智能家居系统：基于QT C++和Linux C的客户端-服务器通信设计

本文介绍一个简单的智能家居系统，该系统使用QT C++编写客户端，使用Linux C编写服务器，通过HTTP通信实现数据交互。

1. 数据库设计

1.1 创建用户表

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

1.2 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)
);

2. 系统架构

客户端使用QT C++编写，服务器端使用Linux C编写，两者之间通过HTTP通信进行数据交互。

2.1 服务器主要模块

void startServer(): 启动服务器，监听特定端口
void acceptConnection(): 接受客户端连接
void processClientData(string data): 处理客户端发来的数据
void sendDataToClient(string data): 将数据发送给客户端
void closeConnection(): 关闭与客户端的连接
void viewData(): 查看客户端存储在SQlite智能家居状态表中温度和湿度数据
void analyzeData(): 根据温度和湿度数据分析出合理建议

2.2 客户端主要功能

将URL打包成JSON格式，通过HTTP通信发送给服务器
接收服务器的建议信息并在GUI界面显示

3. 数据交互流程

客户端通过GUI界面按下按钮，向服务器发送连接请求。
服务器接受连接请求并验证客户端身份。
客户端将包含URL信息的JSON数据发送给服务器。
服务器解析JSON数据，查询SQLite数据库中的温度和湿度数据。
服务器根据数据库数据分析并生成合理建议。
服务器将建议信息发送回客户端。
客户端接收服务器的建议信息，并将其显示在GUI界面。

4. 代码示例

4.1 客户端（QT C++）

以下是一个简单的客户端QT C++代码示例，用于与服务器进行通信：

#include <QtNetwork>
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
#include <QJsonValue>
#include <QMessageBox>

class Client : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit Client(QObject *parent = nullptr)
        : QObject(parent)
    {
        // 创建套接字
        socket = new QTcpSocket(this);

        // 连接信号槽
        connect(socket, &QTcpSocket::connected, this, &Client::connected);
        connect(socket, &QTcpSocket::disconnected, this, &Client::disconnected);
        connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, &Client::readyRead);
        connect(socket, QOverload<QAbstractSocket::SocketError>::of(&QAbstractSocket::error),
                this, &Client::socketError);
    }

    void connectToServer(const QString& address, quint16 port)
    {
        // 连接到服务器
        socket->connectToHost(address, port);
    }

    void sendRequest(const QString& url)
    {
        // 创建Json对象
        QJsonObject json;
        json["url"] = url;

        // 创建Json文档
        QJsonDocument doc(json);

        // 将Json文档转换为字节数组
        QByteArray jsonData = doc.toJson();

        // 发送请求
        socket->write(jsonData);
    }

signals:
    void connected();
    void disconnected();
    void receivedResponse(const QString& response);
    void socketError(QAbstractSocket::SocketError socketError);

private slots:
    void readyRead()
    {
        // 读取服务器响应
        QByteArray responseData = socket->readAll();

        // 解析Json响应
        QJsonDocument doc = QJsonDocument::fromJson(responseData);
        QJsonObject json = doc.object();
        QString response = json["response"].toString();

        // 发送信号
        emit receivedResponse(response);
    }

private:
    QTcpSocket* socket;
};

// 使用示例
int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);

    // 创建客户端
    Client client;

    // 连接服务器
    client.connectToServer("127.0.0.1", 1234);

    // 当连接成功时显示提示框
    QObject::connect(&client, &Client::connected, [&]() {
        QMessageBox::information(nullptr, "Connection", "Connected to server");
    });

    // 当接收到服务器响应时显示响应内容
    QObject::connect(&client, &Client::receivedResponse, [&](const QString& response) {
        QMessageBox::information(nullptr, "Response", response);
    });

    // 发送请求
    client.sendRequest("http://example.com");

    return app.exec();
}

#include "main.moc"

4.2 服务器（Linux C）

以下是一个简单的示例代码，展示了服务器端的基本功能：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 1234

void processClientData(int clientSocket, const char* requestData)
{
    // 解析请求数据
    // ...

    // 处理数据
    // ...

    // 发送响应数据
    const char* responseData = "Response data";
    send(clientSocket, responseData, strlen(responseData), 0);
}

int main()
{
    int serverSocket, clientSocket;
    struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr;
    socklen_t addrLen = sizeof(clientAddr);

    // 创建套接字
    serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (serverSocket < 0) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置服务器地址和端口
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serverAddr.sin_port = htons(PORT);

    // 绑定套接字到服务器地址和端口
    if (bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接
    if (listen(serverSocket, 1) < 0) {
        perror("listen failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Server started, listening on port %d\n", PORT);

    while (1) {
        // 接受客户端连接
        clientSocket = accept(serverSocket, (struct sockaddr *)&clientAddr, &addrLen);
        if (clientSocket < 0) {
            perror("accept failed");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        printf("Client connected: %s\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));

        // 接收客户端数据
        char requestData[1024];
        ssize_t bytesRead = recv(clientSocket, requestData, sizeof(requestData), 0);
        if (bytesRead < 0) {
            perror("recv failed");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        // 处理客户端数据
        processClientData(clientSocket, requestData);

        // 关闭与客户端的连接
        close(clientSocket);
    }

    // 关闭服务器套接字
    close(serverSocket);

    return 0;
}

5. 总结

本文介绍了一个简单的智能家居系统，展示了如何使用QT C++和Linux C构建客户端和服务器端，并通过HTTP通信实现数据交互。该系统可以根据用户需求，收集并分析环境数据，并提供相应的建议。

注意: 以上代码示例仅供参考，实际应用中需要根据具体需求进行修改和扩展。