串口通信通过Tcp传到服务器实现串口数据转发

主要目的：通过串口获取外设的数据，转发到服务器进行处理并在Web端显示设备的信息。

主要用到的知识点：

第一：串口通信相关的知识。

1.串口通信用到的两个头文件：

#include <QtSerialPort/QSerialPort>
#include <QtSerialPort/QSerialPortInfo>

QSerialPort：用于访问串口，并对串口进行操作。

QSerialPortInfo：提供了系统中存在的串口的信息。

2.工程文件（.pro）中加下面一行代码：

QT       += serialport

注意：工程文件中添加上述代码后，要保存后才能生效，方法：在QT Creator中文件—保存所有文件。

第二：Tcp通信相关知识。

1.Tcp通信用到的头文件：

#include <QTcpSocket>

2.需要.pro文件中加入下面代码：

QT       += network

 代码实现：

第一：设计模块截图

          下面的红色是各个控件的QbjectNname,在代码要用到，为了方便读者方便阅读所以都标记出来了。下面“发送”按钮是预留按钮，在代码中没有用到，准备在后面的更新中再优化用到此按钮哦。

第二：代码展示

#-------------------------------------------------
#
# Project created by QtCreator 2019-09-30T15:51:56
#
#-------------------------------------------------

QT       += core gui network serialport

greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets

TARGET = qianxunSerialPort
TEMPLATE = app


SOURCES += main.cpp\
        widget.cpp

HEADERS  += widget.h

FORMS    += widget.ui

注意：QT += core gui network serialport，一定要添加后在文件中保存，不然会出问题的哦。

widget.h:

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QTcpSocket>
#include<QHostAddress>
#include<QDebug>
#include<QSerialPort>
#include<QSerialPortInfo>
#include<QTextCodec>
#include<QByteArray>
namespace Ui {
class Widget;
}

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit Widget(QWidget *parent = 0);
    ~Widget();
    void InitTcp();
    void InitPort();
    void doProcessWrite();
    void doProcessTcpWrite();
    void writeByteArray();
private slots:
    void doProssConnected();
    void doProcessReadyRead();
    void doProssDisconnected();
    void doProcessSerialRead();

private slots:
    void on_pushButton_clicked();

    void on_ConnectBtn_clicked();

    //void on_SendBtn_clicked();

    void on_ClearBtn_clicked();

    void on_CheckBtn_clicked();

private:
    Ui::Widget *ui;
    QTcpSocket *myTcpSocket;
    bool pushBtnFlag=false;
    QSerialPort *mySerial;
    QByteArray tempStr;//保存的从服务器获取的字节流
    QByteArray readComDataMsg;//保存从串口获取的字节流
};

#endif // WIDGET_H

main.cpp:

#include "widget.h"
#include <QApplication>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    Widget w;
    w.show();
    w.setWindowTitle("串口转Tcp工具");
    return a.exec();
}

widget.cpp:

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include<QFile>
Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    //初始化端口
    InitPort();
    //初始化Tcp
    InitTcp();
   // ui->SendBtn->setEnabled(false);

}
Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}
void Widget::InitTcp()
{
    myTcpSocket=new QTcpSocket(this);
    //由于connectToHost没有返回值，所以通过三个connect来判断和服务器的状态
    connect(myTcpSocket,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(doProssDisconnected()));
    connect(myTcpSocket,SIGNAL(connected()),this,SLOT(doProssConnected()));
    connect(myTcpSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(doProcessReadyRead()));
}
//点击打开Tcp连接服务器
void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    if(ui->pushButton->text()=="打开TCP")
    {
        QString ServceIp=ui->lineEdit_IP->text();
        QString ServcePort=ui->lineEdit_Port->text();
        myTcpSocket->connectToHost(QHostAddress(ServceIp),ServcePort.toUInt());
        ui->pushButton->setText("关闭TCP");
    }
    else if(ui->pushButton->text()=="关闭TCP")
    {
      myTcpSocket->close();
      ui->pushButton->setText("打开TCP");
      ui->textEdit_Client->append("TCP关闭成功！");
    }
}
void Widget::doProssConnected()
{
    QString str="打开服务器成功";
    ui->textEdit_Client->append(str);
}
void Widget::doProcessReadyRead()
{
    QTcpSocket *myTcpSocket=(QTcpSocket *)this->sender();
    //读取服务器向缓冲区的存储数据
    while (!myTcpSocket->atEnd())
    {
     tempStr= myTcpSocket->readAll();
   // tempStr=QString::fromLocal8Bit(tempMsg);
     qDebug()<<"服务器向缓冲区存储字节数据";
    }
    //处理向串口写入数据
    doProcessWrite();
    writeByteArray();

}
void Widget::doProssDisconnected()
{
//    QString msg="服务器断开";
//    ui->textEdit_Client->append(msg);
    ui->pushButton->setText("关闭TCP");

}
//向服务器写入数据。
void Widget::doProcessTcpWrite()
{
    if(!readComDataMsg.isEmpty())
    {
     int ret= myTcpSocket->write(readComDataMsg);
     readComDataMsg.clear();
       if(ret<0)
       {
           return;
       }
    }
    else{
         qDebug()<<"向服务器写入数据失败";
    }

}


//........................................................................
//.............................串口.......................................
void Widget::InitPort()
{
    mySerial = new QSerialPort(this);
    foreach (const QSerialPortInfo&info,QSerialPortInfo::availablePorts())
    {

        QSerialPort serial;
        serial.setPort(info);
        //串口每打开一次就要close一次，不然下次打不开。
        qDebug()<<"#######";
        if(serial.open(QIODevice::ReadWrite))
        {
        ui->ComBC->addItem(info.portName());
        serial.close();
        }
    }

    QStringList baudList;//波特率
    baudList<<"115200"<<"57600"<<"38400"<<"19200"<<"9600"<< "4800"<<"2400"<<"1200";
    ui->BaudCB->addItems(baudList);
    QStringList dataBitsList;
    dataBitsList<<"8"<<"7"<<"6"<<"5";
    ui->DataBitsCB->addItems(dataBitsList);
    QStringList parityList;
    parityList<<"无校验"<<"奇校验"<<"偶校验";
    ui->ParityCB->addItems(parityList);
    QStringList stopBitsList;
    stopBitsList<<"1"<<"1.5"<<"2";
    ui->StopCB->addItems(stopBitsList);
    QStringList setFlowCtrl;
    setFlowCtrl<<"off"<<"RTS/CTS"<<"XON/XOFF";
    ui->FlowsCB->addItems(setFlowCtrl);
    //ui->SendBtn->setEnabled(false);
}
void Widget::on_ConnectBtn_clicked()
{
    if(ui->ConnectBtn->text()=="串口连接")
      {
       mySerial->setPortName(ui->ComBC->currentText());
       qDebug()<<"***********";
       bool openSerial= mySerial->open(QIODevice::ReadWrite);

       if(openSerial)
        {
            //设置波特率
            if ( ui->BaudCB->currentText()=="115200")
            {
                mySerial->setBaudRate(QSerialPort::Baud115200);
            }
                //qDebug()<<"115200";
            else if ( ui->BaudCB->currentText()==" 9600")
            {
                 mySerial->setBaudRate(QSerialPort::Baud9600);
            }
            else if ( ui->BaudCB->currentText()==" 1200")
            {
                mySerial->setBaudRate(QSerialPort::Baud1200);
               }
             else if ( ui->BaudCB->currentText()==" 2400")
              {
                 mySerial->setBaudRate(QSerialPort::Baud2400);
                }
            else if ( ui->BaudCB->currentText()==" 4800")
            {

                mySerial->setBaudRate(QSerialPort::Baud4800);
             }
             else if ( ui->BaudCB->currentText()==" 19200")
            {
                 mySerial->setBaudRate(QSerialPort::Baud19200);
             }
            else if ( ui->BaudCB->currentText()==" 38400")
            {
                mySerial->setBaudRate(QSerialPort::Baud38400);
             }
            else if ( ui->BaudCB->currentText()==" 57600")
            {
                mySerial->setBaudRate(QSerialPort::Baud57600);
             }

            //设置数据位
            if (ui->DataBitsCB->currentText()=="8")

                  mySerial->setDataBits(QSerialPort::Data8);
            else if (ui->DataBitsCB->currentText()=="7")

                 mySerial->setDataBits(QSerialPort::Data7);
            else if (ui->DataBitsCB->currentText()=="6")

                 mySerial->setDataBits(QSerialPort::Data6);
            else if (ui->DataBitsCB->currentText()=="5")

                mySerial->setDataBits(QSerialPort::Data5);

            //设置校验位
            if (ui->ParityCB->currentText()=="0")
                 mySerial->setParity(QSerialPort::NoParity);
            else  if (ui->ParityCB->currentText()=="2")
                mySerial->setParity(QSerialPort::EvenParity);
            else if (ui->ParityCB->currentText()=="3")
                 mySerial->setParity(QSerialPort::OddParity);

            //停止位
            if (ui->StopCB->currentText()=="1")

                mySerial->setStopBits(QSerialPort::OneStop);
             else if (ui->StopCB->currentText()=="3")
                  mySerial->setStopBits(QSerialPort::OneAndHalfStop);
             else if (ui->StopCB->currentText()=="2")
                mySerial->setStopBits(QSerialPort::TwoStop);
            //流控制
            if (ui->FlowsCB->currentText()=="0")

                 mySerial->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);
            else if (ui->FlowsCB->currentText()=="1")
                mySerial->setFlowControl(QSerialPort::HardwareControl);
            else if (ui->FlowsCB->currentText()=="2")
                mySerial->setFlowControl(QSerialPort::SoftwareControl);
        }
       connect(mySerial,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(doProcessSerialRead()));
       QString msg1="log gpgga ontime 5\r\n";
       QString msg2="interfacemode auto auto on\r\n";
       //mySerial->write(msg1+msg2);
       mySerial->write(msg1.toLatin1());
       mySerial->write(msg2.toLatin1());
        ui->ConnectBtn->setText("串口关闭");
        ui->BaudCB->setEnabled(false);
        ui->DataBitsCB->setEnabled(false);
        ui->FlowsCB->setEnabled(false);
        ui->ParityCB->setEnabled(false);
        ui->StopCB->setEnabled(false);
        ui->ComBC->setEnabled(false);
      }
    else if(ui->ConnectBtn->text()=="串口关闭")
        {
          mySerial->close();
          ui->ConnectBtn->setText("串口连接");
          ui->BaudCB->setEnabled(true);
          ui->DataBitsCB->setEnabled(true);
          ui->FlowsCB->setEnabled(true);
          ui->ParityCB->setEnabled(true);
          ui->StopCB->setEnabled(true);
          ui->ComBC->setEnabled(true);
        }
}
//读取串口的数据
void Widget::doProcessSerialRead()
{
     readComDataMsg = mySerial->readAll();

     QString str=QString::fromLocal8Bit(readComDataMsg);
     QString strTemp=str.replace(QString("\r\n"),QString(" "));
     ui->textEdit_Servce->append(strTemp);
     //ui->textEdit_Servce->setText(readComDataMsg);
//     }
       doProcessTcpWrite();
      // readComData.clear();

}
//void Widget::on_SendBtn_clicked()
//{
//    //QString serialTemp=ui->textEdit_Client->toPlainText();
//   QString serialTemp="log versionb ontime 1\r\n";
//    //QString serialTemp="log gpgga ontime 1 \r\n";
//    //qDebug()<<serialTemp;
//   int ret= mySerial->write(serialTemp.toLatin1());
//   qDebug()<<ret;
//   qDebug()<<serialTemp;
//   if(ret<0)
//   {
//       qDebug()<<ret;
//   }
//}
void Widget::on_ClearBtn_clicked()
{
    ui->textEdit_Servce->clear();
    ui->textEdit_Client->clear();
}
//向串口写入数据
void Widget::doProcessWrite()
{

    if(!tempStr.isEmpty())
    {
        qDebug()<<"向串口写入数据正确";
//        char *ch=tempStr.data();
//    int ret= mySerial->write(ch);
      mySerial->write(tempStr);
      int byteLen= mySerial->bytesToWrite();
      qDebug()<<"写数据的大小:"<<byteLen;
      //qDebug()<<"这个是向串口写入数据:"<<mySerial;
//       if(tempStr.size()<0)
//       {
//           return;
//       }
    }
    else{
         qDebug()<<"向串口写入数据错误";
        return;
    }
    QString str=QString::fromLocal8Bit(tempStr);
    QString strReplace= str.replace(QString("\r\n"),QString(""));
    if(!strReplace.isEmpty())
    {
    ui->textEdit_Client->append(strReplace);
    //qDebug()<<strReplace;
    }
    else {
         return;
    }
    //tempStr.clear();
}

void Widget::writeByteArray()
{
    //写二进制文件
       QFile file("D://testBase.txt");
       if(!file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Append))
       {
           qDebug() << "Can't open file for writing";
       }
//       QDataStream out(&file);
//       out.setVersion(QDataStream::Qt_5_6);
//       out << tempStr;
       qDebug()<<"向文件写入数据正确";
       file.write(tempStr);
       file.close();
       tempStr.clear();
}
//刷新串口
void Widget::on_CheckBtn_clicked()
{
    ui->ComBC->clear();
    foreach (const QSerialPortInfo&info,QSerialPortInfo::availablePorts())
    {

        QSerialPort serial;
        serial.setPort(info);
        if(serial.open(QIODevice::ReadWrite))
        {
        ui->ComBC->addItem(info.portName());
        serial.close();
        }
    }
}

代码思路梳理：从服务器获取字节流保存在tempStr全局变量中，然后写入到串口，从串口中获取的数据保存在readComDataMsg全局变量中，写入到服务器和在界面上显示。

继续优化的问题：

1.进行大量串口数据的转发，运行一天软件正常运行，数据转发正常，可以优化成多线程间通信，拓展知识。

2.doProcessWrite()/doProcessTcpWrite()这两个函数时直接调用的，应该使用Qt的风格，用emit发送信号，使用信号和槽函数模式。

       欢迎有问题的小伙伴或者对代码有见解的，多多交流哦。