使用LinuxQT实现串口通信，轻松打开物联网之门 (linuxqt串口)

随着物联网技术的发展，各种物联设备逐渐走进人们的日常生活中。而要实现设备之间的互联和数据交换，串口通信技术就显得尤为重要。在Linux系统下，QT作为一种跨平台应用程序框架，可以方便地实现串口通信功能，从而轻松打开物联网之门。

一、Linux系统下的串口通信

Linux系统内核中提供了许多与串口通信相关的驱动程序，可以通过在应用程序中使用系统调用函数来实现串口通信。如图1所示，Linux系统下，串口驱动程序主要由以下几部分组成：

1.串口芯片驱动程序：Linux系统内核支持多种串口芯片，如16550A、16650、16750、16850等。不同的芯片驱动程序实现方式不同，但是它们都提供了相应的接口函数用于访问串口寄存器。

2.串口设备驱动程序：Linux系统将串口设备看作一种特殊的字符设备，因此串口设备驱动程序实质上也是一种字符设备驱动程序。它提供了打开、关闭、读、写、控制等基本接口函数，并且通过ioctl()系统调用函数提供了设置串口参数的接口。

3.串口控制台驱动程序：除了可以通过应用程序进行串口通信外，Linux系统还提供了一种特殊的串口路由，即串口控制台。用户可以将其视为一种远程终端，通过串口连接到电脑上，实现远程登录的功能，以便于在远程主机上进行操作。

图1 Linux系统下的串口通信结构

二、QT实现串口通信

QT是一种基于C++语言的跨平台应用程序框架，其中包括了许多用于GUI开发的组件，同时还提供了一些底层接口函数，可以方便地实现串口通信功能。

1.串口基本设置

在QT应用程序中使用串口通信功能之前，首先需要对串口进行初始化设置。QT提供了一个QSerialPort类，该类封装了串口通信的底层操作，实现了如下几个重要的功能：

1.打开、关闭串口

2.设置串口各项参数，如波特率、数据位、停止位等

3.读、写数据

在使用QSerialPort类之前，需要先引入头文件，即#include

在进行串口初始化时，需要以如下方式定义QSerialPort类的实例：

QSerialPort serial;

然后利用该实例中提供的函数进行串口设置，如下所示：

serial.setPortName(“/dev/ttyUSB0”); //串口设备文件名

serial.setBaudRate(QSerialPort::Baud115200); //波特率

serial.setDataBits(QSerialPort::Data8); //数据位数

serial.setParity(QSerialPort::NoParity); //校验位

serial.setStopBits(QSerialPort::OneStop); //停止位数

serial.setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl); //流控制

在进行完上述设置之后，调用以下函数将串口打开即可：

if(serial.open(QIODevice::ReadWrite)){//串口打开成功 }else{//串口打开失败 }

如果想关闭串口，可以使用如下代码：

serial.close();//关闭串口

2.读取串口数据

在串口成功打开之后，就可以使用QIODevice类中提供的read()函数进行数据的读取了。该函数的原型如下所示：

qint64 read(char *data, qint64 maxSize);

其中，data表示数据缓冲区，maxSize表示最多读取的字节数。函数的返回值为实际读取到的字节数。下面是一个调用read()函数进行串口数据读取的示例：

char data[100]; //定义一个100字节大小的缓冲区

serial.wtForReadyRead(100); //等待100ms，确保有数据可读

qint64 ret = serial.read(data, 100); //读取数据

if(ret != -1){//读取成功，处理数据 }

3.发送串口数据

在串口成功打开之后，还需要使用QIODevice类中提供的write()函数进行数据发送。该函数的原型如下所示：

qint64 write(const char *data, qint64 maxSize);

其中，data表示待发送的数据，maxSize表示待发送的数据长度。函数的返回值为实际发送的字节数。下面是一个调用write()函数进行串口数据发送的示例：

char data[100] = “Hello, World!”;

qint64 ret = serial.write(data, strlen(data));//发送数据

if(ret != -1){//发送成功 }

三、实现物联网应用

在掌握了QT中串口通信的基本操作之后，就可以开始开发物联网应用了。比如，利用树莓派和QT实现一个远程控制小车的应用。

需要在树莓派上连接一个蓝牙模块和一个串口控制器。然后，使用QT中提供的串口通信功能，通过蓝牙模块与小车进行数据交互，实现小车的远程控制。具体实现过程如下：

1.在QT应用程序中初始化串口，将其连接到蓝牙模块上。

2.通过使用QT中提供的GUI组件，实现小车的远程控制界面，包括按键、滑条等。

3.定义一个线程或者定时器，在固定的时间间隔内读取远程控制界面上的数据，并将控制命令通过蓝牙模块发送给小车。

4.小车收到控制命令之后，解析命令并执行相应的动作。

通过上述方法，就可以方便地实现一个基于串口通信技术的物联网应用，实现对物理设备的远程控制和数据交换。