• 日期: 2026-01-19
  • 标签: 常规

智能家居设备状态监测和建议生成服务器 - 使用C语言、SQLite和Socket实现

本项目使用C语言开发了一个智能家居设备状态监测和建议生成服务器。服务器使用SQLite数据库存储设备状态信息，并通过Socket与客户端进行通信，根据设备状态生成建议。

服务器代码

#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);
        printf("%d",status.uid);
        strncpy(status.device_name, (char *)sqlite3_column_text(stmt, 2), sizeof(status.device_name) - 1);
        status.device_name[sizeof(status.device_name) - 1] = '\0';
        printf("%s",status.device_name);
        strncpy(status.device_state, (char *)sqlite3_column_text(stmt, 3), sizeof(status.device_state) - 1);
        status.device_state[sizeof(status.device_state) - 1] = '\0';
        strncpy(status.value, (char *)sqlite3_column_text(stmt, 4), sizeof(status.value) - 1);
        status.value[sizeof(status.value) - 1] = '\0';
        strncpy(status.mode, (char *)sqlite3_column_text(stmt, 5), sizeof(status.mode) - 1);
        status.mode[sizeof(status.mode) - 1] = '\0';
    }
    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
#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

客户端代码

#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

代码说明

  1. 服务器代码

    • 服务器使用socket函数创建套接字，bind函数绑定地址和端口，listen函数监听端口。
    • 服务器使用select函数监听多个文件描述符，包括套接字和标准输入。当有客户端连接时，服务器使用accept函数接受连接。
    • 服务器使用recv函数接收客户端发送的userid，使用sqlite3_prepare_v2函数准备SQL语句，sqlite3_step函数执行SQL语句，sqlite3_column_text函数获取查询结果。
    • 服务器根据设备状态生成建议，使用send函数将建议发送给客户端。

  2. 客户端代码

    • 客户端使用QTcpSocket类连接服务器。
    • 客户端使用connectToHost函数连接服务器，使用write函数发送userid，使用readAll函数读取服务器返回的数据。
    • 客户端使用QDataStream类解析服务器返回的数据。

总结

本项目实现了简单的智能家居设备状态监测和建议生成服务器。服务器使用SQLite数据库存储设备状态信息，并通过Socket与客户端进行通信，根据设备状态生成建议。该项目可以作为智能家居系统的一个基础模块，为用户提供更加智能化的服务。

优化建议

  • 服务器代码可以进一步优化，例如使用多线程处理多个客户端连接，提高服务器效率。
  • 客户端代码可以进一步优化，例如使用图形界面显示设备状态和建议。
  • 可以增加更多设备类型和状态的判断逻辑，提高建议的准确性和实用性。
  • 可以使用加密算法对通信数据进行加密，提高安全性。
  • 可以使用日志系统记录服务器运行状态和错误信息，方便调试和维护。
  • 可以使用定时任务定期更新数据库中的设备状态信息，确保信息的及时性。

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

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