QQ聊天工具嵌入式操作系统课程设计.doc

1、 嵌入式操作系统课程设计摘 要随着嵌入式在生活中的应用越来越广泛，嵌入式LINUX下的socket网络编程也越来越热门。为了加强对Linux系统下的编程的各种知识点的整合与灵活运用，让我们更加熟悉Linux下的编程操作，我们选择了Linux下网络聊天工具作为课设题目。本系统主要功能在于实现多个客户端与服务器端之间的信息传递与文件传输功能。系统主要实现4大聊天室功能：注册与登录系统，公聊，私聊，文件传输。应用LINUX下的socket网络编程并使用TCP实现简单聊天程序。编程过程中不断用各种网络调试工具进行调试程序，最终做成了简单的在LINUX下的聊天工具。关键词： LINUX下的socket网

2、络编程 TCP 聊天工具目录第1章 绪 论61.1课程设计目的61.2课程设计的实验环境61.3课程设计总体要求6第2章 系统方案72.1系统功能72.2模块化分72.3模块调用关系72.4功能需求与系统模块的关系8第3章 实现原理93.1 注册、登陆实现原理93.1.1 服务器端93.1.2 客户端113.2 私聊实现原理123.2.1 客户端123.2.2 服务器端133.3 公聊实现原理133.3.1 客户端133.3.2 服务器端133.4 文件传输实现原理143.4.1 客户端143.4.2 服务器端14第4章 系统实现154.1 注册与登录系统实现154.2聊天功能实现164.3传

3、输文件功能实现16总 结17附 录18参考文献33第1章 绪 论1.1课程设计目的本次课设主要是为了加强对Linux系统下的编程的各种知识点的整合与灵活运用，让我们更加熟悉Linux下的编程操作。重点在Linux下socket编程，了解TCP、UDP等协议的使用，并完成课设题目。1.2课程设计的实验环境 硬件：PC机两台以上 软件：红旗LINUX系统VIM编译器1.3课程设计总体要求1在LINUX下实现网络聊天，包括公聊、一对多私聊等功能；2实现客户端之间经网络传输文件；3保存聊天记录，以备必要时查询。第2章 系统方案2.1系统功能系统主要实现4大聊天室功能：1.注册与登录系统2.公聊3.私聊

4、4.文件传输2.2模块化分系统结构如图2-1所示：主模块文件传输公聊私聊注册 登陆图2-1 聊天系统模块划分图2.3模块调用关系 各模块间调用关系如图2-2所示：注册（未注册用户入口）登录公聊私聊文件传输已注册用户入口图2-2 各模块间调用关系2.4功能需求与系统模块的关系功能需求与系统模块的关系表：注册登录模块公聊模块私聊模块文件传输模块用户注册用户登陆系统广播上下线提示用户私聊文件传输服务器踢出用户第3章 实现原理3.1 注册、登陆实现原理3.1.1 服务器端服务器端建立好socket，等待连接，当客户端连接服务器，服务器接收连接，并接受客户端发送过来的消息，根据接收到的结构体所携带的协议

5、来做相应的功能。服务器端启动后如图3-1所示：图3-1 服务器端界面1、注册：如果协议为reg，则为客户端注册，首先将发送过来的结构体，提取用户名和密码，然后需要对用户名合法性检验，验证之后如果用户名合法则将用户信息保存到文件中，合法性的规则包括用户名不能重复和不能使用all等协议作为用户名，并且用户名和密码都不能为空。如果注册成功，服务器端发送一个消息给注册的客户端，同样将消息保存在一个结构体里。如果失败，也给客户端发送一个消息如“您输入的用户名不能为all”或者“用户名XX已经存在”。注册结果如图3-2所示。 图3-2 注册新用户2、登录：如果协议为login，则将用户名和密码信息提取，再

6、遍历存放用户信息文件里的用户名和密码，直到验证成功为止，如果验证成功则对所有在线的用户发送一条消息：“提示XX用户登录成功”；如果失败则只给登陆失败的客户端提示登录失败，并给出原因，如“用户名不存在”或者“用户名或者密码输入错误”，并跳转到相应的代码执行其他功能，成功则等待发送客户端消息，失败则关闭socket并结束线程，如图3-3所示。图3-3 用户登录3、监听和踢出客户端：通过查看和修改绑定的socket和在线用户队列实现查看和踢出在线用户，提出用户后向被踢出用户发送相关信息，如图3-4、图3-5所示。图3-4 踢出用户CC图3-5 用户CC被踢出 这里从服务器端发回给客户端的消息使用sp

7、rintf到一个字符串来发送。3.1.2 客户端客户端的输入和消息的显示要使用2个终端，一个client,一个是Display。Client终端为输入的界面，在这个界面里，新建一个线程来接受服务器端发来的消息，再添加时间信息，并将这些信息写入文件，然后给Display进程发送一个消息，Display进程接到消息，就去读取文件，并将这些数据显示在Display终端。打开客户端Display终端界面，用lseek将内部指针指向文件末尾，等待Client终端里的线程将消息写入文件。一旦有消息过来，就去文件里读取数据并打印在Display终端。打开客户端Client终端界面，有3个菜单，一个注册、一个

8、登陆、一个退出，选择相应项即可进行相关操作，注册和登录如图3-2、图3-3。3.1.3 服务器端客户端发送给服务器端使用的协议：1、all$msg，为给所有人发送消息。2、 直接输入view$获得在线用户列表。3、 who$msg，给用户名为“who”的用户发送私聊消息。4、 trans$who$filename将文件传输给who。5、 reg为注册。6、login为登陆。3.2 私聊实现原理3.2.1 客户端客户端在登陆成功，在发送消息之前可以先查看在线用户列表，查看用户列表使用view$，如图3-6。图3-6 查看在线用户接着，可以使用who$msg的形式发送私聊信息，意味着，这个消息是发

9、送给who的。或者，先使用who$来切换到发送私聊消息，这个时候，你不需要加上协议，即可给who这个用户发送消息，如图3-7、图3-8所示：图3-7 cc向xdy发送信息图3-8 xdy接收cc发来的信息当然，上述方法也可实现一对多聊天，如图3-9所示：图3-9 一对多聊天这些消息都加上协议who来封装成结构体，再发送给服务器端。3.2.2 服务器端如果是私聊，则根据客户端要发送到哪个用户名的用户，到链表里取得该用户名的客户端信息，服务器再发送给相应的接受信息的客户端。接受信息的客户终端就会先将信息保存到聊天记录的文件里，并显示接收到的信息，并且信息前面会显示相应的提示符。3.3 公聊实现原理

10、3.3.1 客户端客户端在登陆成功之后，默认就是all协议，可以直接发送公聊信息，不需要加上任何的协议，实现对所有人的人进行聊天。命令为all$msg，给所有人发送消息。或者先使用all$来切换到给所有人发送消息，切换后，不需要加上协议即可发送了，如图3-10、图3-11所示：图3-10 xdy发送公聊信息图3-11 各用户接收xdy的公聊信息这些消息都根据协议来封装成结构体，再发送给服务器端。3.3.2 服务器端如果是私聊，则根据客户端要发送到哪个用户名的用户，到链表里取得该用户名的客户端信息，服务器再发送给相应的接受信息的客户端。接受信息的客户终端就会先将信息保存到聊天记录的文件里，并显示

11、接收到的信息，并且信息前面会显示相应的提示符。3.4 文件传输实现原理3.4.1 客户端如果某个客户端想发送文件给其他客户端，则直接使用命令trans$who$filename。Filename包括本地的路径和文件名。Trans为协议，就是标志为传输文件。Who就是发送给谁。Filename就是要发送的文件在本地的文件名。发送和接收文件如图3-12、图3-13所示：图3-12 lr向xdy发送文件图3-13 xdy接收lr发来的文件3.4.2 服务器端当发送到服务器的时候，根据协议，先给接收的客户端发送一条消息为trans标记：某某用户给您发送了*文件，是否接受，Y接受N拒绝接受。当客户端按下

12、N，则返回一条消息给服务器端，服务器端同时告诉发送的客户端，对方拒绝接受文件。发送端可以接着继续做其他的事情，私聊或者公聊。当接收的客户端按下Y，并立即接受保存的路径和文件名。输入完毕，就可以接受文件了。客户端返回一条消息给服务器端，服务器端同时返回一条消息给发送的客户端，告诉客户端对方同意接受文件，这时候，文件开始传输，发送完毕后，发送的客户端会显示传输完毕。我们传输的文件是任意的文件。不仅仅是文本文件，图片也可以的。第4章 系统实现4.1 注册与登录系统实现1. 注册的时候与服务器的交互过程：请输入你的用户名:*请输入密码:*you pass : *请再次输入密码:*pass you :

13、*正在等待服务器应答.接到服务器发来的信息:注册成功!2. 登陆的时候与服务器的交互过程：请输入你的用户名:*请输入密码:*正在等待服务器应答.接到服务器发来的信息:登录失败!您还有2次机会,之后将退出程序!请输入你的用户名:*请输入密码:*正在等待服务器应答.接到服务器发来的信息:登录成功!3. 退出：关闭socket，退出程序。4.2 聊天功能实现1、两个用户在私聊功能who$：*(聊天内容)*Who就是发送给谁。2、公聊功能all$：*(聊天内容)*功能实现展示如下图4-3-1所示：4.3 传输文件功能实现使用trans$who$filename格式传送文件：Filename包括本地的路

14、径和文件名。 Trans为协议，就是标志为传输文件。 Who就是发送给谁。Filename就是要发送的文件在本地的文件名。总 结本次课程设计顺利完成了LINUX下聊天室工具的设计，包括注册、登记，私聊，公聊（群聊），传送文件等功能，其中聊天时可用英文以及中文聊天；传送文件时可以传送文本、图片等各种格式的文件，功能相对比较强大。在本次课程设计中，实现各个部分功能的程序都比较复杂，需要利用到LINUX下的socket网络编程知识和大量编程技巧，编程过程中不断用tcpdump,netstat,losf等网络调试工具进行调试程序。通过本次课程设计，我们的软件开发能力在一定程度上提高了，对LINUX程序

15、设计这一门课程也有了比较深刻的了解。实验过程中我们也遇到了很多问题，但同伴们在一起商讨，通过上网查资料，图书馆查书，以及向指导老师请教，问题都一一解决。在我们不断地努力下简单的LINUX下聊天工具终于完成，虽然很简单，但却是我们团队不断努力地结果，所以很有成就感。对于老师的课设要求我们的程序基本上都达到了，可以完成注册、登记，私聊，公聊，传送文件等基本功能。但由于时间有限界面没能完成：而且也因为所学的知识较浅、不全面，对于较高的功能没能实现。通过这次课设我们对LINUX程序设计这门课有了更深的了解，加强了团队意识，收获很多。总之，这次课程设计我们学到了很多知识，让我们明白了一个道理，付出和收获

16、成正比。附 录31/*check.h*/#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXLEN 1024struct messagechar flag15;char name10;int size;char msgMAXLEN;int reg_check(struct message *recievemsg);int login_check(struct message *recievemsg);/*check.c*/#include che

17、ck.hint reg_check(struct message *recievemsg)int fd;int read_size,write_size;struct message cmpmsg;if(strlen(recievemsg-name)10 | strlen(recievemsg-msg)20 )return 1;if(strcmp(recievemsg-name,all)=0)return -1;if(strcmp(recievemsg-name,reg)=0)return -1;if(strcmp(recievemsg-name,login)=0)return -1;if(s

18、trcmp(recievemsg-name,trans)=0)return -1;if(fd=open(user.txt,O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND,0666)0)perror(open);printf(openn);return -2;doif(read_size=read(fd,&cmpmsg,sizeof(cmpmsg) name,cmpmsg.name)=0)close(fd);return -1;while(read_size = sizeof(struct message);if(write_size=write(fd,recievemsg,sizeof(str

19、uct message)0)perror(write);close(fd);return -2;while(write_size!=sizeof(struct message)/write_size = 0-writesize;lseek(fd,-write_size,SEEK_CUR);write_size=write(fd,recievemsg,sizeof(struct message);printf(write file successn);close(fd);return 0;int login_check(struct message *recievemsg)int fd;stru

20、ct message cmpmsg;int read_size;if(fd=open(user.txt,O_RDONLY)0)perror(open);return -2;doif(read_size=read(fd,&cmpmsg,sizeof(struct message)name,cmpmsg.name)=0)&(strcmp(recievemsg-msg,cmpmsg.msg)=0)close(fd);return 0;while(read_size0);close(fd);return -1;/*void main()struct message sendmsg;printf(inp

21、ut name:n);gets(sendmsg.name);printf(input mima:n);gets(sendmsg.msg); printf(%dn,reg_check(&sendmsg); / printf(%dn,login_check(&sendmsg);*/*client.c*/#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXLEN 1024struc

22、t messagechar flag15;char name10;int size;char msgMAXLEN;struct msqlong msg_type;char msg_text5;int qid = -1,fd = -1,sockfd,savefilefd=-1;char filefromname10;void handleQuit(int signal_no)if(fd 0)close(fd);close(sockfd);if(qid 0)if(msgctl(qid,IPC_RMID,NULL)0)printf(消息队列无法关闭n);exit(1);close(savefilef

23、d);printf(程序正常退出n);raise(SIGQUIT);void cutStr(char str,char left,int n,char right,int m,char c)int i,k,j;for(i = 0 ; i n ;i+)if(stri = c)break;if(i = n)i = -1;elsememset(left,0,strlen(left);for(k = 0 ; k i ; k+)leftk = strk;for(j = i+1 ; j m;j+)if(strj = 0)break;rightj-i-1 = strj;lefti = 0;if(j 0)pr

24、intf(filedata.msg = %sn,filedata.msg);send(sockfd,&filedata,sizeof(struct message),0);elseprintf(读取文件失败,文件传输中止n);break; while (filedata.size 0);close(savefilefd);savefilefd = -1 ;void handlerecvmsg(int *sockfd)int connfd = *sockfd;int nread;char buf1024;char str1024;struct message recvmsg;time_t tim

25、ep;struct msq msg;if( fd = open(chatlog.txt,O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND) 0)printf(打开聊天记录文件失败!);exit(1);/printf(%dn,fd);if(qid = msgget(2222,IPC_CREAT|0666) = -1)printf(创建消息队列失败n);exit(1);msg.msg_type = getpid();strcpy(msg.msg_text,OK);while(1)nread = recv(connfd,&recvmsg,sizeof(struct message),0);if(nre

26、ad = 0)printf(与服务器断开了连接n);close(fd);close(connfd);exit(0);else if (strcmp(recvmsg.flag,all) = 0)time (&timep);sprintf(str,%s%s发给所有人:%snn,ctime(&timep),recvmsg.name,recvmsg.msg);else if (strcmp(recvmsg.flag,sermsg) = 0)time (&timep);printf(%s服务器发给所有人:%snn,ctime(&timep),recvmsg.msg);continue;else if (

27、strcmp(recvmsg.flag,view) = 0)time (&timep);printf(%s当前在线客户端:n%snn,ctime(&timep),recvmsg.msg);continue;else if (strcmp(recvmsg.flag,trans) = 0)pthread_t pid;if (strcmp(recvmsg.msg,agree) = 0)strcpy(filefromname,recvmsg.name);/创建线程发送文件pthread_create(&pid,NULL,(void *)handlesendfile,NULL);else if(strc

28、mp(recvmsg.msg,disagree) = 0)printf(对方拒绝接收文件n);close(savefilefd);savefilefd = -1;else if(strcmp(recvmsg.msg,noexist) = 0)printf(该客户端不存在n);close(savefilefd);savefilefd = -1;elsestrcpy(filefromname,recvmsg.name);printf(%s向你请求传名为%s文件,是否同意接受?agree(同意)|disagree(不同意)n,recvmsg.name,recvmsg.msg);savefilefd

29、= 0;continue;else if(strcmp(recvmsg.flag,transf) = 0)int n;if(strcmp(recvmsg.msg,end$) = 0)printf(文件传输结束n);close(savefilefd);savefilefd = -1;continue;elsen=write(savefilefd,recvmsg.msg,recvmsg.size);/printf(recvmsg.msg = %sn,recvmsg.msg);while(n 0) lseek(savefilefd,n,SEEK_CUR);n=write(savefilefd,rec

30、vmsg.msg,recvmsg.size);continue; elsetime (&timep); sprintf(str,%s%s发来的私聊消息:%snn,ctime(&timep),recvmsg.name,recvmsg.msg);write(fd,str,strlen(str);msgsnd(qid,&msg,sizeof(struct msq),0);int main(int argc,char *argv)struct sockaddr_in server_addr;int port;int do_number;struct message a;char strMAXLEN;c

31、har bufMAXLEN;pthread_t pid;if(argc != 3)printf(请输入服务器IP和端口n);exit(1);port = atoi(argv2);if(sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0) = -1)printf(创建socket失败n);exit(1);signal(SIGINT,handleQuit);printf(-n);printf(| |n);printf(| input a number to work |n);printf(|t1.loginttt |n);printf(|t2.registertt |n);

32、printf(|t3.exitttt |n);printf(| |n);printf(-n);scanf(%d,&do_number);gets(str);while(do_number != 1 & do_number != 2 & do_number != 3)printf(你输入的不是上面的选项,请重新输入:n);scanf(%d,&do_number);gets(str);if(do_number=3)close(sockfd);printf(程序已退出!n);exit(0);bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in);server_ad

33、dr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv1);server_addr.sin_port = htons(port);if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(struct sockaddr) = -1)printf(与服务器无响应,请隔一段时间再连接n);exit(2);if(do_number =1)int n = 3;while(n)printf(请输入你的用户名:n);scanf(%s,a.name);printf(请输入

34、密码:n);scanf(%s,a.msg);strcpy(a.flag,login);/a.flag3 = 0;send(sockfd,&a,sizeof(a),0);printf(正在等待服务器应答.n);recv(sockfd,buf,MAXLEN,0);printf(接到服务器发来的信息:%sn,buf);if(strcmp(buf,登录成功!) = 0)/int i,j,k;pthread_create(&pid,NULL,(void *)handlerecvmsg,(void *)&sockfd);gets(str);strcpy(a.flag,all);while(1)memset

35、(a.msg,0,strlen(a.msg);memset(str,0,strlen(str);gets(str);strcpy(buf,a.flag);cutStr(str,a.flag,15,a.msg,MAXLEN,$);printf(标志信息为:%sn,a.flag);if(strcmp(a.flag,view) = 0)send(sockfd,&a,sizeof(a),0);strcpy(a.flag,buf);continue;else if (strcmp(a.flag,trans) = 0) & (savefilefd =0)/printf(f=%s,a=%s,s=%d,a.flag,a.msg,savefilefd);if (strcmp(a.msg,agree) = 0) & (savefilef