• 日期: 2024-07-21 06:42:25
  • 标签: 常规

智能家居系统数据库设计与服务器通信实现

1. 数据库设计

本智能家居系统采用SQLite3数据库，包含两个表：

1.1 用户表（users）

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

1.2 智能家居状态表（Status）

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)
);

2. 服务器端实现

服务器端使用C语言编写，主要功能包括：

  • 创建Socket监听端口，等待客户端连接
  • 接收客户端发送的userid
  • 查询数据库获取设备状态信息
  • 分析设备状态并生成建议
  • 向客户端发送建议
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sqlite3.h>

#define MAX_BUFFER_SIZE 1024

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

tydef 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;
    }
}

void handleClientConnection(ServerContext *context) {
    int clientSockfd = accept(context->sockfd, (struct sockaddr *)&context->client_addr, &context->client_addr_len);
    if (clientSockfd == -1) {
        perror('套接字接收失败\naccept');
        return;
    }

    ServerContext clientContext;
    clientContext.sockfd = clientSockfd;
    clientContext.client_addr_len = sizeof(clientContext.client_addr);
    clientContext.db = context->db;
    handleClientRequest(&clientContext);

    close(clientSockfd);
}

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;


    while (1) {
        sleep(1);
        handleClientConnection(&context);
    }

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

    return 0;
}

#include 'procession.h'
#include 'ui_procession.h'
#include <QAbstractSocket>
#include <QDebug>

Procession::Procession(int userid,QWidget *parent) :  QWidget(parent),
    ui(new Ui::Procession),
    userid(userid)
{
    ui->setupUi(this);
    processionWidget();
    m_socket = new QTcpSocket(this);
    connect(ui->connectBtn, &QPushButton::clicked, this, &Procession::on_connectBtn_clicked);
    connect(m_socket, &QTcpSocket::readyRead, this, &Procession::readyRead);
    connect(m_socket, &QTcpSocket::connected, this, &Procession::connected);
    connect(m_socket, &QTcpSocket::disconnected,this,&Procession::disconnected);
    connect(m_socket, QOverload<QAbstractSocket::SocketError>::of(&QTcpSocket::error), this, &Procession::displayError);
}

Procession::~Procession()
{
    delete ui;
}

void Procession::processionWidget()
{
    setWindowTitle('服务器通信');
    setAutoFillBackground(true);
    QPalette palette=this->palette();
    QPixmap pixmap(':/user/image/image/net.jpg');
    palette.setBrush(QPalette::Window, QBrush(pixmap));
    setPalette(palette);
    setFixedSize(600,400);
}


void Procession::connected()
{
    ui->message->append('连接成功');
    // 发送userid给服务器
    QByteArray block;
    QDataStream out(&block, QIODevice::WriteOnly);
    out << this->userid;
    if (m_socket->write(block) == -1) {
        ui->message->append('发送userid失败');
        m_socket->close();
    }
}

void Procession::disconnected()
{
    ui->message->append('连接失败');
    m_socket->close();
}

void Procession::readyRead()
{
    QByteArray data = m_socket->readAll();
    if (data.isEmpty()) {
        ui->message->append('读取的数据为空');
        return;
    }
    // 解析服务器返回的数据
    QDataStream in(&data, QIODevice::ReadOnly);
    QString suggestion;
    in >> suggestion; // 使用重载的 >> 运算符来读取数据
    if (in.status() != QDataStream::Ok) {
        ui->message->append('解析服务器返回的数据失败');
        return;
    }
    ui->message->append(suggestion);
    m_socket->close();
}

void Procession::displayError(QAbstractSocket::SocketError error)
{
    QString errorMessage;
    switch (error) {
    case QAbstractSocket::ConnectionRefusedError:
        errorMessage = '连接被拒绝';
        break;
    case QAbstractSocket::RemoteHostClosedError:
        errorMessage = '远程主机关闭';
        break;
    case QAbstractSocket::HostNotFoundError:
        errorMessage = '未找到主机';
        break;
    case QAbstractSocket::SocketTimeoutError:
        errorMessage = '连接超时';
        break;
    case QAbstractSocket::NetworkError:
        errorMessage = '网络错误';
        break;
    default:
        errorMessage = '未知错误';
        break;
    }
    ui->message->append('连接失败：' + errorMessage);
}

void Procession::on_connectBtn_clicked()
{
    if (m_socket->state() == QAbstractSocket::ConnectedState) {
        m_socket->disconnectFromHost(); // 先关闭套接字
        return;
    }
    ui->message->append('已经连接上服务器');
    QString ip = ui->IP->text();
    QString port = ui->port->text();

    if (ip.isEmpty() || port.isEmpty()) {
        ui->message->clear();
        ui->message->append('请输入有效的IP地址和端口号');
        return;
    }

    ui->message->clear();
    ui->message->append('正在连接中...');
    m_socket->connectToHost(ip, static_cast<quint16>(ui->port->text().toInt()));
}


// 补充说明：
// 1. 服务器代码需要编译成可执行文件，并运行在服务器端
// 2. 客户端代码需要编译成可执行文件，并运行在客户端
// 3. 客户端代码中的数据库路径需要根据实际情况进行修改
// 4. 客户端代码中需要根据实际情况修改IP地址和端口号
// 5. 服务器代码中的建议生成逻辑可以根据实际需求进行修改
// 6. 客户端代码中的连接按钮点击事件处理逻辑可以根据实际需求进行修改

## 代码逻辑说明

### 服务器端逻辑

* 服务器端程序首先创建Socket监听端口，等待客户端连接
* 当客户端连接后，服务器端程序接收客户端发送的userid
* 服务器端程序根据userid查询数据库获取设备状态信息
* 服务器端程序分析设备状态并生成建议
* 服务器端程序向客户端发送建议

### 客户端端逻辑

* 客户端程序首先创建一个QTcpSocket对象
* 客户端程序连接服务器
* 客户端程序发送userid给服务器
* 客户端程序接收服务器返回的建议
* 客户端程序显示建议

### 客户端代码中连接失败问题的解决

* 在`on_connectBtn_clicked()`函数中添加判断，如果套接字的状态为`QAbstractSocket::ConnectedState`，则先调用`m_socket->disconnectFromHost()`断开连接，然后再进行连接操作。

## 总结

本文介绍了智能家居系统数据库设计和服务器通信实现，并提供了代码示例。通过学习本文，读者可以了解如何使用SQLite3数据库设计智能家居系统，以及如何使用C语言和QTcpSocket实现服务器通信。
智能家居系统数据库设计与服务器通信实现

原文地址: http://www.cveoy.top/t/topic/fCqs 著作权归作者所有。请勿转载和采集!

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