嵌入式应用综合小项目-在线词典开发
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前言
该项目来自华清远见Level 8项目，该项目实现的主要功能为：用户在客户端输入想要查询的单词，客户端会通过socket发送其到服务器。服务器查询数据库，如果有查到相应的释义就将查到的释义经服务器发给客户端。没找到有同样发回对应的提示信息。
该项目能够实现以下功能
- 能够实现用户的注册，注册的信息保存在数据库中
- 能够实现用户登录，通过查询所保存的用户数据库信息，判断是否可以登陆
- 能够实现单词的查询，如果用户选择的是查询模式，就查询数据库并返回相应的释义
- 用户查询的记录将被保存在数据库中，用户如果想查询之前的查询记录，也可以查询到
1 流程解析
1.1 客户端
定义了一个结构体MSG来传输数据，如下图右上角所示，type需要处理的类型，有注册（R：1），登录（L：2），查找（Q：3），历史（H：4）name和data为发送的用户名和数据。主要流程为，首先，创建socket连接，采用的是TCP，然后打印提示词，引导用户选择要注册、登录还是退出。用户输入后，判断用户选项，并根据选项跳转到对应的功能中。
- 在注册模块中，给type类型赋值注册状态，并引导用户输入用户名、密码。然后通过TCP将msg结构体发给服务器，服务器判断type类型，并跳转到相应的功能处，判断该用户名是否存在，如果存在返回already exit给客户端，如果不存在将其加入数据库当中，并返回OK给客户端。
- 在登录模块中，先给type类型赋值登录状态，并引导用户输入用户名、密码。然后通过TCP将msg结构体发给服务器，服务器判断type类型，并跳转到相应的功能处，判断该用户名是否存在，如果不存在返回给客户端usr/pwd wrong，如果存在返回OK给客户端。然后跳转到查询模块。
- 在查询模块中，先是引导用户输入相应的功能，如果是查询单词，则跳到对应的查询模块，同样先给type类型赋值查询状态，然后读取单词，这时候如果输入“#”号则退出。读取到单词后将其发送给服务器，服务器判断type类型，并跳转到相应的功能处，服务器搜寻数据库，如果该单词不存在则返回给客户端not found，如果存在则把释义发给客户端，并获取当地时间，连同查询的单词一并插sqlite3的记录表中，客户端把收到的释义打印出来
- 在查询模块中，先是引导用户输入相应的功能，如果用户是查询历史，则跳到对应的历史模块，同样先给type类型赋值历史状态，然后发送给服务器，服务器判断type类型，并跳转到相应的功能处，服务器搜寻数据库，服务器把查询历史连同时间一并发给客户端
1.2 服务器
GPS模块通过串口将数据发给主控芯片，ATGM336H会一次性返回多条信息，其中信息头的第一个是消息ID，标示着通过什么定位系统的采集的数据。简单的含义如下，具体含义可以查询使用手册
2 sqlite3基础使用
单词的查询通过数据库完成，下面简单介绍其基本使用。
2.1 apt指令直接安装
sudo apt-get install sqlite3 //安装sqlite3
sudo apt-get install libsqlite3-dev // 安装sqlite3编译需要的工具包
sqlite3 -version//用来检查是否安装成功
2.2 sqlite3基本命令
1、创建表
create table table_name(id integer, name char, tel integer); //创建一个表
2、插入数据
insert into table_name values(1, "www", 6666);
3、查询相关数据
select * from table_name; //查询所有数据
select * from table_name where id = //按指定内容查询
4、更新数据
update table_name set name = "change" where id = 866; //
5、删除数据
delete from table_name where id = 666; //删除id为666的所有信息
6、删除表
drop table table_name; //删除整个表
2.4sqlite3 API编程
sqlite3_open()
功能描述：打开一个数据库，如果该数据库不存在，sqlite则会自动创建
int sqlite3_open(const char *dbname,sqlite3 **db)
参数解析：
- 第一个参数是特定文件名（xx.db）
- 第二个参数是sqlite3 **结构体指针，成为数据库句柄（相当于是数据库的描述符）
返回值：成功则返回SQLITE_OK(0),失败则返回其他错误信息（非0值）
sqlite3_exec()
功能描述：编译和执行sql语句，将查询到的结果返回给回调函数callback
int sqlite3_open(const char *dbname,sqlite3 **db)
参数解析：
- 第一个参数是打开的数据库句柄
- 第二个参数是一个字符指针，表示所要执行的sql语句字符串，以’\0’结尾
- 第三个参数是一个回调函数，用来处理查询结果，如果不需要回调则NUL填L（比如insert或delete操作时），一般用于SELECT
- 第四个参数是传给回调函数的指针参数，如果不需要传递，则值填NULL
- 第五个参数是返回错误信息
返回值：成功则返回SQLITE_OK(0),失败则返回其他错误信息（非0值）
sqlite3_get_table()
功能描述：主要是用于以非回调的方式进行SELECT查询
int sqlite3_get_table(sqlite3 *db, const char *zsql,
char ***pazResult, int *nrow, int *ncolumn,char **zErrmsg);
参数解析：
- 第一个参数是一个数据库句柄，是打开数据库得到的指针
- 第二个参数是一条sql语句，与sqlite3_exec()中的一样，以’\0’结尾的字符串
- 第三个参数是查询的结果，是一个一维数组，它的内存布局是：字段名称，后面是紧接着每个字段的值（就是列表名，后面跟着一个一个数据）
- 第四个参数是查询出多少条记录（即查出多少行，不包括字段名的那一行）
- 第五个参数是有多少字段（多少列）
- 第六个参数是返回错误信息，这里是指针的指针
返回值：成功则返回SQLITE_OK(0),失败则返回其他错误信息（非0值）
sqlite3_close()
int sqlite3_close(sqlite3 *db)
//参数说明：db需要关闭的数据库文件。
//功能描述：关闭之前调用的数据库连接，所有与连接相关的语句都应该在关闭之前完成
//返回值：成功则返回SQLITE_OK(0),失败则返回其他错误信息（非0值），其中如果是查询没有完成，则返回SQLITE_BUSY
3. 本项目中sqlite3开发
linux@linux:~/Desktop/dictionary$ sqlite3 my.db
SQLite version 3.8.2 2013-12-06 14:53:30
Enter ".help" for instructions
Enter SQL statements terminated with a ";"
sqlite> .database
seq name file
--- --------------- ----------------------------------------------------------
0 main /home/linux/Desktop/dictionary/my.db
sqlite> create table usr(name text, passwd text);
sqlite> create table record(name text, date text, word text);
sqlite> :q
4. 程序
4. 1客户端代码
client.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//socket
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h> //sockaddr in this file
#include <netinet/in.h> //sockaddr_in in this file
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> // for open
#include <unistd.h> // for close
#define N 32
#define R 1 //user - register
#define L 2 //user - login
#define Q 3 //user - query
#define H 4 //user - history
//定义通信双方的结构体
typedef struct client
{
int type;
char name[N];
char data[256];
}MSG;
int do_register(int sockfd, MSG *msg)
{
msg->type = R;
printf("Input name:");
scanf("%s",msg->name);
getchar();
printf("Input passwd:");
scanf("%s",msg->data);
if(send(sockfd, msg, sizeof(MSG),0) < 0)//(msg已经是指针，不用取地址)是大写MSG不是小写，小写是地址（永远4字节）
{
printf("fail to send.\n");
return -1;
}
if(recv(sockfd, msg, sizeof(MSG), 0) < 0)
{
printf("Fail to recv.\n");
return -1;
}
// ok ! or usr alread exist.
printf("%s\n", msg->data);
return 0;
}
int do_login(int sockfd, MSG *msg)
{
msg->type = L;
printf("Input name:");
scanf("%s",msg->name);
getchar();
printf("Input passwd:");
scanf("%s",msg->data);
if(send(sockfd, msg, sizeof(MSG),0) < 0)//(msg已经是指针，不用取地址)是大写MSG不是小写，小写是地址（永远4字节）
{
printf("fail to send.\n");
return -1;
}
if(recv(sockfd, msg, sizeof(MSG), 0) < 0)
{
printf("Fail to recv.\n");
return -1;
}
if ( strncmp(msg->data, "OK", 3) == 0)//看看是否为OK，比较3位因为还有\0
{
printf("Login ok!\n");
return 1;
}
else
{
printf("%s",msg->data);
}
return 0;
}
int do_query(int sockfd, MSG *msg)
{
msg->type = Q;
printf("--------------------------\n");
while(1)
{
printf("Input word:");
scanf("%s",msg->data);
getchar();
//输入＃返回上级菜单
if(strncmp(msg->data, "#", 1) == 0)
{
break;
}
//将要查询的单词发送给服务器
if(send(sockfd, msg, sizeof(MSG),0) < 0) //send
{
perror("write"); //Fail to send.\n
return -1;
}
//等待接收服务器，传递回来的单词的注释信息
if(recv(sockfd, msg, sizeof(MSG), 0) < 0) //recv
{
perror("read"); //Fail to recv.\n
return -1;
}
printf("%s\n",msg->data);
}
return 0;
}
int do_history(int sockfd, MSG *msg)
{
msg->type = H;
send(sockfd, msg, sizeof(MSG), 0);
// 接受服务器，传递回来的历史记录信息
while(1)
{
recv(sockfd, msg, sizeof(MSG), 0);
if(msg->data[0] == '\0')
break;
//输出历史记录信息
printf("%s\n", msg->data);
}
return 0;
}
// .server 192.168.58.128 10000(端口号) 分别是argv[0],argv[1],argv[2]
int main(int argc, const char *argv[])
{
int sockfd; //socket handle
struct sockaddr_in serveraddr; //网络信息结构体
int n;
MSG msg;
if (argc != 3)
{
printf("Usage:%s serverip port.\n", argv[0]);
return -1;
}
//创建套接字
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
{
perror("fail to socket.\n");
return -1;
}
bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr)); //Clear the structure
serveraddr.sin_family = AF_INET;
serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //inet_addr: The dotted decimal string is converted to a binary address
//atoi: convert to a int number
//htons:Convert native data to network data
serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //将本机数据转换为网络数据,atoi功能将字符串转换为整数
//连接服务器
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&serveraddr,sizeof(serveraddr)) < 0)
{
perror("fail to connect");
return -1;
}
//一级菜单
while(1)
{
printf("***************************************************\n");
printf("* 1.register 2.login 3.quit *\n");
printf("***************************************************\n");
printf("please choose:");
scanf("%d",&n);
getchar(); //读走垃圾字符
switch(n)
{
case 1:
do_register(sockfd, &msg);
break;
case 2:
if(do_login(sockfd, &msg) == 1)
{
goto next;
}
break;
case 3:
close(sockfd);
exit(0);
break;
default:
printf("Invalid data cmd.\n");
}
}
//二级菜单
next:
while(1)
{
printf("*****************************************************\n");
printf("* 1.query_word 2.history_record 3.quit *\n");
printf("*****************************************************\n");
printf("Please choose:");
scanf("%d", &n);
getchar();
switch(n)
{
case 1:
do_query(sockfd, &msg);
break;
case 2:
do_history(sockfd, &msg);
break;
case 3:
close(sockfd);
exit(0);
break;
default :
printf("Invalid data cmd.\n");
}
}
return 0;
}
4.2 服务端代码
server.c
//C
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> // for open
#include <unistd.h> // for close
//socket
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h> //sockaddr in this file
#include <netinet/in.h> //sockaddr_in in this file
#include <arpa/inet.h>
#include <sqlite3.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#define N 32
#define R 1 //user - register
#define L 2 //user - login
#define Q 3 //user - query
#define H 4 //user - history
#define DATABASE "my.db"
//定义通信双方的结构体
typedef struct client
{
int type;
char name[N];
char data[256];
}MSG;
int do_client(int acceptfd,sqlite3 *db);
void do_register(int acceptfd, MSG *msg,sqlite3 *db);
int do_login(int sacceptfd, MSG *msg,sqlite3 *db);
int do_query(int sacceptfd, MSG *msg,sqlite3 *db);
int do_history(int acceptfd, MSG *msg,sqlite3 *db);
int history_callback(void* arg,int f_num,char** f_value,char** f_name);
int do_searchword(int acceptfd, MSG *msg, char word[]);
int get_date(char *date);
// .server 192.168.58.128 10000(端口号) 分别是argv[0],argv[1],argv[2]
int main(int argc, const char *argv[])
{
int sockfd; //socket handle
struct sockaddr_in serveraddr; //网络信息结构体
int n;
sqlite3 *db;
int acceptfd;
pid_t pid;
MSG msg;
if (argc != 3)
{
printf("Usage:%s serverip port.\n", argv[0]);
return -1;
}
//打开数据库
if(sqlite3_open(DATABASE, &db) != SQLITE_OK)
{
printf("%s\n",sqlite3_errmsg(db));
return -1;
}
else
{
printf("open DATABASE success.\n");
}
//创建套接字
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
{
perror("fail to socket.\n");
return -1;
}
bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr)); //Clear the structure
serveraddr.sin_family = AF_INET;
serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //inet_addr: The dotted decimal string is converted to a binary address
//atoi: convert to a int number
//htons:Convert native data to network data
serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //将本机数据转换为网络数据,atoi功能将字符串转换为整数
//绑定（建立套接字与地址联系）
if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) <0 )
{
perror("fail to bind\n");
return -1;
}
//将套接字设为监听模式
if(listen(sockfd,5) < 0)//监听个数5
{
printf("fail to listen");
return -1;
}
/*SIGCHLD 信号
*当父进程的某个子进程终止时，父进程会收到 SIGCHLD 信号；
*当父进程的某个子进程因收到信号而停止（暂停运行）或恢复时，内核也可能向父进程发送该信号。
*/
//处理僵尸进程
signal(SIGCHLD,SIG_IGN); //SIG_IGN :这个符号表示忽略该信号。
while (1)
{
if((acceptfd = accept(sockfd, NULL, NULL)) < 0)
{
perror("fail to accept");
return -1;
}
//如果成功了，应创建父子进程，父进程永远接收客户端请求，子进程处理请求的具体内容
if ((pid = fork()) < 0)
{
perror("fail to fork.\n");
return -1;
}
else if(pid == 0)
{
//处理客户端具体的消息（子进程）
close(sockfd);//监听套接字不用了，关闭
do_client(acceptfd,db);
}
else
{
//接收客户端的请求（父进程）
close(acceptfd);//接收套接字不用了，关闭
}
}
return 0;
}
int do_client(int acceptfd,sqlite3 *db)
{
MSG msg;
while(recv(acceptfd,&msg,sizeof(msg),0) > 0)//接收成功
{
printf("type:%d\n", msg.type);
switch(msg.type)
{
case R:
do_register(acceptfd, &msg, db);
break;
case L:
do_login(acceptfd, &msg, db);
break;
case Q:
do_query(acceptfd, &msg, db);
break;
case H:
do_history(acceptfd, &msg, db);
break;
default:
printf("Invalid data msg.\n");
}
}
printf("client exit.\n");//客户端退出就会跳出while循环
close(acceptfd);
exit(0);
return 0;
}
void do_register(int acceptfd, MSG *msg, sqlite3 *db)
{
char *errmsg;
char sql[512];//原本视频中是[128],会有警告
sprintf(sql, "insert into usr values('%s', %s);", msg->name, msg->data);
printf("%s\n", sql);
if(sqlite3_exec(db,sql, NULL, NULL, &errmsg) != SQLITE_OK)
{
printf("%s\n", errmsg);
strcpy(msg->data, "usr name already exist.");
}
else
{
printf("client register ok!\n");
strcpy(msg->data, "OK!");
}
if(send(acceptfd, msg, sizeof(MSG), 0) < 0)
{
perror("fail to send");
return ;
}
return ;
}
int do_login(int acceptfd, MSG *msg, sqlite3 *db)
{
char sql[512] = {};//128太小会警告
char *errmsg;
int nrow;
int ncloumn;
char **resultp;
sprintf(sql, "select * from usr where name = '%s' and pass = '%s';", msg->name, msg->data);
printf("%s\n", sql);
if(sqlite3_get_table(db, sql, &resultp, &nrow, &ncloumn, &errmsg)!= SQLITE_OK)
{
printf("%s\n", errmsg);
return -1;
}
else
{
printf("get_table ok!\n");
}
// 查询成功，数据库中拥有此用户
if(nrow == 1)
{
strcpy(msg->data, "OK");//这里把OK放进data里,client.c中才会那么比较
send(acceptfd, msg, sizeof(MSG), 0);
return 1;
}
if(nrow == 0) // 密码或者用户名错误，或者写else就可以
{
strcpy(msg->data,"usr/passwd wrong.");
send(acceptfd, msg, sizeof(MSG), 0);
}
return 0;
}
int do_searchword(int acceptfd, MSG *msg, char word[])
{
FILE * fp;
int len = 0;
char temp[512] = {};
int result;
char *p;
//打开文件，读取文件，进行比对
if((fp = fopen("dict.txt", "r")) == NULL)
{
perror("fail to fopen.\n");
strcpy(msg->data, "Failed to open dict.txt");
send(acceptfd, msg, sizeof(MSG), 0);
return -1;
}
//打印出，客户端要查询的单词
len = strlen(word);
printf("%s , len = %d\n", word, len);
//读文件，来查询单词
while(fgets(temp, 512, fp) != NULL) //每次读取512字节
{
//printf("temp:%s\n", temp);
// abandon ab
result = strncmp(temp,word,len);
if(result < 0) //不相等
{
continue;
}
if(result > 0 || ((result == 0) && (temp[len]!=' '))) //第一个字符串>第二个或者两者相同但后面不是空格，表示在注释里出现的单词
{
break;
}
// 表示找到了，查询的单词result == 0 且 temp[len] == ' '。
p = temp + len; // abandon v.akdsf dafsjkj
//printf("found word:%s\n", p);
while(*p == ' ')
{
p++;
}
// 找到了注释，跳跃过所有的空格
strcpy(msg->data, p);
printf("found word:%s\n", msg->data);
// 注释拷贝完毕之后，应该关闭文件
fclose(fp);
return 1;
}
fclose(fp);
return 0;
}
int get_date(char *date)
{
time_t t;
struct tm *tp;
time(&t);
//进行时间格式转换
tp = localtime(&t);
sprintf(date, "%d-%d-%d %d:%d:%d", tp->tm_year + 1900, tp->tm_mon+1, tp->tm_mday,
tp->tm_hour, tp->tm_min , tp->tm_sec);
printf("get date:%s\n", date);
return 0;
}
int do_query(int acceptfd, MSG *msg, sqlite3 *db)
{
char word[64];
int found = 0;
char date[128] = {};
char sql[128] = {};
char *errmsg;
//拿出msg结构体中，要查询的单词
strcpy(word, msg->data);
found = do_searchword(acceptfd, msg, word);
printf("查询一个单词完毕.\n");
// 表示找到了单词，那么此时应该将 用户名，时间，单词，插入到历史记录表中去。
if(found == 1)
{
// 需要获取系统时间
get_date(date);
sprintf(sql, "insert into record values('%s', '%s', '%s')", msg->name, date, word);
if(sqlite3_exec(db, sql, NULL, NULL, &errmsg) != SQLITE_OK)
{
printf("%s\n", errmsg);
return -1;
}
else
{
printf("Insert record done.\n");
}
}
else //表示没有找到
{
strcpy(msg->data, "Not found!");
}
// 将查询的结果，发送给客户端
send(acceptfd, msg, sizeof(MSG), 0);
return 0;
}
// 得到查询结果，并且需要将历史记录发送给客户端
int history_callback(void* arg,int f_num,char** f_value,char** f_name)
{
// record , name , date , word
int acceptfd;
MSG msg;
acceptfd = *((int *)arg);
sprintf(msg.data, "%s , %s", f_value[1], f_value[2]);
send(acceptfd, &msg, sizeof(MSG), 0);
return 0;
}
int do_history(int acceptfd, MSG *msg, sqlite3 *db)
{
char sql[128] = {};
char *errmsg;
sprintf(sql, "select * from record where name = '%s'", msg->name);
//查询数据库
if(sqlite3_exec(db, sql, history_callback,(void *)&acceptfd, &errmsg)!= SQLITE_OK)
{
printf("%s\n", errmsg);
}
else
{
printf("Query record done.\n");
}
// 所有的记录查询发送完毕之后，给客户端发出一个结束信息
msg->data[0] = '\0';
send(acceptfd, msg, sizeof(MSG), 0);
return 0;
}
5. 总结
以上即是本次的内容。详情可以见华清远见视频。
原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_47577143/article/details/140478110
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