做一个最简单的上位机

记录下制作激光雷达和IMU上位机制作过程

初学者可能有很多不足和错误，欢迎指出交流！

准备工作

我安装的是QT5.8，QTcreater 4.1.0。由于在官网下载比较麻烦，所以可以再这个镜像网站上下到适合自己版本的QT。

http://mirror.bit.edu.cn/qtproject/archive/qt/5.1/5.1.0/。

可能用到的软件1.串口调试助手 2虚拟串口。

然后先制作一个最简单可以查看接收数据的上位机

http://blog.csdn.net/u014695839/article/details/50611549  我参考了这个博主做的过程。

几个可以参考的帖子

https://blog.csdn.net/lovebird_27/article/details/49515881

https://blog.csdn.net/wamani/article/details/52849043

串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。

在低版本QT中是没有QSerialPort的串口类的，制作上位机会复杂许多。QT5是自带QSerialPort这个类的，但是在使用时，我们需要在.Pro文件中添加一行才可以使用。在之后Debug过程中如果会再报错的话，再添加到.pro文件中

QT+= core gui//使用GUI界面

QT+= serialport//使用自带串口类

打开界面文件下的.ui文件可以对我们上位机的界面进行编辑

从左侧工具栏中选择要用的工具拖到

添加textEdit 作为数据接收显示框，combobox作为串口选择框 pushubutton作为打开串口按钮，这样最基本的界面就完成了！

  

双击combox对串口进行编辑，右键点击 open port 按钮 转到槽，可以对单击按钮后的事件进行编辑。

接下来就是函数部分

在QT中我们用到了哪个函数需要在.h文件开始处声明，自定义函数以及自定义变量 都需要在头文件.h文件中事先声明，在这里声明的变量为全局变量。

首先在文件开始处添加   

#include 

#include 

QSerialPort：提供访问串口的功能 

QSerialPortInfo：提供系统中存在的串口的信息

1.设置串口

对串口设置如下

void weite::on_openportbutton_clicked()
{   if(ui->portnamebox->isEnabled())
    {
        ui->openportbutton->setText("ClosePort");		//按下“OpenPort”后，按键显示为“ClosePort”
        ui->portnamebox->setDisabled(true);	//按下“OpenPort”后，禁止再修改COM口
        serial1.setPortName(ui->portnamebox->currentText());	//设置COM口
        serial1.setBaudRate(QSerialPort::Baud115200,QSerialPort::AllDirections);//设置波特率和读写方向
        serial1.open(QIODevice::ReadWrite);
      //  connect(&serial1,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(read_com()));	//把串口的readyRead()信号绑定到read_Com()这个槽函数上

    }
    else
    {
        ui->openportbutton->setText("OpenPort");		//按下“ClosePort”后，按键显示为“OpenPort”
        ui->portnamebox->setEnabled(true);		//按下“ClosePort”后，COM口可被修改
        serial1.close();					//关串口
    }
}

2.接收数据

当串口收到数据并且接收完毕后，会发出一个readyRead()的信号，因此只需要编写一个槽函数read_com()，设置信号槽，并在槽函数中使用readAll()把收到的数据读到requestData中。

3.数据显示

这里我们用了自带的append 函数来显示收到的数据 ，使用toHex（）函数来将收到的8位ascii码 转换为16进制字符型显示

（在使用QT过程中在使用某个函数前，可以上网搜索其功能，QT中也自带帮助功能，按下F1可以查看某个函数功能及示例）

2和3部分代码如下

void weite::read_com()

{

    QByteArray requestData;

    requestData= serial1.readAll();

// qDebug()<<"---hsy--test--showtable---1";

  QString buf ;

   // requestData.clear();

   ui->textEdit->append(requestData.toHex());

}

到这里我们最简单的上位机制作便完成了，可以连接上不需要启动信息的（串口设备）传感器来测试我们上位机效果。

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有了制作最简单上位机经验之后，我们就可以来进一步做激光雷达上位机和IMU传感器的上位机了。

首先是IMU传感器的上位机

和最简单的上位机比起来，我们需要增加一个数据解析部分，也就是将接受到的传感器信息进行译码，得到我们可以直接读取的信息。我们可以从传感器的说明书上得到数据的通讯协议 比如这个

那么从这里我们可以知道 以A5 5A为头 AA为尾的这样一组数据就是我们要进行译码的数据。

我们利用readall（）函数读到的的内容是一存到了requestData中，数据类型为Qbytearry（数组类型Qbytearry为QT中独特的数据类型，既可以存储字符串，又可以存储数）我们可以转化为整型（int类型）再进行进一步解算。（对于计算机来说0x01和1没有区别）

这里先将requestData存入缓冲区然后进行转存到str（string字符串类型存入其中数据以字符串形式存入）中，

。由于每一段的数据帧的长度为20个字节所以识别头0xaa到尾0xa2的长度应该为20字节然后 这二十个字节的数据分别存到了record[1]到record[20]中，令尾部0xaa为k那么距离他21个字节处便是0xa2，record1[k-19]和record1[k-19]便分别为加速度数据的高8位和低8位，高8位乘上256（2的8次方）加上低8位=t1.t1便是带符号的最终数据，最后将t1与0x8000做与运算判断最高位符号位，并做处理。

最终显示在面板上的数据 加速x.对其他数据依次做这样处理,依次显示在面板上.效果图如下。

ACX.sprintf("%f",t1*(9.8)/4089);

 if(!requestData1.isEmpty())

 {  long len,k;

     QBuffer buffer(&requestData1);

     //只写模式打开缓冲区

      buffer.open(QIODevice::ReadWrite);

 buffer.write(requestData1);

  if(!requestData1.isEmpty())

  {

 //qDebug()<<"1";

      static quint8 record[2048];

      static quint8 record1[2048];

      const char*str =buffer.data();

      const char*str1 =buffer.data();

      len =buffer.size();

     for(k=0;k 
  
     {
 
  
        // qDebug()<<"2";
 
  
        record1[k]=(quint8)str1[k];
 
  
        if (record1[k]== 0xAA)
 
  
        { if(record1[k-20]== 0xA2)
 
  
 
  
            {  //qDebug()<<"2";
 
  
                int t1=record1[k-19]*256+record1[k-18];
 
  
                if(t1&0x8000)
 
  
                   {
 
  
                    t1 = 0-(t1&0x7fff);
 
  
                   } else
 
  
                t1 = (t1&0x7fff);
 
  
 
  
                ACX.sprintf("%f",t1*(9.8)/4089);
 
  
                ui->AX->setText(ACX);
 
  
 
  
 
  
 
  
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激光雷达部分
 
  
阅读说明书可以看到雷达基本通讯模式“与 RPLIDAR 进行的通讯采用非文本形式的二进制数据报文进行，且每个数据报文均具有统一的报头数据格式。外部系统在发送开始扫描的请求后，RPLIDAR 将开始连续的扫描测距。在每次测距操作完成后，对应的测距采样点的信息（距离、角度等）将通过一个独立应答包的形式发送至外部系统。在这个模式下，外部系统只需要发送单次的请求，并开始连续接受来自 RPLIDAR 的多个应答数据文报。”
 
  
请求报文格式
 
  
 
  
常用请求报文
 
  
 
  
开始扫描采样(SCAN)命令请求与回应数据格式：
 
  
 
  
PLIDAR 工作在空闲状态时，在外部系统发送了该请求后，将开始进入测距采样。每个测距采样点将使用数据应答报文发送至外部系统。如果 RPLIDAR先前已经工作在测距采样状态，则 RPLIDAR 首先将停止正在进行的测距采样功能，并重新开始新一轮的测距采样操作。
 
  
    
 
  
在收到起始应答回复之后雷达开始不断返回采集的数据。每五个字节为一组，第一个字节第一位是标志位，第二位是取标志位的反，他们两个在任何时刻一个为0，另一个必为1，第二个字节第一位是校验位，通过这三个字节我们可以验证编写的是否有错误。第一字节的第三位到第8位是信号质量。第二个字节的第二位到第8位为角度angel的低7位，第3个字节为第8位到第14位。
 
  
第四个字节和第五个字节分别为距离distance的低8位与高8位。
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
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数据的存储
 
  
按下界面上的开始采集按钮，同时开始IMU与激光雷达数据采集，IMU数据的采集，采集的面板数据，采用定时器Qtimer定时，每20ms向IMU数据中写入换行符 进行换行。每行
 
  
激光雷达则是将换行符写入了存储数据的循环内，每行为512个采样点，约为0.25s。
 
  
激光雷达数据
 
  
 
  
 
  
void Widget::on_kscj_clicked()
 
  
 
  
{//在c盘下创建以开始采集时间命名的激光雷达数据文档
 
  
    serial.open(QIODevice::ReadWrite);
 
  
    QDateTime time = QDateTime::currentDateTime();
 
  
    QString date = time.toString("yyyy-MM-dd hh-mm-ss "); //设置显示格式
 
  
    fileName = "C:/" + date + ".txt";
 
  
    file.setFileName(fileName);
 
  
    if(!file.open(QIODevice::ReadWrite | QIODevice::Text))
 
  
              serial.write(StringToHex("A5 25"));
 
  
              serial.write(StringToHex("A5 20"));
 
  
              ui->stateLab->setText("当前状态 : 普通扫描指令已经发送");
 
  
 
  
//在d盘下创建以开始采集时间命名的IMU数据文档
 
  
    fileName1 = "D:/" + date + ".txt";//
 
  
file1.setFileName(fileName1);
 
  
 
  
    }