Qt开发北斗定位系统融合百度地图API及Qt程序打包发布

1、上位机介绍

最近有个接了一个小型项目，内容很简单，就是解析北斗GPS的串口数据然后输出经纬度，但接过来觉得太简单，就发挥了主观能动性，增加了百度地图API，不但能实时定位，还能在地图上标识出位置信息，用的QT5.5。上位机运行图片如图所示：整体运行比较流畅。

原理就是界面上集成一个WebKits/WebView，让Qt和Javascript进行交互。但需要注意Qt5.6以上版本取消了WebView的模块，换成了webenginewidgets，看上去配置好麻烦，甚至还要自己编译什么的，虽然性能可能有指数性的提升，但对于我这个做嵌入式软件和硬件，上位机会个基础的就算是很好的人来说，还是webkits好一点。

2017/07/22 更新：

在本文后续版本已经适配了Qt 5.6 以上版本的QWebEngine版本，摒弃了QWebKits组件，后续若有经费的话，将继续更新支持QWebChannel通信通道。两个版本都可以在本文尾部的附件中下载，欢迎学习讨论。

2. 开发介绍

本设计开发主要涉及三个方面：

串口开发（北斗GPS基于UART的，波特率115200，8，1），这个北斗GPS模块隔1s发一次GPS数据组，会通信几个卫星接收数据，时而一些卫星不反馈数据。
数据解析。数据解析模块包括把几个卫星的数据按协议分开然后解析出来，这里有个难点在于Qt串口和CH340缓存BUG导致的数据包粘连和数据不连续解决。
地图API驱动。

2.1 串口开发

串口开发不用说了，请参考我前几篇有个蓝牙的博客，上面有源码，Qt on Android 蓝牙开发,本设计中的串口部分就是基于那个串口开发的。串口开发自动检测连接设备，不需要进入管理器和找到COM口是多少，自动和串口进行连接。

2.2 数据解析

串口数据粘包和数据不连续很头疼，进入一个串口接收槽函数QString rxArray.append(serialPort->readAll() ); 接收数据不完整，或者说会分好几次进行接收，而且分好几次接收长度没有规律，所以无法直接使用接收的数据。

1S钟GPS发送一次数据为：

/*

$GNRMC,114821.880,V,3957.378130,N,11620.848015,E,0.000,0.000,230417,,E,N*23

$GNGGA,114821.880,3957.378130,N,11620.848015,E,0,00,127.000,100.800,M,0,M,,*6D

$GNGLL,3957.378130,N,11620.848015,E,114821.880,V,N*52

$GNGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,127.000,127.000,127.000*2A

$GNGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,127.000,127.000,127.000*2A

$GPGSV,1,1,4,17,57,315,21,22,35,67,,28,75,176,,30,12,204,*74

*/

数据量比较巨大，所以这里增加处理机制，尽量保存完整数据。

// 接收数据槽函数

void Widget::RxData(){

    QString rxString;

    rxArray.append(serialPort->readAll());

    //qDebug() << QString(rxArray);

    if( serialRead == true ){

        // 数据对齐，如果上次数据是一半，抛弃数据，重新接受

        times++;

        rxString = QString(rxArray);

        //qDebug() << "rec:" << rxString;

        ui->textBrowser->append(tr("--------------------------------------------------------------------------"));

        ui->textBrowser->append("从北斗GPS传感器第（"+QString::number(times)+"）次接受数据：");

        ui->textBrowser->append(tr("--------------------------------------------------------------------------"));

        ui->textBrowser->append(QString(rxArray));

        gpsDatasProcessing( rxArray );

        rxArray.clear();

        serialRead = false;

        if( times%50 == 0 ) {

            ui->textBrowser->clear();

        }

        ui->textBrowser->append(tr("--------------------------------------------------------------------------\r"));

    }else{

        return;

    }

    // 解析数据

}

void Widget::gpsDatasProcessing(QByteArray GPSBuffer)

{

    QString GPSBufferString = QString( GPSBuffer );

    int error_pos = 0;

    QString GNRMC_String = NULL;

    QString GPGGA_String = NULL;

    QString GPGSV_String = NULL;

    QString GPRMC_String = NULL;

    QString GPGLL_String = NULL;

    QString GNGGA_String = NULL;

    bool latiflag = false;

    bool atiflag = false;

    bool utcflag = false;

    bool speedflag = false;

    bool longtiflag = false;

    QList<QString> gpsStringList = GPSBufferString.split('\n');

    // 由于定时间隔，数据包发生黏连，纠正数据。

    if( gpsStringList.at(0).at(0) != '$' ) {

        QString ErrorString =  gpsStringList.at(gpsStringList.length()-1) + gpsStringList.at(0);

        error_pos = 1;

        if( ErrorString.contains("$GNRMC") ){

            GNRMC_String = ErrorString;

        }else if( ErrorString.contains("$GPGGA") ) {

            GPGGA_String = ErrorString;

        }else if( ErrorString.contains("$GPGSV")  ) {

            GPGSV_String = ErrorString;

        }else if( ErrorString.contains("$GPRMC") ) {

            GPRMC_String = ErrorString;

        }else if( ErrorString.contains("$GPGLL") ) {

            GPGLL_String = ErrorString;

        }else if( ErrorString.contains("$GNGGA") ) {

            GNGGA_String = ErrorString;

        }

    }else{

        error_pos = 0;

    }

    // 从QList中得到数据

    for( int i = error_pos; i < gpsStringList.length()- error_pos; i++ ) {

        if( gpsStringList.at(i).contains("$GNRMC") ){

            GNRMC_String = gpsStringList.at(i);

        }else if( gpsStringList.at(i).contains("$GPGGA") ) {

            GPGGA_String = gpsStringList.at(i);

        }else if( gpsStringList.at(i).contains("$GPGSV")  ) {

            GPGSV_String = gpsStringList.at(i);

        }else if( gpsStringList.at(i).contains("$GPRMC") ) {

            GPRMC_String = gpsStringList.at(i);

        }else if( gpsStringList.at(i).contains("$GPGLL") ) {

            GPGLL_String = gpsStringList.at(i);

        }else if( gpsStringList.at(i).contains("$GNGGA") ) {

            GNGGA_String = gpsStringList.at(i);

        }

    }

    if( !GPGGA_String.isNull() ) {

        QList<QString> gpggaStrList = GPGGA_String.split(",");

        QString utcstr = gpggaStrList.at(1);

        ui->lineEdit_UTC->setText("格林威治时间："+utcstr.mid(0,2)+":"+utcstr.mid(2,2)+":"+utcstr.mid(4,2));

        QString latistr = gpggaStrList.at(2);

        ui->lineEdit_latitude->setText("北纬"+latistr.mid(0,2)+"度"+latistr.mid(2,7)+"分");

        QString altistr = gpggaStrList.at(4);

        ui->lineEdit_longitude->setText("西经"+altistr.mid(0,3)+"度"+altistr.mid(3,7)+"分");

        utcflag = true;

        latiflag = true;

        atiflag = true;

    }

    if( !GNGGA_String.isNull() ) {

        if( !latiflag ) {

            QList<QString> gnggaStrList = GNGGA_String.split(",");

            QString utcstr = gnggaStrList.at(1);

            UTC2BTC(&utcstr);

            ui->lineEdit_UTC->setText("北京时间："+utcstr.mid(0,2)+":"+utcstr.mid(2,2)+":"+utcstr.mid(4,2));

            QString latistr = gnggaStrList.at(2);

            ui->lineEdit_latitude->setText("北纬"+latistr.mid(0,2)+"°"+latistr.mid(2,9)+"'");

            double double_lati = latistr.mid(0,2).toDouble()+(latistr.mid(2,7).toDouble()+0.25)/60;

            QString altistr = gnggaStrList.at(4);

            ui->lineEdit_longitude->setText("西经"+altistr.mid(0,3)+"°"+altistr.mid(3,9)+"'");

            double double_alti = altistr.mid(0,3).toDouble()+(altistr.mid(3,7).toDouble()+0.25)/60;

            setCoordinate(QString::number(double_alti),QString::number(double_lati));

            //setCoordinate(QString::number(108.886119),QString::number(34.223921));

            qDebug()<< "纬度："<<QString::number(double_alti)<<"|"<<"经度："<< QString::number(double_lati) << "\n";

            QString longtistr = gnggaStrList.at(9);

            ui->lineEdit_altitude->setText(longtistr+"m ");

            ui->lineEdit_speed->setText("无效PPS");

            utcflag = true;

            latiflag = true;

            atiflag = true;

        }

    }

}

void Widget::slotSerialTimerOut()

{

    if( serialRead == false ){

        serialRead = true;

    }

}

2.3 百度地图API

百度地图API我找了很多资料，参考资料本文附录，非常感谢博客名“灿哥哥”，“我是大坏蛋”的整理，“灿哥哥”在文章中不但提供了离线地图和方法，还提供了对于地图的基本介绍，对于地图上面的操作，请参考灿哥哥的博客。但就我开发我想提出两点：

本设计使用的是离线地图，地图包30M左右，不联网也可以使用。把地图包，放在编译的release或者debug文件夹下，载Qt主程序中的url协商地图html的位置。
如果使用的是在线地图就需要连接网络，最重要的是坐标转换，经纬度需要和百度地图坐标进行一个转换，这个转换是通过百度地图API的接口进行的，而且普通用户转换还有次数限制。　　
这个离线地图不需要转换，直接使用经纬度就可以定位。

下面代码可以看到Qt和Javascript如何互动的。

void Widget::getCoordinate(QString lon,QString lat)

{

    QString tempLon="鼠标经度:"+lon+"°";

    QString tempLat="鼠标纬度:"+lat+"°";

    ui->labelMouseLongitude->setText(tempLon);

    ui->labelMouseLatitude->setText(tempLat);

}

void Widget::setCoordinate(QString lon,QString lat)

{

    QWebFrame *webFrame = ui->webView->page()->mainFrame();

    QString cmd = QString("showAddress(\"%1\",\"%2\")").arg(lon).arg(lat);

    webFrame->evaluateJavaScript(cmd);

}

void Widget::on_pushButtonStreetMap_clicked()

{

    QWebFrame *frame = ui->webView->page()->mainFrame();

    QString cmd = QString("showStreetMap()");

    frame->evaluateJavaScript(cmd);

    ui->pushButtonSatelliteMap->setEnabled(true);

    ui->pushButtonStreetMap->setEnabled(false);

}

void Widget::on_pushButtonSatelliteMap_clicked()

{

    QWebFrame *frame = ui->webView->page()->mainFrame();

    QString cmd = QString("showSatelliteMap()");

    frame->evaluateJavaScript(cmd);

    ui->pushButtonSatelliteMap->setEnabled(false);

    ui->pushButtonStreetMap->setEnabled(true);

}

void Widget::slotPopulateJavaScriptWindowObject()

{

    ui->webView->page()->mainFrame()->addToJavaScriptWindowObject("ReinforcePC", this);

}

3. 程序打包

做完这个程序之后呢，我开始研究如何给程序打包，终于在两个小时内搞定了。

Step1：把所需要的dll文件集成出来。

Step2：用工具把dll文件exe文件和其他文件封装起来，做成msi或者exe文件。

工具就是一个Qt自带的windeployqt工具，另一个是Advanced installer安装包打包程序。

3.1 搜集dll文件

1）在开始菜单找到Qt文件夹，里面有个像是cmd命令行一样的东西，我的是MinGW的。反正运行出来这个样子：

2）进入Qt的工程文件夹，在release或者debug里面（看你用的是release编译还是debug编译了），找到生成的exe文件夹，把这个exe文件复制到一个方便找，方便输入路径的地方。我放在了D:\setup文件里了。

3）在刚才出那个命令行里面输入： cd /d D:\setup 切换到这个文件夹。

4）输入命令: windeployqt xxx.exe xxx.exe就是你刚才编译出exe的名字。

然后你会发现Qt把所有这个exe文件需要的.dll文件和其他支持库文件都放在这个文件夹了。实际上到了这步你可以打成压缩包然后发布到任何电脑，解压直接运行

3.2 使用Advanced Installer打包程序

我还是比较喜欢把他弄成安装包，这样更方便，更正式。Advanced Installer这个工具简直太赞了，打包的程序安装界面十分的正式，一点都不山寨，还有很多安装包的皮肤可供选择。如图为打好包的图标：

运行后的效果如图：

里面还提供了导入注册表、安装后创建快捷方式等等方便的配置。

** 下载地址：http://down7.pc6.com/gm1/Advanced Installer.zip **

使用教程，还是参考后面的参考文献中的【4】，这里不在赘述了。

本文附件：

[1] 本程序旧版安装包下载地址如下：百度云盘地址提取码：41hx (2017-04-29)

[2] 本程序新版安装包下载地址如下：百度云盘地址提取码：o59r (2017-07-22更新)

参考文献：

[1] 我是大坏蛋，gps定位Qt界面百度地图api的介绍，CSDN博客，2014-08-24

[2] 灿哥哥，Qt加载百度离线地图，CSDN博客，2016-03-30

[3] winland0704，Qt官方开发环境生成的exe发布方式--使用windeployqt，Qt百度贴吧，2015-04-28

[4] Prodesire,Windows安装包制作指南-Advanced Installer的使用，cnBlogs博客，2016-08-18

[5] jwq2011的专栏，GPS数据包格式+数据解析，CSDN博客,2016-12-15

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