• 日期: 2027-08-26
  • 标签: 常规

C++ Socket编程实现智能家居状态查询与建议

本文介绍如何使用C++ Socket编程实现一个简单的智能家居系统，包含以下功能：

  • 客户端发送用户ID给服务器。* 服务器接收用户ID，查询数据库获取设备状态信息。* 服务器根据设备状态信息生成建议，并发送给客户端。

服务器端代码c++#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');    printf('%d',userid);

// 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;    memset(&status, 0, sizeof(Status)); // 清空status结构体    while (sqlite3_step(stmt) == SQLITE_ROW) {        status.uid = sqlite3_column_int(stmt, 1);        printf('%d',status.uid);        strncpy(status.device_name, sqlite3_column_text(stmt, 2), sizeof(status.device_name));        printf('%s',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));    }

int columnCount = sqlite3_column_count(stmt);    printf('列数：%d\n', columnCount);

if (sqlite3_column_count(stmt) == 0) {          fprintf(stderr, '查询结果为空\n');          return;    }    sqlite3_finalize(stmt);

if (strlen(status.device_name) == 0) {        perror('接收设备状态信息失败');        return;    }

// 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;    }    printf('%s',suggestion);}

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cpp#include 'procession.h'#include 'ui_procession.h'#include #include

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, QOverloadQAbstractSocket::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 qDebug()<<'1'; }

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()));}

问题分析

根据代码分析，userid传递问题可能出在以下几个地方：

  1. 客户端发送userid的数据类型与服务器接收的数据类型不一致： * 客户端使用QDataStream发送userid，默认情况下QDataStream使用的是平台相关的字节序。 * 服务器使用recv函数接收userid，该函数不进行字节序转换。 * 如果客户端和服务器使用不同的平台，就可能导致字节序不一致，从而出现userid值错误的问题。

  2. 网络传输过程中数据丢失或错误: * 网络传输过程中可能会出现数据包丢失或数据位错误的情况，导致服务器接收到的userid不完整或错误。

解决方法

针对以上问题，可以采取以下措施：

  1. 统一客户端和服务器的字节序: * 可以在客户端和服务器端都使用网络字节序，即大端字节序。 * QDataStream提供了setByteOrder函数可以设置字节序，可以将其设置为QDataStream::BigEndian。 * 服务器端可以使用ntohl函数将接收到的userid转换为主机字节序。

  2. 添加数据校验: * 可以在发送userid时添加校验码，例如CRC校验，并在服务器端进行校验，确保接收到的userid完整且正确。

代码修改建议

**客户端:**cpp// 发送userid给服务器QByteArray block;QDataStream out(&block, QIODevice::WriteOnly);out.setByteOrder(QDataStream::BigEndian); // 设置为大端字节序out << this->userid;// 添加校验码quint32 crc = qChecksum(block.constData(), block.size());out << crc;if (m_socket->write(block) == -1) { // ...}

**服务器端:*c++// 接收客户端发送的userid和校验码int userid;quint32 receivedCrc;ssize_t recvSize = recv(context->sockfd, &userid, sizeof(int), 0);recvSize = recv(context->sockfd, &receivedCrc, sizeof(quint32), 0);// 进行校验if (recvSize != sizeof(quint32) || receivedCrc != qChecksum((const char)&userid, sizeof(userid))) { // 校验失败 perror('数据校验失败'); return;}userid = ntohl(userid); // 转换为主机字节序

通过以上修改，可以有效解决userid传递错误的问题，提高系统的可靠性。

C++ Socket编程实现智能家居状态查询与建议

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