智能家居系统开发：客户端和服务器交互设计

数据库设计

-- 创建用户表
CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
    uid INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    username varchar(10), 
    passwd varchar(10)
);


-- 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)
);

系统架构

客户端：使用QT C++编写，负责与用户交互，收集用户输入并发送到服务器。
服务器：使用Linux C编写，负责接收客户端请求，处理数据，连接数据库，并向客户端发送响应信息。

通信协议

客户端和服务器之间通过HTTP协议进行通信。
客户端将URL打包成JSON格式，并通过HTTP请求发送给服务器。
服务器解析JSON数据，并根据数据内容进行相应操作。

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。

工作流程

客户端收集用户输入，例如空调温度、加湿器湿度等信息。
客户端将数据打包成JSON格式，并通过HTTP请求发送给服务器。
服务器解析JSON数据，验证是否可以与客户端进行通信。
服务器连接SQLite数据库，根据Status表中的数据分析温度和湿度，并根据分析结果生成建议。
服务器将建议打包成JSON格式，并通过HTTP响应发送给客户端。
客户端接收服务器响应，并将建议显示在GUI界面上。

代码示例

客户端QT C++代码

#include <QApplication>
#include <QtNetwork>
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QJsonArray>
#include <QPushButton>
#include <QMessageBox>
#include <QTextEdit>

class Client : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit Client(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent)
    {
        // 创建按钮和文本框
        QPushButton *button = new QPushButton('发送请求');
        connect(button, &QPushButton::clicked, this, &Client::sendRequest);
        button->show();

        QTextEdit *textEdit = new QTextEdit;
        textEdit->setReadOnly(true);
        textEdit->show();
        m_textEdit = textEdit;

        // 创建HTTP连接
        m_networkAccessManager = new QNetworkAccessManager(this);
        connect(m_networkAccessManager, &QNetworkAccessManager::finished, this, &Client::handleResponse);
    }

public slots:
    void sendRequest()
    {
        // 构造请求的JSON数据
        QJsonObject requestData;
        requestData['device_name'] = 'Air Conditioner';
        requestData['device_state'] = 'Temperature';
        requestData['value'] = '24';
        requestData['mode'] = 'Auto';

        QJsonDocument doc(requestData);
        QByteArray requestDataBytes = doc.toJson();

        QNetworkRequest request(QUrl('http://localhost:8080'));
        request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, 'application/json');

        // 发送请求
        m_networkAccessManager->post(request, requestDataBytes);
    }

    void handleResponse(QNetworkReply *reply)
    {
        if (reply->error() == QNetworkReply::NoError) {
            // 解析服务器响应的JSON数据
            QByteArray responseData = reply->readAll();
            QJsonDocument doc = QJsonDocument::fromJson(responseData);
            QJsonObject responseDataObj = doc.object();

            QString suggestion = responseDataObj['suggestion'].toString();

            // 在GUI上显示服务器发送的建议
            m_textEdit->append(suggestion);
        } else {
            // 处理请求错误
            QMessageBox::critical(nullptr, 'Error', reply->errorString());
        }

        reply->deleteLater();
    }

private:
    QNetworkAccessManager *m_networkAccessManager;
    QTextEdit *m_textEdit;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    Client client;
    client.sendRequest();

    return a.exec();
}

#include "main.moc"

服务器端Linux C代码

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

#define PORT 8080

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

    // 连接SQLite数据库
    sqlite3 *db;
    if (sqlite3_open('database.db', &db) != SQLITE_OK) {
        fprintf(stderr, 'Cannot open database: %s
', sqlite3_errmsg(db));
        return;
    }

    // 查询温度和湿度数据
    // ...

    // 分析数据，生成建议
    // ...

    // 构造响应的JSON数据
    // ...

    // 发送响应数据给客户端
    if (send(clientSocket, responseData, strlen(responseData), 0) < 0) {
        perror('send failed');
    }

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

    // 关闭数据库连接
    sqlite3_close(db);
}

void startServer()
{
    int serverSocket, clientSocket;
    struct sockaddr_in serverAddress, clientAddress;
    socklen_t clientAddressLength;

    // 创建套接字
    serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (serverSocket == -1) {
        perror('socket failed');
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

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

    // 绑定套接字到指定地址和端口
    if (bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&serverAddress, sizeof(serverAddress)) < 0) {
        perror('bind failed');
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接
    if (listen(serverSocket, 3) < 0) {
        perror('listen failed');
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf('Server started, listening on port %d
', PORT);

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

        printf('Client connected
');

        // 接收客户端发送的数据
        char requestData[1024];
        memset(requestData, 0, sizeof(requestData));
        if (recv(clientSocket, requestData, sizeof(requestData), 0) < 0) {
            perror('recv failed');
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

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

int main()
{
    startServer();

    return 0;
}

注意

以上代码示例仅供参考，实际应用中可能需要进行错误处理、数据验证等更多的工作。
数据库操作和JSON解析的代码需要根据具体的需求进行实现。

总结

本文介绍了一个简单的智能家居系统开发案例，展示了客户端和服务器之间通过HTTP协议和JSON数据进行交互的设计思路。在实际开发中，需要根据具体需求进行调整和完善。