智能家居服务器：实时设备状态监测与建议生成

智能家居服务器：实时设备状态监测与建议生成

本智能家居服务器程序通过实时监听客户端连接，读取设备状态信息，并根据状态生成建议，提供个性化的智能家居体验。

服务器端代码

#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>
#include <netinet/in.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;
    } else if (recvSize == 0) {
        perror("客户端已关闭连接");
        return;
    } else if (recvSize != sizeof(int)) {
        perror("接收到的字节数不正确");
        return;
    }
    userid = ntohl(userid); // 将网络字节序转换为主机字节序
    printf("客户端已连接\n");
    printf("userid:%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);
        strncpy(status.device_name, (char*)sqlite3_column_text(stmt, 2), sizeof(status.device_name)-1);
        strncpy(status.device_state, (char*)sqlite3_column_text(stmt, 3), sizeof(status.device_state)-1);
        strncpy(status.value, (char*)sqlite3_column_text(stmt, 4), sizeof(status.value)-1);
        strncpy(status.mode, (char*)sqlite3_column_text(stmt, 5), sizeof(status.mode)-1);
    }
        if (rc == SQLITE_DONE) {
        fprintf(stderr, "No data found for user %d\n", userid);

        sqlite3_finalize(stmt);
        }
    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;
}



下面是客户端的代码
```c
#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");
    QByteArray block;
    QDataStream out(&block, QIODevice::WriteOnly);
    out << static_cast<quint32>(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()));
}

#ifndef PROCESSION_H
#define PROCESSION_H

#include <QWidget>
#include <QTcpSocket>
#include <QDebug>
#include <QByteArray>
#include <QTcpSocket>

namespace Ui {
class Procession;
}

class Procession : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit Procession(int userid,QWidget *parent = nullptr);
    ~Procession();
    void processionWidget();

private slots:
    //void on_pushButton_clicked();
    void connected();
    void disconnected();
    void readyRead();
    void displayError(QAbstractSocket::SocketError error);

    void on_connectBtn_clicked();

private:
    Ui::Procession *ui;
    int userid;
    QTcpSocket* m_socket;
};

#endif // PROCESSION_H

服务器代码解释

1. 头文件包含：包含了必要的库文件，用于网络编程、数据库操作和字符串处理等操作。
2. 定义结构体：定义了Status结构体，用于存储设备状态信息，以及ServerContext结构体，用于保存服务器的上下文信息。
3. 处理客户端请求函数 handleClientRequest：
   • 接收客户端发送的userid。
   • 查询数据库获取设备状态信息，并填充到Status结构体中。
   • 根据设备状态生成建议信息。
   • 将建议信息发送给客户端。
4. 主函数 main：
   • 创建socket并监听端口。
   • 打开数据库连接。
   • 使用select函数监听新的连接请求。
   • 当有新的连接请求时，使用accept函数接受连接，并将客户端信息和数据库连接保存到ServerContext结构体中，调用handleClientRequest函数处理客户端请求。

客户端代码解释

1. 头文件包含：包含了必要的库文件，用于Qt网络编程、UI界面设计和数据处理等操作。
2. 类定义：定义了Procession类，继承自QWidget，用于实现客户端的功能。
3. 构造函数：初始化UI界面，创建QTcpSocket对象，并连接信号槽，实现连接服务器、接收数据、处理错误等功能。
4. connected函数：在连接服务器成功后，将userid发送给服务器。
5. readyRead函数：在收到服务器数据后，解析数据并显示在UI界面上。
6. displayError函数：在连接出现错误时，显示错误信息。
7. on_connectBtn_clicked函数：点击连接按钮时，连接服务器。

运行步骤

1. 编译服务器代码和客户端代码。
2. 运行服务器程序。
3. 运行客户端程序，输入服务器的IP地址和端口号。
4. 点击连接按钮，连接到服务器。
5. 服务器会根据客户端发送的userid，从数据库中获取设备状态信息，并生成建议信息发送给客户端。
6. 客户端会将接收到的建议信息显示在UI界面上。

代码优化建议

1. 服务器代码中可以使用线程池来处理多个客户端请求，提高并发性能。
2. 客户端代码可以使用异步操作来进行网络通信，提高用户体验。
3. 服务器代码和客户端代码可以使用protobuf等协议来进行数据传输，提高数据传输效率。
4. 可以添加一些日志功能，方便调试和监控程序运行情况。

总结

本智能家居服务器程序实现了一个简单的实时设备状态监测和建议生成功能，为用户提供个性化的智能家居体验。代码可以作为基础框架，进一步扩展和优化，实现更强大的智能家居功能。