Qt开发上位机软件建立经典蓝牙通讯

之前做了一个具有经典蓝牙通讯功能的Windows上位机软件，在网上学习了相关博客以及参考了官方经典蓝牙例程之后，总结出了使用Qt建立经典蓝牙通讯的步骤，附带相关源码，作为分享

开发环境

我使用的Qt版本是5.15，使用的CMake构建项目。

整体开发使用的IDE是Qt Creator，采用的方式是基于widgets的ui设计界面、C++写逻辑的方式。

编译使用的是Desktop Qt 5.15.2 MINGW 64-bit

CMake配置

经典蓝牙通讯需要用到Qt的蓝牙模块，需要添加Bluetooth模块：

find_package(QT NAMES Qt6 Qt5 REQUIRED COMPONENTS Core Widgets Bluetooth) #寻找Bluetooth模块
find_package(Qt${QT_VERSION_MAJOR} REQUIRED COMPONENTS Core Widgets Bluetooth) #寻找Bluetooth模块

在add_executable之后设置target_link_libraries：

target_link_libraries(bluetooth_serial_host_computer PRIVATE
    Qt${QT_VERSION_MAJOR}::Core
    Qt${QT_VERSION_MAJOR}::Widgets
    Qt${QT_VERSION_MAJOR}::Bluetooth #添加蓝牙
    )

包含头文件

#include <QtBluetooth/QBluetoothLocalDevice>            //本地设备
#include <QtBluetooth/QBluetoothDeviceDiscoveryAgent>   //设备发现
#include <QtBluetooth/QBluetoothSocket>                 //蓝牙套接字
#include <QtBluetooth/QBluetoothUuid>                   //蓝牙uuid
#include <QtBluetooth/QBluetoothServiceDiscoveryAgent>  //服务发现
#include <QtBluetooth/QBluetoothServiceInfo>            //服务信息

建立经典蓝牙通讯

建立经典蓝牙通讯的基本步骤如下：

首先是在构造函数中的初始化操作：

//创建设备发现对象
m_deviceDiscoveryAgent = new QBluetoothDeviceDiscoveryAgent(this);
m_btLocalDevice = new QBluetoothLocalDevice(); //创建本地设备对象
m_btSocket = new QBluetoothSocket(QBluetoothServiceInfo::RfcommProtocol); //蓝牙套接字
QBluetoothAddress adapterAddress = m_btLocalDevice->address(); //使用默认蓝牙适配器
m_serviceDiscoveryAgent = new QBluetoothServiceDiscoveryAgent(adapterAddress); //创建服务发现对象
//连接信号与槽(deviceDiscoveryAgent是代码中自己声明的对象,ui中没有，无法自动生成槽函数;需要自己写槽函数，自己连接)
/*-------------------- 初始化设备列表与服务列表 -----------------*/
//设置设备列表
QListWidgetItem* item = new QListWidgetItem();
//创建自定义窗口,放入到listwidget中
BluetoothDeviceCell* btDevCell = new BluetoothDeviceCell();
//设置item的高
item->setSizeHint(QSize(ui->deviceListWidget->width(), btDevCell->height()));
//设置label显示
//第一个加进去的item在最上面，相当于标题
btDevCell->m_btName->setText("名称");
btDevCell->m_btAddr->setText("地址");
btDevCell->m_btRssi->setText("信号强度");

//将item加入到listwidget中
ui->deviceListWidget->addItem(item);
//设置item的窗口为自定义的窗口
ui->deviceListWidget->setItemWidget(item, btDevCell);

//设置服务列表的标题
QListWidgetItem* items = new QListWidgetItem();
//创建自定义窗口，放入到listwidget中
BluetoothDeviceCell* btDevCells = new BluetoothDeviceCell();
//设定item的尺寸
items->setSizeHint(QSize(ui->serviceListWidget->width(), btDevCells->height()));
//设置label的显示
//第一个加进去的item在最上面，相当于标题
btDevCells->m_btName->setText("名称");
btDevCells->m_btAddr->setText("服务Uuid");
btDevCells->m_btRssi->setText("空");
//将item加入到listwidget中
ui->serviceListWidget->addItem(items);
//设置item的窗口为自定义的窗口
ui->serviceListWidget->setItemWidget(items, btDevCells);
/*------------- m_deviceDiscoveryAgent设备搜索对象的信号槽 -------------*/
connect(m_deviceDiscoveryAgent, &QBluetoothDeviceDiscoveryAgent::deviceDiscovered, this, &BluetoothConnect::deviceDiscoveredSlot);//发现设备
connect(m_deviceDiscoveryAgent, &QBluetoothDeviceDiscoveryAgent::finished, this, &BluetoothConnect::deviceSearchFinishedSlot);//搜索完毕
void (QBluetoothDeviceDiscoveryAgent:: *deviceSearchErrorOccurred)(QBluetoothDeviceDiscoveryAgent::Error) = &QBluetoothDeviceDiscoveryAgent::error;//有重载
connect(m_deviceDiscoveryAgent, deviceSearchErrorOccurred, this, &BluetoothConnect::deviceSearchErrorOccurredSlot);//设备搜索发生错误

/*------------- m_btSocket蓝牙套接字的信号槽 ----------------*/
void (QBluetoothSocket:: *socketErrorOccurred)(QBluetoothSocket::SocketError) = &QBluetoothSocket::error;
connect(m_btSocket, socketErrorOccurred, this, &BluetoothConnect::socketErrorOccurredSlot); //错误处理槽函数
connect(m_btSocket, &QBluetoothSocket::connected, this, &BluetoothConnect::socketConnectedSlot);//连接成功

/*------------- m_serviceDiscoveryAgent服务发现对象的信号槽 ---------------*/
connect(m_serviceDiscoveryAgent, &QBluetoothServiceDiscoveryAgent::serviceDiscovered, this, &BluetoothConnect::serviceDiscoveredSlot); //发现一个服务
connect(m_serviceDiscoveryAgent, &QBluetoothServiceDiscoveryAgent::finished, this, &BluetoothConnect::serviceSearchFinishedSlot); //服务搜索完毕

deviceListWidget和serviceListWidget是我在ui中设置的两个列表组件，用来存放设备和服务信息。

搜索设备

利用QBluetoothDeviceDiscoveryAgent的start方法即可开启设备搜索：

void BluetoothConnect::on_searchButton_clicked() //点击Search按钮后开始搜索设备
{
    //如果已经搜索过1次，那么设备列表可能会大于1，需要先清空设备列表
    //但是标题也会被清除，所以重新添加标题
    if(ui->deviceListWidget->count() > 1)
    {
        ui->deviceListWidget->clear();

        //设置设备列表
        QListWidgetItem* item = new QListWidgetItem();
        //创建自定义窗口,放入到listwidget中
        BluetoothDeviceCell* btDevCell = new BluetoothDeviceCell();
        //设置item的高
        item->setSizeHint(QSize(ui->deviceListWidget->width(), btDevCell->height()));
        //设置label显示
        btDevCell->m_btName->setText("名称");
        btDevCell->m_btAddr->setText("地址");
        btDevCell->m_btRssi->setText("信号强度");

        //将item加入到listwidget中
        ui->deviceListWidget->addItem(item);
        //设置item的窗口为自定义的窗口
        ui->deviceListWidget->setItemWidget(item, btDevCell);
    }
    m_deviceDiscoveryAgent->start(QBluetoothDeviceDiscoveryAgent::ClassicMethod); //开启经典蓝牙设备搜索

    ui->searchButton->setEnabled(false);//搜索过程中,search按钮不可点击
    ui->statusLabel->setText("Searching for devices......");
}

QBluetoothDeviceDiscoveryAgent::ClassicMethod是以经典方式进行搜索，可以发现经典蓝牙和低功耗蓝牙设备。

发现一个设备的槽函数：

void BluetoothConnect::deviceDiscoveredSlot(QBluetoothDeviceInfo btDevInfo) //发现设备后将设备添加到listwidget中
{
        QListWidgetItem* item = new QListWidgetItem(); //声明一个item
        BluetoothDeviceCell* btDevCell = new BluetoothDeviceCell(); //声明一个蓝牙设备单元

        item->setSizeHint(QSize(ui->deviceListWidget->width(), btDevCell->height())); //设定item的尺寸
        //搜索到的设备信息存到设备单元中
        btDevCell->m_btName->setText(btDevInfo.name());
        btDevCell->m_btAddr->setText(btDevInfo.address().toString());
        btDevCell->m_btRssi->setText(QString::number(btDevInfo.rssi()));

        //将设备单元添加到deviceListWidget中
        ui->deviceListWidget->addItem(item);
        ui->deviceListWidget->setItemWidget(item,btDevCell);
        //设备信息list新增一个设备信息
        m_devInfos.append(btDevInfo);

}

设备搜索完成的槽函数：

void BluetoothConnect::deviceSearchFinishedSlot() //设备搜索完成
{
    ui->statusLabel->setText("Double Click a device to searhc for services");
    QMessageBox::about(this, "提示", "设备搜索完成");
//    qDebug() << "搜索已完成";
    ui->searchButton->setEnabled(true); //一次搜索完之后才可以重新点击search键
}

设备搜索出现错误的槽函数：

void BluetoothConnect::deviceSearchErrorOccurredSlot(QBluetoothDeviceDiscoveryAgent::Error error) //搜索蓝牙设备出现错误
{
    qDebug() << error;
    //警告对话框
    QMessageBox::warning(this, "警告!", "搜索蓝牙设备发生错误，请检查蓝牙是否开启");
}

搜索选定设备的服务

激活设备列表的设备，搜索这个选定设备的服务：

void BluetoothConnect::on_deviceListWidget_itemActivated(QListWidgetItem *item) //点击设备列表中的item
{


    /***
     * 点击设备后，搜索设备的服务。点击服务后，根据服务和设备进行连接。并将socket的准备接收与主窗口BluetoothDebugger的revDataTextEdit的显示连接
    */
    //在开始service搜索之前先重置服务列表
    //如果已经搜索过1次，那么服务列表可能会大于1，需要先清空服务列表
    //但是标题也会被清除，所以重新添加标题
    if(ui->serviceListWidget->count() > 1)
    {
        ui->serviceListWidget->clear();

        //设置服务列表的标题
        QListWidgetItem* items = new QListWidgetItem();
        //创建自定义窗口，放入到listwidget中
        BluetoothDeviceCell* btDevCells = new BluetoothDeviceCell();
        //设定item的尺寸
        items->setSizeHint(QSize(ui->serviceListWidget->width(), btDevCells->height()));
        //设置label的显示
        //第一个加进去的item在最上面，相当于标题
        btDevCells->m_btName->setText("名称");
        btDevCells->m_btAddr->setText("服务Uuid");
        btDevCells->m_btRssi->setText("空");
        //将item加入到listwidget中
        ui->serviceListWidget->addItem(items);
        //设置item的窗口为自定义的窗口
        ui->serviceListWidget->setItemWidget(items, btDevCells);
    }

    QWidget* widget = ui->deviceListWidget->itemWidget(item); //将点击的item信息取出来
    BluetoothDeviceCell* btDevCell = (BluetoothDeviceCell*) widget; //强制类型转换为DeviceCell设备单元
    qDebug() << btDevCell->m_btAddr->text(); //输出设备地址
    m_btAddress = QBluetoothAddress(btDevCell->m_btAddr->text());//记录下来选中的设备的地址.后边点击service进行连接时,使用该地址
    m_serviceDiscoveryAgent->setRemoteAddress(QBluetoothAddress(btDevCell->m_btAddr->text())); //要搜索的服务是当前激活的这个设备的服务
    m_serviceDiscoveryAgent->start(); //开始搜索

    ui->statusLabel->setText("Searching for services......");

    //!!!!不同设备所允许的服务不同,需要寻找设备支持的服务有什么


}

发现一个服务的槽函数，将服务信息添加到listWidget以及自己的list中：

void BluetoothConnect::serviceDiscoveredSlot(const QBluetoothServiceInfo& serviceInfo) //发现服务
{
    //serviceInfo中没有设备地址
    if(serviceInfo.serviceName().isEmpty())
        return;
    //!!!用serviceClassUuids才能得到有效的Uuid
    QList<QBluetoothUuid> btUuids = serviceInfo.serviceClassUuids();
    //每个list中只有1个元素
    qDebug() << btUuids[0];
    QBluetoothUuid btUuid = btUuids[0];

    QListWidgetItem* item = new QListWidgetItem();
    BluetoothDeviceCell* btDevCell = new BluetoothDeviceCell();

    item->setSizeHint(QSize(ui->serviceListWidget->width(), btDevCell->height()));

    btDevCell->m_btName->setText(serviceInfo.serviceName());
    btDevCell->m_btAddr->setText(btUuid.toString());
    btDevCell->m_btRssi->setText("");

    ui->serviceListWidget->addItem(item);
    ui->serviceListWidget->setItemWidget(item, btDevCell);

    m_btUuids.append(btUuid);

}

服务搜索完成的槽函数：

void BluetoothConnect::serviceSearchFinishedSlot() //服务搜索完成
{
    ui->statusLabel->setText("Double Click a service to connect to bluetooth");
    QMessageBox::about(this, "Hint", "Service Search Finished!");
}

连接到选定设备的选定服务，建立通讯

激活服务列表的服务的槽函数：

void BluetoothConnect::on_serviceListWidget_itemActivated(QListWidgetItem *item) //激活服务列表的项目
{
    QWidget* widget = ui->serviceListWidget->itemWidget(item); //将点击的item信息取出来
    BluetoothDeviceCell* btDevCell = (BluetoothDeviceCell*) widget; //强制类型转换为DeviceCell设备单元
    qDebug() << m_btAddress << btDevCell->m_btAddr->text();
    m_btSocket->connectToService(m_btAddress,QBluetoothUuid(btDevCell->m_btAddr->text()),QIODevice::ReadWrite); //根据设备地址与Uuid连接
    ui->statusLabel->setText("Bluetooth connecting......");
}

使用socket套接字连接成功后，经典蓝牙通讯即建立：

void BluetoothConnect::socketConnectedSlot() //socket连接成功
{
    ui->statusLabel->setText("");
    QMessageBox::about(this, "Information", "Socket Connected Successfully!");
    //隐去Bluetooth Connect窗口
    this->close();

}

socket发生错误的槽函数：

void BluetoothConnect::socketErrorOccurredSlot(QBluetoothSocket::SocketError error) //socket发生错误
{
    switch(error)
    {
        case QBluetoothSocket::NoSocketError:
            break;
        case QBluetoothSocket::UnknownSocketError:
            qDebug() << "Error: Unknown Socket Error!";
            break;
        case QBluetoothSocket::RemoteHostClosedError:
            qDebug() << "Error: Remote Host Closed Error!";
            break;
        case QBluetoothSocket::HostNotFoundError:
            qDebug() << "Error: Host Not Found Error!";
            break;
        case QBluetoothSocket::ServiceNotFoundError:
            qDebug() << "Error: Service Not Found Error!";
            break;
        case QBluetoothSocket::NetworkError:
            qDebug() << "Error: Network Error!";
            break;
        case QBluetoothSocket::UnsupportedProtocolError:
            qDebug() << "Error: Unsupported Protocol Error!";
            break;
        case QBluetoothSocket::OperationError:
            qDebug() << "Error: Operation Error!";
            break;
    }
}

接收数据使用socket，将readyRead的signal与槽函数连接：

void BluetoothDebugger::socketReadyReadSlot() //socket准备好读取
{
    char data[100];
    qint64 len = m_btConnect->m_btSocket->read((char*)data,100);

    QByteArray byteArray((char*)data, len);
    if(m_isClose == false) //窗口显示打开
    {
        ui->revDataTextBrowser->append("接收:");
        ui->revDataTextBrowser->append(byteArray);//添加到窗口
    }

}

发送数据也是使用socket套接字：

void BluetoothDebugger::on_sendButton_clicked() //点击发送按钮
{
    //被发送的数据
    QByteArray dataSent = ui->sendDataLineEdit->text().toUtf8();
    if(m_isClose == false) //窗口显示打开,蓝牙发送使能;窗口显示关闭,蓝牙发送失能
    {
        //将发送的数据也打印到窗口上
        ui->revDataTextBrowser->append("发送:");
        ui->revDataTextBrowser->append(dataSent);
        //通过socket发送数据
        m_btConnect->m_btSocket->write(dataSent);
    }
}

以上即为使用Qt建立经典蓝牙通讯的基本步骤。