Qt编程实例：基于Android的BLE通信软件

实现目标

自己编写基于 Qt 的 Android 软件，用于实现手机与 TB-02-kit 模块进行数据通讯；

Android 软件发送的数据，经 TB-02-kit 模块转发至串口助手中输出；

串口助手发送的数据可以在 Android 软件中显示，进而实现 BLE 的数据双向通信。

所需工具及环境

• TB-02-kit 模块 Qt Creator 4.10.1Qt 5.13.1XCOM V2.0 串口助手 Android 手机本人电脑 Windows 10 64bit [版本 10.0.19041.329]

前置知识

给大家介绍一款好用的蓝牙 BT5.0 透传模块

Windows 下基于 Qt 开发 Android 应用

BLE 中这些概念你都了解吗

本文源码

因为是第一次分享 Qt 代码，为了方便大家学习，代码中添加了大量注释，大家对照着代码学习效率高点。

后台回复关键字“Android-BLE”，获取本文涉及到的软件及 Qt 工程源码。

具体实现

1. 要使用 Qt 蓝牙模块, 项目的 .pro 文件中要添加声明才可使用

2. 扫描设备

在构造函数中执行蓝牙设备扫描，即软件一启动就执行扫描。

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    // 创建搜索服务：https://doc.qt.io/qt-5/qbluetoothdevicediscoveryagent.html
    discoveryAgent =new QBluetoothDeviceDiscoveryAgent(this);
    // 设置 BLE 的搜索时间
    discoveryAgent->setLowEnergyDiscoveryTimeout(20000);
    connect(discoveryAgent,SIGNAL(deviceDiscovered(QBluetoothDeviceInfo)),this,SLOT(addBlueToothDevicesToList(QBluetoothDeviceInfo)));// 找到设备之后添加到列表显示出来
    connect(discoveryAgent, SIGNAL(finished()), this, SLOT(scanFinished()));
    connect(discoveryAgent, SIGNAL(canceled()), this, SLOT(scanCanceled()));
    connect(this, SIGNAL(returnAddress(QBluetoothDeviceInfo)), this, SLOT(createCtl(QBluetoothDeviceInfo)));

    // 开始进行设备搜索
    discoveryAgent->start(QBluetoothDeviceDiscoveryAgent::LowEnergyMethod);
}

3. 将扫描结果添加到 QListWidget 中

//deviceDiscovered signals 对应的槽函数
void Widget::addBlueToothDevicesToList(const QBluetoothDeviceInfo &info)
{
    if (info.coreConfigurations() & QBluetoothDeviceInfo::LowEnergyCoreConfiguration)           // 获取设备信息，并判断该设备是否为 BLE 设备
    {
        // 格式化设备地址和设备名称
        QString label = QString("%1 %2").arg(info.address().toString()).arg(info.name());
        // 检查设备是否已存在，避免重复添加
        QList items = ui->ctrBleList->findItems(label, Qt::MatchExactly);

        // 不存在则添加至设备列表
        if (items.empty())
        {
            QListWidgetItem *item = new QListWidgetItem(label);
            ui->ctrBleList->addItem(item);
            devicesList.append(info);
        }
    }
}

4. 连接蓝牙，停止扫描

void Widget::on_btnConnectBle_clicked()
{
    // 确认选取了某一个蓝牙设备
    if(!ui->ctrBleList->currentItem()->text().isEmpty())
    {
        // 获取选择的地址
        QString bltAddress = ui->ctrBleList->currentItem()->text().left(17);

        for (int i = 0; i        {
            // 地址对比
            if(devicesList.at(i).address().toString().left(17) == bltAddress)
            {
                QBluetoothDeviceInfo choosenDevice = devicesList.at(i);
                // 发送自定义 signals==>执行 slots:createCtl
                emit returnAddress(choosenDevice);
                // 停止搜索服务
                discoveryAgent->stop();
                break;
            }
        }
    }
}

5. 获取特征

void Widget::searchCharacteristic()
{
    if(m_bleServer)
    {
        QList list=m_bleServer->characteristics();
        qDebug()<<"[xiaohage]list.count()="<        // 遍历 characteristics
        for(int i=0;i        {
            QLowEnergyCharacteristic c=list.at(i);
            /*如果 QLowEnergyCharacteristic 对象有效，则返回 true，否则返回 false*/
            if(c.isValid())
            {
                // 返回特征的属性。
                // 这些属性定义了特征的访问权限。
                if(c.properties() & QLowEnergyCharacteristic::WriteNoResponse || c.properties() & QLowEnergyCharacteristic::Write)
                {
                    ui->ctrSystemLogInfo->insertPlainText("\n 具有写权限!");
                    m_writeCharacteristic = c;  // 保存写权限特性
                    if(c.properties() & QLowEnergyCharacteristic::WriteNoResponse)
                    {
                        m_writeMode = QLowEnergyService::WriteWithoutResponse;
                    }
                    else
                    {
                        m_writeMode = QLowEnergyService::WriteWithResponse;
                    }
                }

                if(c.properties() & QLowEnergyCharacteristic::Read)
                {
                    m_readCharacteristic = c; // 保存读权限特性
                }

                // 描述符定义特征如何由特定客户端配置。
                m_notificationDesc = c.descriptor(QBluetoothUuid::ClientCharacteristicConfiguration);
                // 值为真
                if(m_notificationDesc.isValid())
                {
                    // 写描述符
                    m_bleServer->writeDescriptor(m_notificationDesc, QByteArray::fromHex("0100"));
                    ui->ctrSystemLogInfo->insertPlainText("\n 写描述符!");
                }
            }
        }
    }
}

6. 发送数据

writeCharacteristic()方法，发送数据给 ble 设备。

点击界面中的"发送"按钮，发送"Hello World"字符串。

void Widget::SendMsg(QString text)
{
    QByteArray array=text.toLocal8Bit();

    m_bleServer->writeCharacteristic(m_writeCharacteristic,array, m_writeMode);
}

void Widget::on_btnSendData_clicked()
{
    SendMsg("Hello World");
}

7. 写入数据

通过蓝牙 QLowEnergyService::characteristicRead 的回调接口，接收蓝牙收到的消息。

void Widget::BleServiceCharacteristicRead(const QLowEnergyCharacteristic &c,const QByteArray &value)
{
    Q_UNUSED(c)

    ui->ctrSystemLogInfo->insertPlainText("\n 当特征读取请求成功返回其值时：");
    ui->ctrSystemLogInfo->insertPlainText(QString(value));
}

8. 断开连接

Widget::~Widget()
{
    if(!(m_BLEController->state() == QLowEnergyController::UnconnectedState))
            m_BLEController->disconnectFromDevice();// 从设备断开链接

    delete ui;
}

界面布局

结果展示

如果出现" Cannot connect to remote device. " ,可以点击"连接"按钮重新连接一下。

串口助手及应用程序输出

To do

本实例只是演示一下 Android 手机与 TB-02-kit 模块的通讯过程，程序里有需要完善的地方，比如，应该增加一个"扫描"按钮，而不是软件启动过程中直接进行蓝牙扫描，这样的话，就需要蓝牙的上电要在软件启动之前完成。

程序的健壮性也要完善，比如偶尔会出现与模块无法正常连接的情况，需要再次点击"连接"按钮才可，这些工作你们自己可以完善一下哈。

有了本部分知识，下一步我们结合 Android 手机和 TB-02-kit 模块，实现 STM32 的设备的远程控制。

Qt 小知识

1. Qt Creator 程序输出窗口过滤调试信息

2. 为 Button 添加事件

Button 控件右键菜单中选中“转到槽 ...”，然后在弹出列表中选中信号：“clicked() ”，然后点击 OK 按钮，即可进入其事件函数中。

参考资料

Qt 官方文档：https://doc.qt.io/qt-5/classes.html