init

skylink_qt_station/src/GroundReceiver.h

@@ -0,0 +1,207 @@
+/**
+ * @file GroundReceiver.h
+ * @brief SkyLink Qt 地面站 - UDP 接收和数据重组头文件
+ * 
+ * 在单独的线程中运行，负责：
+ * 1. 监听 UDP 广播
+ * 2. 接收分片数据包
+ * 3. 重组完整帧
+ * 4. 解码 JPEG 图像
+ * 
+ * @author SkyLink Team
+ * @date 2026-01-19
+ */
+
+#pragma once
+
+#include <QObject>
+#include <QUdpSocket>
+#include <QThread>
+#include <QImage>
+#include <QMap>
+#include <map>
+#include <vector>
+#include <memory>
+#include <cstdint>
+#include <mutex>
+
+// 协议定义
+#include "protocol.h"
+
+/**
+ * @struct FrameBuffer
+ * @brief 帧缓冲区，用于重组分片数据
+ */
+struct FrameBuffer {
+    uint32_t frame_id;
+    uint16_t total_chunks;
+    std::map<uint16_t, std::vector<uint8_t>> chunks;  // chunk_index -> 数据
+    double timestamp;
+    double lat, lon, alt;
+    uint64_t receive_time_ms;
+    
+    /**
+     * @brief 检查是否所有分片都已接收
+     */
+    bool is_complete() const {
+        if (total_chunks == 0) return false;
+        for (uint16_t i = 0; i < total_chunks; i++) {
+            if (chunks.find(i) == chunks.end()) {
+                return false;
+            }
+        }
+        return true;
+    }
+    
+    /**
+     * @brief 将所有分片合并为一个字节数组
+     */
+    std::vector<uint8_t> merge() const {
+        std::vector<uint8_t> result;
+        for (uint16_t i = 0; i < total_chunks; i++) {
+            auto it = chunks.find(i);
+            if (it != chunks.end()) {
+                result.insert(result.end(), it->second.begin(), it->second.end());
+            }
+        }
+        return result;
+    }
+};
+
+/**
+ * @class GroundReceiver
+ * @brief UDP 接收和数据重组引擎
+ */
+class GroundReceiver : public QObject {
+    Q_OBJECT
+
+public:
+    /**
+     * @brief 构造函数
+     * @param parent 父对象
+     * @param port UDP 监听端口 (默认 9999)
+     */
+    explicit GroundReceiver(QObject* parent = nullptr, uint16_t port = 9999);
+    
+    /**
+     * @brief 析构函数
+     */
+    ~GroundReceiver();
+    
+    /**
+     * @brief 启动接收器
+     */
+    void start();
+    
+    /**
+     * @brief 停止接收器
+     */
+    void stop();
+    
+    /**
+     * @brief 获取是否正在运行
+     */
+    bool is_running() const;
+
+signals:
+    /**
+     * @brief 完整帧解码完成信号
+     * @param img 解码后的 QImage
+     * @param lat 纬度
+     * @param lon 经度
+     * @param alt 海拔
+     */
+    void frameDecoded(const QImage& img, double lat, double lon, double alt);
+    
+    /**
+     * @brief 统计信息更新信号
+     * @param fps 每秒帧数
+     * @param kbs 每秒 KB 数
+     */
+    void statsUpdated(int fps, int kbs);
+    
+    /**
+     * @brief 错误信号
+     * @param error_msg 错误信息
+     */
+    void error(const QString& error_msg);
+
+private slots:
+    /**
+     * @brief UDP 有数据可读时的槽函数
+     */
+    void on_udp_read_ready();
+    
+    /**
+     * @brief 处理 UDP 错误
+     */
+    void on_udp_error();
+    
+    /**
+     * @brief 定期清理超时的帧
+     */
+    void on_cleanup_timeout();
+
+private:
+    // ========================================================================
+    // UDP 套接字和网络
+    // ========================================================================
+    
+    uint16_t listen_port_;
+    std::unique_ptr<QUdpSocket> udp_socket_;
+    QThread worker_thread_;
+    
+    // ========================================================================
+    // 帧缓冲区管理
+    // ========================================================================
+    
+    std::map<uint32_t, FrameBuffer> frame_buffers_;  // frame_id -> FrameBuffer
+    std::mutex frame_buffers_mutex_;
+    
+    uint32_t last_complete_frame_id_;
+    
+    // ========================================================================
+    // 统计信息
+    // ========================================================================
+    
+    struct {
+        uint32_t total_packets = 0;      ///< 总接收包数
+        uint32_t total_bytes = 0;        ///< 总接收字节数
+        uint32_t total_frames = 0;       ///< 完整帧数
+        uint32_t dropped_frames = 0;     ///< 丢弃的帧数
+        uint32_t frames_this_second = 0; ///< 本秒帧数
+        uint32_t bytes_this_second = 0;  ///< 本秒字节数
+        uint64_t last_stats_time = 0;    ///< 上次统计时刻
+    } stats_;
+    
+    std::mutex stats_mutex_;
+    
+    // ========================================================================
+    // 私有方法
+    // ========================================================================
+    
+    /**
+     * @brief 处理接收到的 UDP 数据包
+     */
+    void process_packet(const uint8_t* data, size_t len);
+    
+    /**
+     * @brief 处理完整的帧
+     */
+    void handle_complete_frame(const FrameBuffer& frame);
+    
+    /**
+     * @brief 从 JPEG 数据解码为 QImage
+     */
+    QImage decode_jpeg(const std::vector<uint8_t>& data);
+    
+    /**
+     * @brief 清理超时的帧缓冲区
+     */
+    void cleanup_timeout_frames();
+    
+    /**
+     * @brief 更新和报告统计信息
+     */
+    void update_stats(uint32_t packet_size);
+};