个定时器，定时去触发连接检测函数，检测是否有需要连接的设备。定时器变量名_portListTimer，定时时间到后触发槽函数_updateAutoConnectLinks（）
connect(&_portListTimer, &QTimer::timeout, this, &LinkManager::_updateAutoConnectLinks);//linkManager.c 90
整理了一下整个连接过程，贴个图
_updateAutoConnectLinks()函数检测是否有需要连接的设备，检测到后执行createConnectedLink()函数，在该函数中根据不同的连接类型将Linkinterfacce基类指针指向不同的子类对象。LinkInterface* LinkManager::createConnectedLink(SharedLinkConfigurationPointer& config, bool isPX4Flow)
{
if (!config) {
qWarning() << "LinkManager::createConnectedLink called with nullptr config";
return nullptr;
}
LinkInterface* pLink = nullptr;
switch(config->type()) {
#ifndef NO_SERIAL_LINK
case LinkConfiguration::TypeSerial:
{
auto* serialConfig = qobject_cast<SerialConfiguration*>(config.data());
if (serialConfig) {
pLink = new SerialLink(config, isPX4Flow);
if (serialConfig->usbDirect()) {
_activeLinkCheckList.append(qobject_cast<SerialLink*>(pLink));
if (!_activeLinkCheckTimer.isActive()) {
_activeLinkCheckTimer.start();
}
}
}
}
break;
#else
Q_UNUSED(isPX4Flow)
#endif
case LinkConfiguration::TypeUdp:
pLink = new UDPLink(config);
break;
case LinkConfiguration::TypeTcp:
pLink = new TCPLink(config);
break;
#ifdef QGC_ENABLE_BLUETOOTH
case LinkConfiguration::TypeBluetooth:
pLink = new BluetoothLink(config);
break;
#endif
case LinkConfiguration::TypeLogReplay:
pLink = new LogReplayLink(config);
break;
#ifdef QT_DEBUG
case LinkConfiguration::TypeMock:
pLink = new MockLink(config);
break;
#endif
case LinkConfiguration::TypeLast:
break;
}
if (pLink) {
_addLink(pLink);
connectLink(pLink);
}
return pLink;
}
然后分别执行_addLink()、connectLink()函数。connectLink()中主要操作是link->_connect()，根据基类指针指向的不同子类，调用不同的连接函数。_addLink()主要把连接对象指针添加到连接列表，连接数据收发的信号槽，数据接收槽函数位于MavlinkProtocol类(图片中写错了，笔误)，该类同样继承于QGCTool类，单例模式，只有一个对象。
void LinkManager::_addLink(LinkInterface* link)
{
if (thread() != QThread::currentThread()) {
qWarning() << "_addLink called from incorrect thread";
return;
}
if (!link) {
return;
}
if (!containsLink(link)) {
int mavlinkChannel = _reserveMavlinkChannel();
if (mavlinkChannel != 0) {
link->_setMavlinkChannel(mavlinkChannel);
} else {
qWarning() << "Ran out of mavlink channels";
return;
}
_sharedLinks.append(SharedLinkInterfacePointer(link));
emit newLink(link);
}
connect(link, &LinkInterface::communicationError, _app, &QGCApplication::criticalMessageBoxOnMainThread);
connect(link, &LinkInterface::bytesReceived, _mavlinkProtocol, &MAVLinkProtocol::receiveBytes);// receive data.
connect(link, &LinkInterface::bytesSent, _mavlinkProtocol, &MAVLinkProtocol::logSentBytes);// send data.
_mavlinkProtocol->resetMetadataForLink(link);
_mavlinkProtocol->setVersion(_mavlinkProtocol->getCurrentVersion());
connect(link, &LinkInterface::connected, this, &LinkManager::_linkConnected);
connect(link, &LinkInterface::disconnected, this, &LinkManager::_linkDisconnected);
// This connection is queued since it will cloe the link. So we want the link emitter to return otherwise we would
// close the link our from under itself.
connect(link, &LinkInterface::connectionRemoved, this, &LinkManager::_linkConnectionRemoved, Qt::QueuedConnection);
}
mavlinkprotocol收到数据后根据mavlink协议进行一系列操作，最后消息会通过信号槽的方式传到vehicle类，根据不同的mavlink消息执行具体的操作(_mavlinkMessageReceived（）函数)。
写到这不得不说一下QGC的多机连接，多机管理类MultiVehicleManager，在mavlinkprotocol收到无人机广播的heartbeat消息后，会发送vehicleHeartbeatInfo信号，MultiVehicleManager类的槽函数_vehicleHeartbeatInfo()接收这个信号，根据消息包中的无人机类型创建不同的vehicle对象，实现多机的一个连接。
connect(_mavlinkProtocol, &MAVLinkProtocol::vehicleHeartbeatInfo, this, &MultiVehicleManager::_vehicleHeartbeatInfo);
上面的过程图只写了数据的接收，数据发送也整理了一下，贴个图，详细过程就不叙述了，用到的话可以根据过程图追一下代码。
QGC的连接结构设计的还是挺棒的，过程简洁，结构合理。除了串口没搞明白是否开线程外，其他方式的连接都是每个连接都是一个线程，收到数据后再通过信号槽的方式传递到主线程。另外连接还有通道的概念，每个连接对应一个mavlink通道，通道数目会显示限制连接数量，通过修改MAVLINK_COMM_NUM_BUFFERS（位置：mavlink_types.h）宏可以修改通道数目。还需要修改一个变量_mavlinkChannelsUsedBitMask，该变量用于计算存储每个通道。
宏：MAVLINK_COMM_NUM_BUFFERS
位置：mav_link_types.c
通道控制函数：int LinkManager::_reserveMavlinkChannel(void)
void LinkManager::_freeMavlinkChannel(int channel)
位置：LinkManager.c