TrainCamp_lipengpeng_Modbus/serialcommunicator.cpp

/*******************************
 * Copyright (C) 2023-, XINJE Electronic Co., Ltd.
 *
 * File Name: serialcommunicator.cpp
 * Description: 串口通信管理类实现文件
 * Others:
 * Version: 1.0
 * Author: lipengpeng
 * Date: 2025-7-23
 *******************************/

#include "serialcommunicator.h"

/**
 * @brief 构造函数
 * @param parent 父对象指针
 *
 * @details 初始化串口通信组件，包括：
 *          1. 创建串口对象
 *          2. 创建接收和重发定时器
 *          3. 设置默认超时参数
 *          4. 连接信号槽
 */
SerialCommunicator::SerialCommunicator(QObject *parent) : QObject(parent)
    , serialPort(new QSerialPort(this))
    , recvTimer(new QTimer(this))
    , resendTimer(new QTimer(this))
    , comCount(0)
    , maxRetry(3)
    , recvTimeout(50)
    , resendTimeout(1000)
{
    // 配置定时器（单次触发）
    recvTimer->setSingleShot(true);
    resendTimer->setSingleShot(true);

    // 连接信号槽
    connect(serialPort, &QSerialPort::readyRead, this, &SerialCommunicator::onReadyRead);
    connect(recvTimer, &QTimer::timeout, this, &SerialCommunicator::onRecvTimeout);
    connect(resendTimer, &QTimer::timeout, this, &SerialCommunicator::onResendTimeout);
}

/**
 * @brief 析构函数
 * @note 确保串口关闭并释放资源
 */
SerialCommunicator::~SerialCommunicator()
{
    close();
}

/**
 * @brief 设置串口参数
 * @param portName 串口号(如"COM1")
 * @param baudRate 波特率(如9600)
 * @param dataBits 数据位
 * @param parity 校验位
 * @param stopBits 停止位
 *
 * @note 此方法应在打开串口前调用，设置值将在下次open()时生效
 */
void SerialCommunicator::setPortParams(const QString &portName, qint32 baudRate,
                                     QSerialPort::DataBits dataBits,
                                     QSerialPort::Parity parity,
                                     QSerialPort::StopBits stopBits)
{
    this->portName = portName;
    this->baudRate = baudRate;
    this->dataBits = dataBits;
    this->parity = parity;
    this->stopBits = stopBits;
}

/**
 * @brief 打开串口
 * @return true-打开成功, false-打开失败
 *
 * @details 执行流程：
 *          1. 关闭已打开的串口（如果存在）
 *          2. 配置串口参数（波特率、数据位等）
 *          3. 尝试打开串口
 *          4. 发送状态变化信号
 */
bool SerialCommunicator::open()
{
    // 关闭已打开的串口（如果存在）
    if (serialPort->isOpen())
    {
        serialPort->close();
    }

    // 配置串口参数
    serialPort->setPortName(portName);
    if (!serialPort->setBaudRate(baudRate))
    {
        emit statusChanged("波特率设置失败");
        return false;
    }
    if (!serialPort->setDataBits(dataBits))
    {
        emit statusChanged("数据位设置失败");
        return false;
    }
    if (!serialPort->setParity(parity))
    {
        emit statusChanged("校验位设置失败");
        return false;
    }
    if (!serialPort->setStopBits(stopBits))
    {
        emit statusChanged("停止位设置失败");
        return false;
    }
    serialPort->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);  // 无流控制

    // 打开串口
    if (serialPort->open(QIODevice::ReadWrite))
    {
        emit statusChanged("串口连接成功");
        return true;
    }
    else
    {
        emit statusChanged("串口连接失败，请检查参数");
        return false;
    }
}

/**
 * @brief 关闭串口
 *
 * @details 执行流程：
 *          1. 检查串口是否打开
 *          2. 关闭串口
 *          3. 发送状态变化信号
 */
void SerialCommunicator::close()
{
    if (serialPort->isOpen())
    {
        serialPort->close();
        emit statusChanged("串口断开");
    }
}

/**
 * @brief 发送数据并启动超时重发机制
 * @param data 待发送的数据
 *
 * @details 执行流程：
 *          1. 检查串口是否打开
 *          2. 保存待发送数据（用于重发）
 *          3. 重置重发计数器
 *          4. 发送数据
 *          5. 启动重发超时定时器
 */
void SerialCommunicator::sendData(const QByteArray &data)
{
    if (!serialPort->isOpen())
    {
        emit statusChanged("串口未打开，无法发送数据");
        return;
    }
    // 保存待重发数据，初始化计数器，启动重发定时器
    currentData = data;
    comCount = 0;
    serialPort->write(data);  // 发送数据
    emit statusChanged("发送报文：" + data.toHex().toUpper());
    resendTimer->start(resendTimeout);  // 启动超时计时
}

/**
 * @brief 设置最大重发次数
 * @param count 最大重发次数
 */
void SerialCommunicator::setMaxRetry(int count)
{
    maxRetry = count;
}

/**
 * @brief 设置接收完成超时时间
 * @param ms 超时时间(毫秒)
 *
 * @note 当串口持续ms毫秒无新数据时，认为接收完成
 */
void SerialCommunicator::setRecvTimeout(int ms)
{
    recvTimeout = ms;
}

/**
 * @brief 设置重发间隔时间
 * @param ms 重发间隔(毫秒)
 */
void SerialCommunicator::setResendTimeout(int ms)
{
    resendTimeout = ms;
}

/**
 * @brief 检查串口是否打开
 * @return true-已打开, false-已关闭
 */
bool SerialCommunicator::isOpen() const
{
    return serialPort->isOpen();
}

// ====================== 私有槽函数 ====================== //

/**
 * @brief 串口数据到达处理
 *
 * @details 执行流程：
 *          1. 读取所有可用数据到接收缓冲区
 *          2. 重启接收超时定时器
 *          3. 定时器超时后将触发onRecvTimeout
 */
void SerialCommunicator::onReadyRead()
{
    // 读取数据到缓冲区
    recvBuffer.append(serialPort->readAll());
    //重置接收超时定时器
    recvTimer->start(recvTimeout);
}

/**
 * @brief 接收完成超时处理
 *
 * @details 执行流程：
 *          1. 发送dataReceived信号包含完整数据
 *          2. 清空接收缓冲区
 *          3. 停止重发定时器（表示已收到响应）
 */
void SerialCommunicator::onRecvTimeout()
{
    // 接收完成，发送完整数据信号，停止重发定时器
    emit dataReceived(recvBuffer);
    recvBuffer.clear();
    resendTimer->stop();
}

/**
 * @brief 重发超时处理
 *
 * @details 执行流程：
 *          1. 检查是否达到最大重发次数
 *          2. 未达到则重发数据并更新计数器
 *          3. 达到最大次数则触发超时信号
 */
void SerialCommunicator::onResendTimeout()
{
    if (comCount < maxRetry)
    {
        // 重发数据，更新计数器
        serialPort->write(currentData);
        comCount++;
        emit statusChanged(QString("通信超时，重新发送中（%1/%2）").arg(comCount).arg(maxRetry));
        resendTimer->start(resendTimeout);  // 继续计时
    }
    else
    {
        // 达到最大重发次数，触发超时信号
        resendTimer->stop();
        emit timeoutOccurred();
    }
}