NET Device Manager

基于 C/S 架构的 IoT 设备管理平台，支持多用户通过 TCP 网络远程管理设备（增删改查/排序）。大创课程设计项目。

项目结构

.
├── Makefile                 # 项目构建文件
├── README.md
├── build/                   # 编译产物 (client / server)
├── client/
│   └── main.c               # 客户端主程序
├── server/
│   └── main.c               # 服务端主程序
├── src/
│   ├── device.c             # 设备管理核心逻辑 (增删改查/排序/持久化)
│   ├── login.c              # 登录/注册交互界面
│   ├── llist.c              # 通用双向循环链表 (增删改查/排序/文件I/O)
│   ├── protocol.c           # JSON 协议打包/解析
│   ├── queue.c              # 线程安全请求/响应队列
│   └── session.c            # 在线会话管理
├── include/
│   ├── device.h             # 设备结构体与 API 声明
│   ├── llist.h              # 链表通用库头文件
│   ├── login.h              # 登录模块声明
│   ├── protocol.h           # 协议命令、状态码、JSON Key 宏定义
│   ├── queue.h              # 请求/响应队列 API
│   ├── session.h            # 在线会话结构体与 API
│   └── user.h               # 用户数据模块
└── data/                    # 运行时数据文件 (自动生成)
    ├── user.dat             # 用户数据
    └── device.dat           # 设备数据

功能特性

用户系统

• 注册 — 用户名 + 密码终端掩码输入
• 登录 — 验证成功后返回 Session ID (sid)，后续操作凭证
• 登出 — 销毁会话，回收资源

设备管理

操作	说明
添加设备	设备 ID 全局唯一（7位数字），自动绑定归属用户
删除设备	仅允许删除自己的设备
查询设备	按 ID / 名称 / 类型 / 状态 搜索自己的设备
修改设备	更新设备的名称/类型字段
设备列表	列出当前用户的所有设备
设备排序	按 ID 升序/降序排列

协议特性

• JSON 文本协议 — 可读性好，方便调试
• \n 帧分隔 — 简单可靠的粘包切割
• 状态码体系 — 统一错误码，客户端友好提示

通信协议

命令码

命令	说明	需登录
REGISTER	注册新用户	否
LOGIN	登录	否
LOGOUT	登出	是
DEV_ADD	添加设备	是
DEV_DEL	删除设备	是
DEV_QUERY	查询设备	是
DEV_UPDATE	修改设备	是
DEV_LIST	列出全部设备	是
DEV_SORT	设备排序	是

请求报文格式

{"cmd":"CMD_NAME","sid":"session_id","params":{...}}

响应报文格式

{"code":1,"msg":"success","data":{...}}

状态码

状态码	含义
1	成功
1001	用户名已存在
1002	账号或密码错误
1003	未登录，拒绝访问
2001	设备不存在
2002	参数缺失/格式错误
2003	会话 ID 失效

示例交互

# 注册
→ {"cmd":"REGISTER","sid":"","params":{"username":"alice","password":"123456"}}
← {"code":1,"msg":"register success","data":{}}

# 登录
→ {"cmd":"LOGIN","sid":"","params":{"username":"alice","password":"123456"}}
← {"code":1,"msg":"login success","data":{"sid":"sid_alice_1712345678_42"}}

# 添加设备
→ {"cmd":"DEV_ADD","sid":"sid_alice_1712345678_42","params":{"id":"1000001","name":"温湿度传感器","type":"ESP32"}}
← {"code":1,"msg":"device added","data":{}}

# 查询设备列表
→ {"cmd":"DEV_LIST","sid":"sid_alice_1712345678_42","params":{}}
← {"code":1,"msg":"list success","data":[{"id":1000001,"name":"温湿度传感器","type":"ESP32",...}]}

服务端线程模型

主线程 ── 事件循环，从请求队列取消息，串行执行业务逻辑
 ├── accept_thread       (×1)  accept() 监听新连接
 ├── client_recv_thread  (×N)  每客户端一条，recv() + 粘包切割 + 入队
 └── send_worker_thread  (×1)  可靠发送，循环 send() 避免短写

详细设计见前文 服务器架构分析 及 IoT 平台对比讨论。

构建与运行

环境要求

• OS: Linux / WSL / Windows (MinGW / Cygwin)
• 编译器: GCC (支持 C99)
• 依赖: cJSON (已内嵌于项目中)
• 链接库: -lpthread

编译

# 编译全部 (client + server)
make

# 仅编译客户端
make build/client

# 仅编译服务端
make build/server

# 清理
make clean

# 清理后重新编译
make rebuild

编译产物输出到 build/ 目录。

运行

# 1. 启动服务端 (端口号自定义)
./build/server 10045

# 2. 启动客户端 (IP + 端口)
./build/client 127.0.0.1 10045

注意：请先创建 data/ 目录，或由程序在首次运行时自动生成。

数据存储

设备数据和用户数据通过通用链表库 (llist) 进行二进制文件持久化：

• 文件格式：数据条数(4B) + 单条长度(4B) + 数据块(N×size)
• 启动时自动加载，每次写操作后自动保存
• 结构体变更时自动检测 size 不匹配并重建（防止旧格式数据污染）

关键技术点

技术点	实现方案
I/O 模型	每客户端一条接收线程 + 非阻塞 send
线程同步	pthread_mutex_t + pthread_cond_t 条件变量队列
粘包处理	\n 分隔符 + 缓冲区拼接切割
数据持久化	自定义二进制格式 (num/size/payload)
设备归属	owner 字段 + 服务器端权限校验
会话管理	sid (时间戳+随机数) + 全局链表
终端密码	关闭终端回显，* 掩码输出
JSON	cJSON 库解析/构建

许可

本项目仅用于教学和学习目的。