Qt提升您的物联网设备

本文翻译自Boost your IoT Device with Qt 

原文作者：Michael Zanetti，guh GmbH的高级软件工程师

翻译校审：Richard Lin

我们来自guh GmbH，是nymea物联网平台的开发者，从一开始我们就在使用Qt。您可能会想：这些设备没有UI，只是中间设备，用户也不会注意，在这些设备上使用Qt好像是一个奇怪的主意。下面请允许我解释一下为什么这一点也不奇怪。从本质上来看，之前的思路有三个误区。

不仅仅是UI框架

第一个，也是最大的误区：Qt只能用于UI项目的开发。很多年前，Qt的确凭借UI开发工具起家。但是打那以后，Qt已经进化为一套全功能的库和工具链，它能辅助开发者实现各种层面的功能。您甚至再也不需要使用其他库或工具包，Qt可以极大程度提高您的开发效率。稍后我会深入介绍这一点。

UI也有许多形式

接下来，请允许我阐明上述思想的第二个误区：没有显示设备，就意味着没有UI。即使您所开发的嵌入式设备没有显示器，也不能说它没有用户界面。在我们的例子中，用户界面由运行在物联网设备中的web接口以及客户端app组成。客户端app，可以运行在手机、PC甚至是嵌入墙体的显示器中，通常是一个瘦客户端与设备进行通信。这儿，可以使用Qt Quick技术开发出流畅的，能提供现代交互体验的app，还能获得“一次编码，到处运行”的便捷。最厉害的是：从Qt5.10开始，可以借助Qt WebGL特性，使得物联网设备中的Qt客户端app可以当作web接口，在网页中显示。

没有额外开销: 只发布您需要的

我常听到这样的评价：在嵌入式设备中引入Qt会产生较大的开销。的确，早期Qt曾经包含少量非常庞大的模块，但这一点早就得到了改进。在较新的Qt 5版本里，Qt高度模块化，针对低端硬件还实现了只安装必要的Qt组件的微调功能。而且，最近这个功能得到了强化，现在针对嵌入式开发，Qt可以将所需的组件简化到极小值，从而完全打消人们的疑虑。

Qt如何帮助我们提高开发nymea的效率

如前文提到的，接下来我会介绍一些Qt特性，以及它们如何帮助我们大大提升了开发nymea的效率。

这些特性非常多，在这里很难完整列出，但是对我们中间件技术栈而言，最重要的有：

• 插件机制：Qt的插件机制完美适配动态插件加载，省去各种其他复杂的查找或加载插件的库。nymea的开发基于插件机制，这赋予它明显的优势。该平台的核心是一套软件系统，管理各种配置和“智能”设备。所有实际硬件和在线服务，都是“智能”设备，使用插件机制接入系统。
• 传输协议：只需要调用几个Qt API。nymea的中间件使用sockets（TCP/IP或local sockets）、WebSockets、REST和蓝牙RFCOMM作为设备接口。所有这些Qt都能信手拈来，包括使用SSL加密，提供证书并使用安全通信。
• 基于JSON的RPC API：Qt支持JSON，可以轻松把内部数据结构转换为JSON对象。这对于我们是非常大的提升，因为nymea可以使用基于JSON的RPC API协议与客户端通信。
• 测试和调试框架：开发者非常方便地使用这些高度抽象的API。nymea的代码仓库嵌入了使用Qt Test的自动化测试功能。这使得编写用例测试代码变得非常便捷，实现了测试报告的打印和各种形式的数据统计（如UnitXML）。另外，还可以与其他现有的测试和调试框架一起配合，如coverty，Valgrind或其他现有工具，说到底，过去C++时代的好东西。
• 使用QDoc生成API文档：Qt本身在doc.qt.io上提供一套出色的文档。QDoc工具可以在CI阶段直接从代码中生成文档，允许使用灵活的自定义格式的同时，还能保持Qt文档整洁的观感。而对于像nymea (https://doc.nymea.io/) 这样的，向第三方开发者开放的平台，第三方开发者要基于此开发自己的硬件或服务，显然整洁完善的文档是必须的。
• 各种小的提升：Qt提供各种数量繁多的便捷实用的特性，帮助开发无屏的应用。从命令行参数解析到log输出和过滤和在线通信log输出，以及各种进程间通信机制（例如D-Bus）等。使最小的劲，就可以使用各种特性功能。
• 完整（几乎完美）的跨平台特性。尽管nymea主要运行于Linux设备上，但凭借了Qt，它可以编译到任何平台上去。当然，有些平台的特性无法运行，如D-Bus，但是这是少数的例外。当前，nymea有基于dpkg的仓库，支持所有Ubuntu和Debian发行版，同时支持snap包用于基于snap的系统。客户端app是针对桌面和Android而开发的。我们的团队同时还致力于开发iOS和WebGL的版本，让nymea用上完整的基于Qt Quick的web接口，而这些都是来自于同一个代码工程。

总结：Qt是一个理想的开发框架，不论您的项目有或者没有UI。其为数众多、经过完整测试的高质量API非常简单易懂，让每个开发者能更轻松使用。同时Qt还让您能充分发挥C++的优势。如您所见，Qt可以完美应用于物联网。

关于nymea : nymea让你的产品变得智能 。快速、可定制以及直观易上手。我们的设备间通信技术栈使您通过简单的API实现系统集成。我们打造强大的边缘设备的集成解决方案。