Merge branch 'Dev'

FunctionalModule/DeviceManagement/porttest.cpp

@@ -36,10 +36,21 @@ void PortTest::on_comStatus(QString name, bool flag)
 {
     if(flag)              // 串口插入时自动添加串口名
     {
-        ui->comboBox->addItem(name);
-        ui->comboBox_2->addItem(name);
-        ui->comboBox_3->addItem(name);
-        ui->comboBox_4->addItem(name);
+        if(ui->comboBox->findText(name) < 0)       // 判断新增的串口名称在下拉框中是否存在，如果不存在则添加
+        {
+            ui->comboBox->addItem(name);
+        }
+        if(ui->comboBox_2->findText(name) < 0)
+        {
+            ui->comboBox_2->addItem(name);
+        }
+        if(ui->comboBox_3->findText(name) < 0)
+        {
+            ui->comboBox_3->addItem(name);
+        }
+        if(ui->comboBox_4->findText(name) < 0)
+        {
+            ui->comboBox_4->addItem(name);
     }
     else                  // 串口拔出时自动移除串口名
     {

FunctionalModule/FunctionalModule.md

@@ -6,13 +6,14 @@
 
 ## 1、说明
 
-| 类名             | 功能                               | 支持系统 |
-| ---------------- | ---------------------------------- | -------- |
-| QMWidget         | 基于QWidget实现的自定义窗口模块    | windows  |
-| DeviceManagement | 串口、鼠标、键盘热插拔监测功能模块 | windows  |
-| QLog             | Qt日志系统                         |          |
-| QMPlayer         | Qt实现的视频播放器界面Demo         | windows  |
-| TestCrashHandler | windows下程序崩溃定位Demo          | windows  |
+| 类名             | 功能                               | 支持系统       |
+| ---------------- | ---------------------------------- | -------------- |
+| QMWidget         | 基于QWidget实现的自定义窗口模块    | windows        |
+| DeviceManagement | 串口、鼠标、键盘热插拔监测功能模块 | windows        |
+| QLog             | Qt日志系统                         |                |
+| QMPlayer         | Qt实现的视频播放器界面Demo         | windows        |
+| TestCrashHandler | windows下程序崩溃定位Demo          | windows        |
+| NtpClient        | NTP时间同步客户端                  | Windows、Linux |
 
 
 
@@ -95,4 +96,22 @@
 >
 > 7. 支持release模块下生成dump文件。
 
-![Dump](FunctionalModule.assets/Dump.gif)
\ No newline at end of file
+![Dump](FunctionalModule.assets/Dump.gif)
+
+
+
+### 1.6 NtpClient
+
+> **NTP时间同步客户端程序Demo**
+>
+> 1. 使用UDP进行通信；
+> 2. 毫秒级时间精度；
+> 3. 使用多个阿里云NTP时间同步服务器、腾讯云NTP时间同步服务器；
+> 4. 支持windows、linux下修改系统时间。
+>
+> **注意：**由于设置系统时间的功能比较重要，所以不管是Windows还是Linux都需要最高权限才可以。
+>
+> 1. Windows下需要【以管理员身份运行】打开QtCreator或者编译后给NtpClient.exe设置权限【属性->兼容性->以管理员身份运行此程序】，否则无法修改系统时间；
+> 2. Linux下编译后使用【sudo ./NtpClient】 运行程序。
+
+![NtpClient](FunctionalModule.assets/NtpClient.gif)
\ No newline at end of file

FunctionalModule/FunctionalModule.pro

@@ -14,7 +14,7 @@ SUBDIRS += QMWidget                       # qt自定义窗口
 SUBDIRS += DeviceManagement               # 串口、鼠标、键盘热插拔检测模块
 SUBDIRS += QLog                           # 自定义日志系统
 SUBDIRS += QMPlayer                       # 视频播放器界面
-
+SUBDIRS += NtpClient                      # NTP时间同步客户端（需要管理员权限/超级用户权限打开）
 
 win32 {
 SUBDIRS += TestCrashHandler               # windows下Qt程序崩溃问题定位Demo（只在msvc编译下有效）

FunctionalModule/NtpClient/NtpClient.pro

+#---------------------------------------------------------------------------------------
+# @功能：       NTP时间同步客户端程序Demo
+#              1、使用UDP进行通信；
+#              2、毫秒级时间精度；
+#              3、使用多个阿里云NTP时间同步服务器、腾讯云NTP时间同步服务器；
+#              4、支持windows、linux下修改系统时间。
+# @编译器：     Desktop Qt 5.12.5 MSVC2017 64bit（也支持其它编译器）
+# @Qt IDE：    D:/Qt/Qt5.12.5/Tools/QtCreator/share/qtcreator
+#
+# @开发者     mhf
+# @邮箱       1603291350@qq.com
+# @时间       2022-08-09 15:52:56
+# @备注       注意：由于设置系统时间的功能比较重要，所以不管是Windows还是Linux都需要最高权限才可以。
+#             Windows下需要【以管理员身份运行】打开QtCreator或者编译后给NtpClient.exe设置权限【属性->兼容性->以管理员身份运行此程序】，否则无法修改系统时间；
+#             Linux下编译后使用【sudo ./NtpClient】 运行程序。
+#---------------------------------------------------------------------------------------
+QT       += core gui network
+
+greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets
+
+CONFIG += c++11
+
+# The following define makes your compiler emit warnings if you use
+# any Qt feature that has been marked deprecated (the exact warnings
+# depend on your compiler). Please consult the documentation of the
+# deprecated API in order to know how to port your code away from it.
+DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS
+
+# You can also make your code fail to compile if it uses deprecated APIs.
+# In order to do so, uncomment the following line.
+# You can also select to disable deprecated APIs only up to a certain version of Qt.
+#DEFINES += QT_DISABLE_DEPRECATED_BEFORE=0x060000    # disables all the APIs deprecated before Qt 6.0.0
+
+SOURCES += \
+    main.cpp \
+    ntpclient.cpp \
+    widget.cpp
+
+HEADERS += \
+    ntpclient.h \
+    widget.h
+
+FORMS += \
+    widget.ui
+
+# Default rules for deployment.
+qnx: target.path = /tmp/$${TARGET}/bin
+else: unix:!android: target.path = /opt/$${TARGET}/bin
+!isEmpty(target.path): INSTALLS += target
+
+contains(QT_ARCH, i386){        # 使用32位编译器
+DESTDIR = $$PWD/../bin          # 程序输出路径
+}else{
+DESTDIR = $$PWD/../bin64        # 使用64位编译器
+}
+
+# msvc  编译器使用utf-8编码（好像只在msvc2017以后才有效）
+msvc {
+QMAKE_CFLAGS += /utf-8
+QMAKE_CXXFLAGS += /utf-8
+#QMAKE_LFLAGS += /MANIFESTUAC:\"level=\'requireAdministrator\' uiAccess=\'false\'\"          # 设置程序使用管理员权限运行（只适用于MSVC）
+}

FunctionalModule/NtpClient/main.cpp

+#include "widget.h"
+
+#include <QApplication>
+
+int main(int argc, char *argv[])
+{
+    QApplication a(argc, argv);
+    Widget w;
+    w.show();
+    return a.exec();
+}

FunctionalModule/NtpClient/ntpclient.cpp

+#include "ntpclient.h"
+#include <QDateTime>
+#include <QUdpSocket>
+#include <QDebug>
+#include <QtEndian>
+#include <QElapsedTimer>
+#include <QMetaEnum>
+
+#ifdef Q_OS_WIN
+#include <Windows.h>
+#endif
+#ifdef Q_OS_LINUX
+#include <sys/time.h>
+#endif
+
+NtpClient::NtpClient(QObject *parent) : QObject(parent)
+{
+    m_socket = new QUdpSocket(this);
+    connect(m_socket, &QUdpSocket::connected, this, &NtpClient::on_connected);
+    connect(m_socket, &QUdpSocket::readyRead, this, &NtpClient::on_readData);
+}
+
+/**
+ * @brief        连接Ntp服务器，端口号默认123
+ * @param url    Ntp服务器IP地址或网址
+ */
+void NtpClient::connectServer(QString url)
+{
+    close();
+    m_socket->connectToHost(url, 123);
+}
+
+void NtpClient::close()
+{
+    m_socket->abort();
+}
+
+void NtpClient::on_connected()
+{
+    qDebug() << "连接成功！";
+    QMetaEnum m = QMetaEnum::fromType<QAbstractSocket::SocketState>();      // 获取QUdpSocket连接状态字符串
+    emit updateData(QString("连接成功：%1  %2").arg(m_socket->peerName()).arg(m.key(m_socket->state())));
+}
+
+void NtpClient::getTime()
+{
+    sendData();
+}
+
+QByteArray toNtpPacket() {
+    QByteArray result(40, 0);
+
+    quint8 li = 0;                   // LI闰秒标识器，占用2个bit，0 即可；
+    quint8 vn = 3;                   // VN 版本号，占用3个bits，表示NTP的版本号，现在为3；
+    quint8 mode = 3;                 // Mode 模式，占用3个bits，表示模式。 3 表示 client， 2 表示 server
+    quint8 stratum = 0;              // 系统时钟的层数，取值范围为1～16，它定义了时钟的准确度。层数为1的时钟准确度最高，准确度从1到16依次递减，层数为16的时钟处于未同步状态，不能作为参考时钟。
+    quint8 poll = 4;                 // 轮询时间，即两个连续NTP报文之间的时间间隔(4-14)
+    qint8 precision = -6;            // 系统时钟的精度,精确到秒的平方级（-6 到 -20）
+
+    result[0] = char((li << 6) | (vn <<3) | (mode));
+    result[1] = char(stratum & 0xff);
+
+    result[2] = char(poll & 0xff);
+    result[3] = char(precision & 0xff);
+
+    qint64 currentLocalTimestamp = QDateTime::currentMSecsSinceEpoch();
+    result.append((const char *)&currentLocalTimestamp, sizeof(qint64));
+
+    return result;
+}
+
+/**
+ * @brief 发送NTP请求帧
+ */
+void NtpClient::sendData()
+{
+    QByteArray arr = toNtpPacket();
+    qint64 len = m_socket->write(arr);
+    if(len != arr.count())
+    {
+        qWarning() << "发送NTP请求帧失败：" << arr.toHex(' ');
+    }
+}
+
+
+/**
+ * @brief     将QByteArray类型时间戳数据转换为整形并且进行大小端转换
+ * @param bt
+ * @return
+ */
+quint32 byteToUInt32(QByteArray bt) {
+    if(bt.count() != 4) return 0;
+
+    quint32 value;
+    memcpy(&value, bt.data(), 4);
+
+    return qToBigEndian(value);       // 大端转小端
+}
+
+/**
+ * @brief      将Ntp时间戳转换成QDateTime可用的时间戳
+ * @param bt
+ * @return
+ */
+qint64 byte64ToMillionSecond(QByteArray bt) {
+    qint64 second = byteToUInt32(bt.left(4));
+    qint64 millionSecond = byteToUInt32(bt.mid(4, 4));
+    return (second * 1000L) + ((millionSecond * 1000L) >> 32);
+}
+
+/**
+ * @brief 接收返回的NTP数据帧并解析
+ */
+void NtpClient::on_readData()
+{
+    QElapsedTimer timer;       // 统计数据解析消耗的时间
+    timer.start();
+
+    QByteArray buf = m_socket->readAll();
+    qint64 currentLocalTimestamp = QDateTime::currentDateTime().toMSecsSinceEpoch();        // 客户端接收到响应报文时的时间戳 T4
+    if(buf.count() < 48)          // Ntp协议帧长度为48字节
+    {
+        return;
+    }
+
+    QDateTime epoch(QDate(1900, 1, 1), QTime(0, 0, 0));           // ntp时间计时从1900年开始
+    QDateTime unixStart(QDate(1970, 1, 1), QTime(0, 0, 0));       // UNIX操作系统考虑到计算机产生的年代和应用的时限综合取了1970年1月1日作为UNIX TIME的纪元时间(开始时间)
+    qint64 unixDiff = epoch.msecsTo(unixStart);
+
+    // 解析ntp协议中的时间
+    qint64 referenceTimestamp = byte64ToMillionSecond(buf.mid(16, 8)) - unixDiff;           // 参考时间戳
+    qint64 originTimestamp;                                                                 // 原始时间戳    T1
+    memcpy(&originTimestamp, buf.mid(24, 8), 8);
+    qint64 receiveTimestamp = byte64ToMillionSecond(buf.mid(32, 8)) - unixDiff;             // 接收时间戳   T2
+    qint64 translateTimestamp = byte64ToMillionSecond(buf.mid(40, 8)) - unixDiff;           // 传送时间戳   T3
+
+    QDateTime dateTime;
+
+#if 0
+    qDebug() << "-----------NTP协议中包含的所有时间-----------";
+    dateTime.setMSecsSinceEpoch(referenceTimestamp);
+    qDebug() << "参考时间戳：  " << dateTime.toString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss zzz");
+    dateTime.setMSecsSinceEpoch(originTimestamp);
+    qDebug() << "原始时间戳T1：" << dateTime.toString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss zzz");
+    dateTime.setMSecsSinceEpoch(receiveTimestamp);
+    qDebug() << "接收时间戳T2：" << dateTime.toString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss zzz");
+    dateTime.setMSecsSinceEpoch(translateTimestamp);
+    qDebug() << "传送时间戳T3：" << dateTime.toString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss zzz");
+    dateTime.setMSecsSinceEpoch(currentLocalTimestamp);
+    qDebug() << "本地时间戳T4：" << dateTime.toString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss zzz");
+    qDebug() << "------------------------------------------";
+#endif
+
+    QString strTime;
+#if 1         // 计算方式1：时间差offset=（（T2-T1）+（T3-T4））/2      实际时间=程序处理时间（timer.elapsed()） + 接收数据时间T4 + 客户端与服务端的时间差（offset）
+    qint64 currentLocalTimestamp1 = timer.elapsed() + currentLocalTimestamp + qint64((receiveTimestamp - originTimestamp + translateTimestamp - currentLocalTimestamp) / 2);
+
+    dateTime.setMSecsSinceEpoch(currentLocalTimestamp1);
+    strTime = dateTime.toString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss zzz");
+    emit updateData(strTime);
+#else        // 计算方式2：往返时延Delay=（T4-T1）-（T3-T2）            实际时间=程序处理时间（timer.elapsed()） + 服务器数据发出时间（T3）+ 通信时延（Delay）
+    qint64 currentLocalTimestamp2 = timer.elapsed() + translateTimestamp + (((currentLocalTimestamp - originTimestamp) - (translateTimestamp - receiveTimestamp)) / 2);
+    dateTime.setMSecsSinceEpoch(currentLocalTimestamp2);
+    strTime = dateTime.toString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss zzz");
+#endif
+    qDebug() << strTime;
+    setDateTime(dateTime);
+}
+
+
+void NtpClient::setDateTime(QDateTime& dateTime)
+{
+    QDate date = dateTime.date();
+    QTime time = dateTime.time();
+#ifdef Q_OS_WIN
+
+    SYSTEMTIME system_time = {0};
+    memset(&system_time, 0, sizeof(SYSTEMTIME));
+    system_time.wYear = date.year();
+    system_time.wMonth = date.month();
+    system_time.wDay = date.day();
+    system_time.wHour = time.hour();
+    system_time.wMinute = time.minute();
+    system_time.wSecond = time.second();
+    system_time.wMilliseconds = time.msec();
+    if (SetLocalTime(&system_time))            // 仅限于管理员。
+    {
+        emit updateData("设置时间成功！");
+    }
+    else
+    {
+        emit updateData("设置时间失败！");
+    }
+#endif
+
+#ifdef Q_OS_LINUX
+    struct tm tptr;
+    struct timeval tv;
+
+    tptr.tm_year = date.year() - 1900;            // 这里必须-1900，否则设置不成功
+    tptr.tm_mon = date.month();
+    tptr.tm_mday = date.day();
+    tptr.tm_hour = time.hour();
+    tptr.tm_min = time.minute();
+    tptr.tm_sec = time.second();
+
+    tv.tv_sec = mktime(&tptr);                    // 将tptr赋值给tv_sec
+    tv.tv_usec = time.msec() * 1000;              // 设置微秒值
+
+    if (0 == settimeofday(&tv, NULL))            // 仅限于超级用户, 使用sudo ./NtpClient
+    {
+        emit updateData("设置时间成功！");
+    }
+    else
+    {
+        emit updateData("设置时间失败！");
+    }
+#endif
+}
+

FunctionalModule/NtpClient/ntpclient.h

+#ifndef NTPCLIENT_H
+#define NTPCLIENT_H
+
+#include <QObject>
+class QUdpSocket;
+
+#if 0   // NTP协议帧（未使用）
+typedef struct
+{
+    char  LI_VN_Mode;
+    char  Stratum;
+    char  Poll;
+    char  Precision;
+    int  RootDelay;
+    int  RootDispersion;
+    int  ReferenceIdentifier;
+    quint64  ReferenceTimeStamp;    // 系统时钟最后一次被设定或更新的时间
+    quint64   OriginateTimeStamp;    // NTP请求报文离开发送端时发送端的本地时间
+    quint64   ReceiveTimeStamp;      // NTP请求报文到达Server端时接收端的本地时间。
+    quint64   TransmitTimeStamp;     // 发送时间戳，客户端发送时填写，server接收到后会将TransmitTimeStamp值写入OriginateTimeStamp，然后NTP应答报文离开Server时在OriginateTimeStamp的本地时间。
+}NtpPacket;
+#endif
+
+class NtpClient : public QObject
+{
+    Q_OBJECT
+public:
+    explicit NtpClient(QObject *parent = nullptr);
+
+    void connectServer(QString url);        // 连接Ntp服务
+    void close();
+    void getTime();
+
+signals:
+    void updateData(const QString& time);          // 添加显示到界面上文本框中的信息
+
+private slots:
+    void on_connected();
+    void on_readData();
+    void sendData();
+    void setDateTime(QDateTime& dateTime);
+
+private:
+    QUdpSocket* m_socket = nullptr;
+};
+
+#endif // NTPCLIENT_H

FunctionalModule/NtpClient/widget.cpp

+#include "widget.h"
+#include "ui_widget.h"
+#include <QDebug>
+#include <QThread>
+
+Widget::Widget(QWidget *parent)
+    : QWidget(parent)
+    , ui(new Ui::Widget)
+{
+    ui->setupUi(this);
+    this->setWindowTitle("NTP时间同步客户端");
+
+    connect(&m_ntpClient, &NtpClient::updateData, ui->textEdit, &QTextEdit::append);
+
+
+}
+
+Widget::~Widget()
+{
+    delete ui;
+}
+
+
+void Widget::on_but_getTime_clicked()
+{
+    m_ntpClient.getTime();
+//    QThread::msleep(100);
+//    m_ntpClient.getTime();
+}
+
+void Widget::on_but_connect_clicked()
+{
+    m_ntpClient.connectServer(ui->com_address->currentText());
+}

FunctionalModule/NtpClient/widget.h

+#ifndef WIDGET_H
+#define WIDGET_H
+
+#include <QWidget>
+#include "ntpclient.h"
+
+QT_BEGIN_NAMESPACE
+namespace Ui { class Widget; }
+QT_END_NAMESPACE
+
+class Widget : public QWidget
+{
+    Q_OBJECT
+
+public:
+    Widget(QWidget *parent = nullptr);
+    ~Widget();
+
+private slots:
+    void on_but_getTime_clicked();
+
+    void on_but_connect_clicked();
+
+private:
+    Ui::Widget *ui;
+
+    NtpClient m_ntpClient;
+};
+#endif // WIDGET_H

FunctionalModule/NtpClient/widget.ui

+<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
+<ui version="4.0">
+ <class>Widget</class>
+ <widget class="QWidget" name="Widget">
+  <property name="geometry">
+   <rect>
+    <x>0</x>
+    <y>0</y>
+    <width>410</width>
+    <height>311</height>
+   </rect>
+  </property>
+  <property name="windowTitle">
+   <string>Widget</string>
+  </property>
+  <layout class="QGridLayout" name="gridLayout">
+   <item row="0" column="0">
+    <widget class="QComboBox" name="com_address">
+     <item>
+      <property name="text">
+       <string>ntp.tencent.com</string>
+      </property>
+     </item>
+     <item>
+      <property name="text">
+       <string>ntp1.tencent.com</string>
+      </property>
+     </item>
+     <item>
+      <property name="text">
+       <string>ntp2.tencent.com</string>
+      </property>
+     </item>
+     <item>
+      <property name="text">
+       <string>ntp3.tencent.com</string>
+      </property>
+     </item>
+     <item>
+      <property name="text">
+       <string>ntp4.tencent.com</string>
+      </property>
+     </item>
+     <item>
+      <property name="text">
+       <string>ntp5.tencent.com</string>
+      </property>
+     </item>
+     <item>
+      <property name="text">
+       <string>ntp.aliyun.com</string>
+      </property>
+     </item>
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