小车远程监控系统课程设计大学论文.docx
《小车远程监控系统课程设计大学论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小车远程监控系统课程设计大学论文.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
小车远程监控系统课程设计大学论文
课程设计Ⅱ报告
（2016/2017学年第一学期）
题目：
小车远程监控系统
专业
计算机科学与技术
学生姓名
孙烨
班级学号
B13040402
指导教师
邹志强
指导单位
计算机学院、软件学院
日期
2017.01.03-01.12
指导教师成绩评定表
学生姓名
班级学号
专业
计算机科学与技术
评分内容
评分标准
优秀
良好
中等
差
平时成绩
认真对待课程设计，遵守实验室规定，上机不迟到早退，不做和设计无关的事
设计成果
设计的科学、合理性
功能丰富、符合题目要求
界面友好、外观漂亮、大方
程序功能执行的正确性
程序算法执行的效能
设计报告
设计报告正确合理、反映系统设计流程
文档内容详实程度
文档格式规范、排版美观
验收答辩
简练、准确阐述设计内容，能准确有条理回答各种问题，系统演示顺利。
评分等级
指导教师
简短评语
指导教师签名
日期
2017-01-12
备注
评分等级有五种：
优秀、良好、中等、及格、不及格
小车远程监控系统
一、课题内容和要求
服务器端：
1、利用linuxC实现服务器；
2、服务器端使用多进程实现多客户网络服务；
3、服务器多个进程之间需要使用IPC通信（进程间通信）；
客户端：
1、在linuxC下实现网络客户端；
为了实现同时读阻塞的键盘和阻塞的网络，要求使用多路IO实现同时阻塞的读键盘和读网络。
服务器客户端的网络通信：
这里要求采用TCP协议进行通信，实现所要求的S/C模式，并且要求实现多客户服务。
二、需求分析
服务器端：
1、服务器端利用随机数模拟向串口读取传感数据，需要模拟的传感数据要求有：
温度、湿度、光照。
2、服务器利用网络接收客户端发送过来的设备控制信号，通过写驱动，实现对底层硬件的控制，这里使用打印显示的方式模拟。
3、在进程之间IPC通信时，要求使用文件锁或信号量实现资源保护。
客户端：
1、客户端能够通过网络通信实现接收服务器端传输过来的传感数据，并将传感数据打印到屏幕上显示。
2、客户端能够从键盘输入控制信号，并且通信将控制信号发送给服务器。
3、客户端要求实现控制信号有，开灯、关灯，开空调、关空调、开启小车、停小车等。
三、概要设计
服务器客户端
四、详细设计（格式：
宋体，4号，加粗，两端对齐）
各个算法实现的源程序（可以是一组源程序，每个功能模块采用不同的函数实现），源程序要按照写程序的规则来编写。
要结构清晰，重点函数的重点变量，重点功能部分要加上清晰的程序注释。
头文件（cs.h）
TimesNewRxoman#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineSER_PORT5010
#defineSER_IP"127.0.0.1"
#defineMAX_SIZE2048
#defineMAX_CONNECT20//最大可连接的客户端数量
#defineCHPTH_COUNT3
#definePTH_EIXT1
intskfd=0;
intcfd=0;
intret=0;
voiderr_fun（constchar*constfile_name,intline,constchar*constfun_name,interr_no）{
fprintf（stderr,"%s%d%s:
%s\n",file_name,line,fun_name,strerror（err_no））;
exit（-1）;
}
voidsignal_fun（inta）{
intret=shutdown（skfd,SHUT_WR）;
if（ret<0）err_fun（__FILE__,__LINE__,"shutdown",errno）;
printf（"\nShutsDown!
!
!
\n"）;
exit（0）;
}
structglobal_va
{
charpth_exit_flag;
pthread_mutex_tmutex;
}glb_va={0,PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER};
structpthread_arg{
intfd;
pthread_tpthid;
intpthnum;};
客户端代码：
#include"cs.h"
intmain（void）{
chardata_send[MAX_SIZE]={0};
chardata_recv[MAX_SIZE]={0};
structsockaddr_ins_addr={0};
intflag=0;
skfd=socket（PF_INET,SOCK_STREAM,0）;/*创建一个套接字文件，返回一个用于监听用客户上线用的文件描述符*参数1：
域（协议族）*/
if（skfd<0）err_fun（__FILE__,__LINE__,"socket",errno）;
s_addr.sin_family=AF_INET;
s_addr.sin_port=htons（SER_PORT）;
s_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr（SER_IP）;
ret=connect（skfd,（structsockaddr*）&s_addr,sizeof（s_addr））;
if（ret<0）err_fun（__FILE__,__LINE__,"accept",errno）;
signal（SIGINT,signal_fun）;//信号处理函数，按下ctrlc则退出
while
（1）{
printf（"*****************************************************************\n"）;
printf（"*****************************************************************\n"）;
printf（"*********************请选择序号控制智能小车**********************\n"）;
printf（"*********************0,车内环境信息**********************\n"）;
printf（"*********************1,关闭小车空调**********************\n"）;
printf（"*********************2,打开小车空调**********************\n"）;
printf（"*********************3,关闭小车灯**********************\n"）;
printf（"*********************4,打开小车灯**********************\n"）;
printf（"*********************5,启动小车**********************\n"）;
printf（"*********************6,停止小车**********************\n"）;
printf（"*********************按Ctrl+C退出**********************\n"）;
printf（"*****************************************************************\n"）;
printf（"*****************************************************************\n"）;
printf（"请输入控制序号->"）;
scanf（"%s",data_send）;
flag=atoi（data_send）;
if（flag>6||flag<0）/*值域判断*/printf（"输入错误，请重新输入。
\n"）;
else{
ret=write（skfd,data_send,MAX_SIZE）;
if（ret<0）err_fun（__FILE__,__LINE__,"writeerror",errno）;
ret=read（skfd,data_recv,MAX_SIZE）;
if（ret<0）err_fun（__FILE__,__LINE__,"readerror",errno）;
printf（"服务器消息->%s\n",data_recv）;
memset（data_send,0,MAX_SIZE）;
memset（data_recv,0,MAX_SIZE）;
}sleep（1.5）;
}
return0;
}
服务器端：
#include"cs.h"
intcount_client=0;//存储当前的客户端数量
staticvoidpthread_fun（void*cfd）
{
count_client++;
inttempfd=0;
inti_recvBytes;
chardata_recv[MAX_SIZE]={0};
chardata_send[MAX_SIZE]={0};
strcpy（data_send,"已执行操作"）;
structpthread_arg*p=（structpthread_arg*）cfd;
intfd=p->fd;
while
（1）{
printf（"\n等待请求...\n"）;
if（glb_va.pth_exit_flag==PTH_EIXT）{
pthread_mutex_unlock（&glb_va.mutex）;
break;
}
i_recvBytes=read（fd,data_recv,MAX_SIZE）;
if（i_recvBytes==0）{
printf（"客户%d下线\n",fd-3）;
break;
}
if（i_recvBytes==-1）{
fprintf（stderr,"读错误!
\n"）;
break;
}
printf（"从客户:
%d\t收到控制序号%s\n",fd-3,data_recv）;
if（strcmp（data_send,"quit"）==0）{
printf（"拒绝请求!
\n"）;break;
}pthread_mutex_lock（&glb_va.mutex）;//增加互斥锁
sleep（3）;
time_ttim;
floatillumination=0,humid=0,temperature=0;//定义湿度，光照，温度
chart[16];
if（atoi（data_recv）>=0&&atoi（data_recv）<7）{
switch（atoi（data_recv））{
case0:
tim=time（NULL）;
srand（tim）;
illumination=（float）（rand（）%100）;//随机生成
humid=（float）（rand（）%100）;
temperature=（float）（rand（）%40）;
strcpy（data_send,"车内环境信息：
光照"）;
sprintf（t,"%0.1f",illumination）;//将光照值加入到t字符串中
strcat（data_send,t）;
strcat（data_send,"湿度"）;
sprintf（t,"%0.1f",humid）;//将湿度值加入到t字符串中
strcat（data_send,t）;
strcat（data_send,"温度"）;
sprintf（t,"%0.1f",temperature）;//将温度值加入到t字符串中
strcat（data_send,t）;
tempfd=write（fd,data_send,strlen（data_send））;
break;
case1:
strcpy（data_send,调已关闭"）;tempfd=write（fd,data_send,strlen（data_send））;break;
case2:
strcpy（data_send,"空调已开启"）;tempfd=write（fd,data_send,strlen（data_send））;break;
case3:
strcpy（data_send,"灯已关闭"）;tempfd=write（fd,data_send,strlen（data_send））;break;
case4:
strcpy（data_send,"灯已打开"）;tempfd=write（fd,data_send,strlen（data_send））;break;
case5:
strcpy（data_send,"小车已启动"）;tempfd=write（fd,data_send,strlen（data_send））;break;
case6:
strcpy（data_send,"小车已停止"）;tempfd=write（fd,data_send,strlen（data_send））;break;
}
pthread_mutex_unlock（&glb_va.mutex）;
}
if（tempfd==-1）{
break;
}
}
printf（"停止当前连接.....\n\n"）;
close（fd）;
count_client--;//
pthread_exit（NULL）;
}
intmain（void）
{
pthread_tpthid=0;
structsockaddr_ins_addr={0};
structpthread_argptharg[CHPTH_COUNT]={{0}};
/*设置互斥锁，如果第二个参数如果是NULL，表示使用默认设置*/
ret=pthread_mutex_init（&glb_va.mutex,NULL）;
if（skfd<0）err_fun（__FILE__,__LINE__,"pthread_mutex_init",ret）;
skfd=socket（PF_INET,SOCK_STREAM,0）;
if（skfd<0）err_fun（__FILE__,__LINE__,"socket",errno）;
s_addr.sin_family=AF_INET;
s_addr.sin_port=htons（SER_PORT）;
s_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr（SER_IP）;
ret=bind（skfd,（structsockaddr*）&s_addr,sizeof（s_addr））;
if（ret<0）err_fun（__FILE__,__LINE__,"bind",ret）;
ret=listen（skfd,MAX_CONNECT）;
if（ret<0）err_fun（__FILE__,__LINE__,"listen",errno）;
printf（"监听客户地址[%s]端口号[%d].\n",SER_IP,SER_PORT）;
signal（SIGINT,signal_fun）;
while
（1）{
printf（"\n等待新的连接...\n"）;
cfd=accept（skfd,NULL,NULL）;
if（cfd==-1）{
fprintf（stderr,"监听出错!
\n"）;
continue;
}
if（count_clientprintf（"现在已经开始连接客户%d.",count_client+1）;
ret=pthread_create（&pthid,NULL,（void*）（&pthread_fun）,（void*）（&cfd））;
if（ret==-1）{
fprintf（stderr,"线程创建错误!
\n"）;
break;
}
}
}
return0;
}
五、测试数据及其结果分析
开启服务器：
连接一个客户端：
客户端显示界面：
（用户可以输入控制序号）
按下0时服务器收到消息：
按下0时服务器显示车内环境信息：
服务器收到控制序号1：
客户端输入1，并收到服务器信息：
空调已经关闭：
服务器收到序号5：
客户端显示小车已启动
服务器连接第二个客户端时：
第二个客户端下线时，服务器显示：
该客户端退出：
当两个客户端同时向服务器发送消息时，开启的互斥锁使得当前面的信息处理完毕时再处理第二个客户端。
6、调试过程中的问题
1、当两个客户端同时向服务器发送消息时，会同时向服务器端写入，引起混乱。
解决的办法是加入了互斥锁。
开启的互斥锁使得当前面的信息处理完毕时再处理第二个客户端。
2、碰到了一些基本语法错误，比如字符串之间的比较，复制，以及sprintf函数的学习使用将多个数据拼接传输到客户端，通过查阅网络信息得以解决错误。
3、初步传感器的车内环境信息：
温度、光照、湿度是客户端自己生成并显示的，经过改进，将生成的数据置于服务器并发送至客户端，实现真正的模拟传感器收发。
七、参考文献和查阅的资料
上课所用实例代码
八、程序设计总结
这次程序设计，我实现了在linux操作环境下进行一个服务器和多个客户端之间的通信，利用传感器传输小车内的环境信息，利用线程服务多个客户端，用read和write函数实现数据传输。
和同伴的互助之下，完成了这个小程序，并且我深刻感悟，重要的不是编码能力，而是团队协作能力，并且在想法的交流中摩擦出了智慧的火花。
升级会员 