轻松打造：用Python实现手机与电脑间的简易消息系统

news2024/9/20 18:18:14

展示🎥

观看视频：👀，这是之前完成的一个项目，但今天我们的重点不是这个哦。

告别往昔，启航新篇章

现象🌟

智能互动：📱 我们每天都在享受与智能设备的互动，比如通过手机控制家中的LED灯变换色彩。💡

思考🤔

简化问题：让我们不要一开始就陷入复杂的技术细节，而是先思考最基本的操作——如何通过手机让灯熄灭。

基本概念📚

指令发送：📲 当你轻触手机屏幕时，实际上是在发送一个熄灯指令。
指令传播：🌐 这个指令通过无线网络，比如Wi-Fi，传播到LED灯。

通信模型📡

客户端与服务端：
- 客户端：📱 你的手机，作为发送指令的设备。
- 服务端：💡 LED灯或控制它的单片机，作为接收并执行指令的设备。

通信过程🔄

用户操作：👆 你在手机上轻触熄灯按钮。
指令发送：📤 手机通过网络发送熄灯指令。
指令接收：📥 LED灯或单片机接收到熄灯指令。
执行动作：🔕 LED灯熄灭，执行了你的指令。

技术要点🛠️

网络协议：🔗 客户端和服务端之间通信使用的规则，比如HTTP或MQTT。
安全性：🛡️ 保护你的指令在传输过程中不被未授权访问。

用所学知识简单实现 🚀

回顾知识

我们已经学习了网络通信的基础知识，包括TCP/IP协议以及客户端-服务器架构。现在，我们将利用Python来实现一个简单的TCP服务器。

创建TCP服务器 🖥️

首先，我们需要创建一个TCP服务器，它将监听特定的端口，等待客户端的连接，并接收客户端发送的数据。

import socket

def create_server(host, port):
    # 创建socket对象
    server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    # 绑定地址和端口
    server_socket.bind((host, port))
    
    # 开始监听
    server_socket.listen(5)
    print(f"服务器启动，监听在 {host}:{port}...")
    
    while True:
        # 接受一个新连接
        client_socket, addr = server_socket.accept()
        print(f"连接地址: {addr}")
        
        # 接收数据
        data = client_socket.recv(1024)
        if not data:
            break
        print(f"收到消息: {data.decode('utf-8')}")
        
        # 发送数据
        client_socket.send('消息已收到'.encode('utf-8'))
        
        # 关闭连接
        client_socket.close()

    server_socket.close()

# 服务器的IP地址和端口号
host = '127.0.0.1'
port = 12345

# 启动服务器
create_server(host, port)

服务器工作原理 📖

创建Socket：服务器首先创建一个socket对象，这是网络通信的起点。
绑定地址和端口：服务器将其socket绑定到一个IP地址和端口号上，这样客户端就能通过这个地址和端口找到服务器。
监听：服务器开始监听指定的端口，等待客户端的连接请求。
接受连接：当客户端尝试连接时，服务器接受这个连接，建立一个与客户端的通信通道。
接收和发送数据：服务器接收客户端发送的数据，处理后可以发送响应给客户端。
关闭连接：数据传输完成后，服务器关闭与客户端的连接。

测试服务器 📡

为了测试我们的服务器，我们需要创建一个简单的TCP客户端，它将连接到服务器并发送一些数据。

import socket

def create_client(server_host, server_port):
    # 创建socket对象
    client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    # 连接到服务器
    client_socket.connect((server_host, server_port))
    
    # 发送数据
    message = '你好，服务器！'
    client_socket.send(message.encode('utf-8'))
    
    # 接收响应
    data = client_socket.recv(1024)
    print(f"服务器响应: {data.decode('utf-8')}")
    
    # 关闭连接
    client_socket.close()

# 客户端连接的服务器地址和端口
server_host = '127.0.0.1'
server_port = 12345

# 启动客户端
create_client(server_host, server_port)

客户端工作原理 📚

创建Socket：客户端创建一个socket对象。
连接到服务器：客户端使用服务器的IP地址和端口号连接到服务器。
发送数据：客户端向服务器发送一条消息。
接收响应：客户端等待并接收服务器的响应。
关闭连接：通信完成后，客户端关闭与服务器的连接。

测试结果 📊

在这里插入图片描述

修改服务器的代码 🛠️

import socket


def create_server(host, port):
    # 创建socket对象
    server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    # 绑定地址和端口
    server_socket.bind((host, port))

    # 开始监听
    server_socket.listen(5)
    print(f"服务器启动，监听在 {host}:{port}...")

    while True:
        # 接受一个新连接
        client_socket, addr = server_socket.accept()
        print(f"连接地址: {addr}")

        # 接收数据
        data = client_socket.recv(1024)
        if not data:
            break
        print(f"收到消息: {data.decode('utf-8')}")

        # 根据接收到的数据控制灯的状态
        if data.decode('utf-8') == 'off':
            client_socket.send('The lights have been turned off'.encode('utf-8'))
        elif data.decode('utf-8') == 'on':
            client_socket.send('The lights are on'.encode('utf-8'))
        else:
            print("未知指令")
            client_socket.send('Unknown directives'.encode('utf-8'))

        # 关闭连接
        client_socket.close()

    server_socket.close()


# 服务器的IP地址和端口号
host = '127.0.0.1'
port = 12345

# 启动服务器
create_server(host, port)