智能家居系统数据库设计与C++服务器搭建

本文将介绍如何使用SQLite数据库设计智能家居系统用户表和设备状态表，并使用C++和套接字编程实现一个简单的服务器，用于处理客户端请求并提供智能家居设备状态建议。

数据库设计

我们使用SQLite数据库来存储用户信息和设备状态。

1. 创建用户表

CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
    uid INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    username varchar(10),
    passwd varchar(10)
);

2. 创建智能家居状态表

CREATE TABLE IF NOT EXISTS Status (
    sid INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    uid INTEGER,
    device_name varchar(10),
    device_state varchar(10),
    value varchar(10),
    mode varchar(10),
    FOREIGN KEY (uid) REFERENCES users (uid)
);

C++服务器代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/select.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sqlite3.h>

#define MAX_BUFFER_SIZE 1024

typedef struct {
    int uid;
    char device_name[10];
    char device_state[10];
    char value[10];
    char mode[10];
} Status;

typedef struct {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_addr_len;
    sqlite3 *db;
} ServerContext;

void handleClientRequest(ServerContext *context) {
    char buffer[MAX_BUFFER_SIZE];
    int userid;

    // 接收客户端发送的userid
    ssize_t recvSize = recv(context->sockfd, &userid, sizeof(int), 0);
    if (recvSize == -1) {
        perror('userid接受失败\nrecv');
        return;
    }
    printf('客户端已连接\n');

    // 查询数据库获取设备状态信息
    char sql[100];
    snprintf(sql, sizeof(sql), 'SELECT * FROM Status WHERE uid = %d', userid);
    sqlite3_stmt *stmt;
    int rc = sqlite3_prepare_v2(context->db, sql, -1, &stmt, NULL);
    if (rc != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, '无法执行的语句: %s\n', sqlite3_errmsg(context->db));
        return;
    }

    Status status;
    while (sqlite3_step(stmt) == SQLITE_ROW) {
        status.uid = sqlite3_column_int(stmt, 1);
        strncpy(status.device_name, sqlite3_column_text(stmt, 2), sizeof(status.device_name));
        strncpy(status.device_state, sqlite3_column_text(stmt, 3), sizeof(status.device_state));
        strncpy(status.value, sqlite3_column_text(stmt, 4), sizeof(status.value));
        strncpy(status.mode, sqlite3_column_text(stmt, 5), sizeof(status.mode));
    }
    sqlite3_finalize(stmt);

    // 分析设备状态并生成建议
    char suggestion[MAX_BUFFER_SIZE];
    if (strcmp(status.device_name, '空调') == 0) {
        int temperature = atoi(status.value);
        if (temperature < 24) {
            snprintf(suggestion, sizeof(suggestion), '空调温度过低，建议提高温度至26℃');
        } else {
            snprintf(suggestion, sizeof(suggestion), '空调温度正常');
        }
    } else if (strcmp(status.device_name, '加湿器') == 0) {
        int humidity = atoi(status.value);
        if (humidity < 40 || humidity > 70) {
            snprintf(suggestion, sizeof(suggestion), '加湿器湿度过高或过低，建议调整加湿器湿度');
        } else {
            snprintf(suggestion, sizeof(suggestion), '加湿器湿度正常');
        }
    } else {
        snprintf(suggestion, sizeof(suggestion), '设备状态未知');
    }

    // 向客户端发送建议
    ssize_t sendSize = send(context->sockfd, suggestion, strlen(suggestion), 0);
    if (sendSize == -1) {
        perror('发送失败\nsend');
        return;
    }
}

int main() {
    printf('正在连接中...\n');
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd == -1) {
        perror('连接失败\nsocket');
        return 1;
    }

    struct sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    server_addr.sin_port = htons(12345);

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
        perror('连接失败\nbind');
        close(sockfd);
        return 1;
    }

    if (listen(sockfd, 5) == -1) {
        perror('连接失败\nlisten');
        close(sockfd);
        return 1;
    }

    sqlite3 *db;
    int rc = sqlite3_open('/mnt/g/Qt/Client/Smarthome_Client/database/database.db', &db);
    if (rc != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, '数据库打开失败: %s\n', sqlite3_errmsg(db));
        return 1;
    }

    ServerContext context;
    context.sockfd = sockfd;
    context.client_addr_len = sizeof(context.client_addr);
    context.db = db;

    fd_set readfds;
    int maxfd = sockfd;

    while (1) {
        FD_ZERO(&readfds);
        FD_SET(sockfd, &readfds);

        int activity = select(maxfd + 1, &readfds, NULL, NULL, NULL);
        if (activity == -1) {
            perror('select');
            break;
        }

        if (FD_ISSET(sockfd, &readfds)) {
            int clientSockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&context.client_addr, &context.client_addr_len);
            if (clientSockfd == -1) {
                perror('套接字接收失败\naccept');
                break;
            }

            context.sockfd = clientSockfd;
            handleClientRequest(&context);

            close(clientSockfd);
        }
    }

    sqlite3_close(db);
    close(sockfd);
    printf('服务器已关闭\n');

    return 0;
}

客户端代码逻辑

创建一个QTcpSocket对象，连接到服务器地址和端口。
连接成功后，发送用户的userid给服务器。
接收服务器返回的建议信息，并将其显示在GUI界面上。

问题分析

之前的代码中，服务器端在每次循环中都没有重新设置readfds，导致select函数可能无法检测到新的连接请求。

代码修改

在每次循环中，需要重新设置readfds，并将sockfd添加到readfds集合中。

fd_set readfds;
int maxfd = sockfd;

while (1) {
    FD_ZERO(&readfds);
    FD_SET(sockfd, &readfds);
    // ...
}

通过以上修改，服务器端就能正确地处理客户端连接请求了。

总结

本文介绍了如何使用SQLite数据库设计智能家居系统用户表和设备状态表，并使用C++和套接字编程实现一个简单的服务器，用于处理客户端请求并提供智能家居设备状态建议。同时，还分析了之前代码中存在的问题，并给出了相应的解决方法。