【QT】ModbusTCP读写寄存器类封装

背景

在编写ModbusTCP时候，连接、寄存器读写属于通用的功能，为了便于后续直接复用，选择封装到一个类。本博文在封装展示该类过程中，会提及到编写该类过程中，出现的连接未成功的问题，以及该问题的解决方式。

问题

首先，需要明确设备连接状态有4类：

enum State {
        UnconnectedState,
        ConnectingState,
        ConnectedState,
        ClosingState
    };

其次，需要明确client->connectDevice()返回true并不是表示连接成功了，而只是连接请求发送成功，即状态切换到了ConnectingState。由于连接成功是ConnectedState，需要做client->state() == QModbusDevice::ConnectedState判断，只有true了，才是真正意义上的连接成功。

实现

在解决该问题前，需要介绍一个处理事件循环的类QEventLoop，主要作用于在同步代码中实现异步操作的等待，允许在程序中创建一个局部事件循环，用于阻塞当前线程并等待特定事件发生，直到事件循环被退出（quit() 或 exit() 被调用）才结束。它的生命周期：事件循环在exec()调用后启动，在 quit() 后停止，通常配合信号槽机制使用。

针对以上提及的问题，加入超时机制，等待连接完成：

bool modbusClient::connect(QString &msg)
{
    if (!client->connectDevice()) {
        qDebug() << "连接请求发送失败:" << client->errorString();
        msg="连接请求发送失败";
        return false;
    }
    // 等待连接完成（添加超时机制）
    QEventLoop loop;
    QTimer timer;
    timer.setSingleShot(true);//单次触发模式。定时器超时后会自动停止，不会重复触发
    timer.setInterval(2500);

    // 监听连接状态变化
    QObject::connect(&timer, &QTimer::timeout, &loop, &QEventLoop::quit);
    QObject::connect(client, &QModbusClient::stateChanged, [&](QModbusDevice::State state) {
        // qDebug() << "连接状态变化:" << state;
        if (state == QModbusDevice::ConnectedState) {
            loop.quit();  // 连接成功，退出事件循环
        }
    });

    timer.start();
    loop.exec();

    if (client->state() != QModbusDevice::ConnectedState) {
        msg = "连接超时";
        return false;
    }
    return true;
}

解决了以上的问题后，就可以进行modbusClient类封装了，已上传资源，注意使用时候要pro中引入QT += serialbus。调用方式，可以采用值调用方式modbusClient md(it.key(),it.value());md.work1(msg)；，也可以采用指针的调用方式modbusClient *md1 =new modbusClient(it.key(),it.value()); md1->work1(msg);。