【Socket消息传递详细版本】(3) 嵌入式设备间Socket通信传输图片 Client端函数

1 概要

博主最近因为工程需求，需要在两个嵌入式设备之间传输图片，具体功能如下描述:

硬件资源：
①米联客安路F3P-CZ02-FPSoc(FPGA) （HOST端）
②rk3568 （Client端）

满足功能：
①rk3568可以将消息包通过Socket接口发送给FPGA
②FPGA通过解包消息报，读取图片数据，并存入相应的文件夹中

2 代码文件结构

整个工程代码分为三个结构，Client，Host，Common，其中：

1. Client文件夹内存放的为与Client端相关的函数
2. Host文件夹内存放的为与Host端相关的函数
3. Common文件夹内存放的为公共配置函数及部分工具包

2.1 Client文件夹下函数介绍

ClientClient文件夹下有4个文件：

1. client_main.cpp:
   用于快速测试的文件demo。
2. client_main_test.cpp：
   根据用户需求进行功能设计的文件，其中对于封装类别的使用参考了client_main.cpp中的函数。
3. ImageClient.h:
   ImageClient类别的头文件。
4. ImageClient.cpp:
   ImageClient类别的源文件。

2.1.1 ImageClient.h

代码如下：

#pragmaonce#include<cstdint>#include<string>class ImageClient{public:ImageClient(std::string server_ip,uint16_tport);// image_name 可留空，默认取 image_path 的文件名boolsendImage(conststd::string&mode,conststd::string&image_path,conststd::string&image_name_opt=std::string());private:std::string server_ip_;uint16_tport_;};

其中封装了两个函数，一个是初始化时会自动调用的ImageClient函数，一个是发送数据使用的sendImage函数，其中需要传递参数为检测模式mode, 发送图片的图片路径image_path, 图片的名字image_name_opt。

私有变量为：
远端的ip:server_ip_,远端的监听端口:port_。

2.1.2 ImageClient.cpp

整体上是在实现一个图片上传客户端：
给它一个服务器 IP、端口号和本地图片路径，它会：

1. 把图片文件读到内存里
2. 用自定义协议组装一个消息头（MsgHeader），包含 magic、版本号、mode 字符串长度、图片名长度、文件大小等；
3. 建立 TCP 连接（IPv4）到指定服务器；
4. 依次发送：消息头 → mode 文本 → 文件名 → 图片二进制数据。
   代码如下：

#include"ImageClient.h"#include"ImageTransferCommon.h"#include<arpa/inet.h>#include<netinet/in.h>#include<sys/socket.h>#include<unistd.h>#include<filesystem>#include<fstream>#include<iostream>#include<vector>namespace fs=std::filesystem;using namespace itx;/** * @brief 构造函数 * * 保存目标服务器的 IP 和端口，用于后续建立 TCP 连接进行图片传输。 * * @param server_ip 服务器 IPv4 地址字符串，例如 "127.0.0.1" * @param port 服务器监听端口号 */ImageClient::ImageClient(std::string server_ip,uint16_tport):server_ip_(std::move(server_ip)),port_(port){}/** * @brief 发送一张图片到服务器 * * 1. 从本地读取指定路径的图片文件到内存； * 2. 根据自定义协议填充消息头 MsgHeader（magic、版本号、mode 长度、文件名长度、文件大小等）； * 3. 建立 TCP 连接到构造函数中指定的 server_ip_ 和 port_； * 4. 依次发送：消息头 → mode 字符串 → 图片名 → 图片二进制数据； * 5. 发送完成后关闭 socket。 * * @param mode 业务模式字符串（例如 "upload"、"classify" 等），由服务器按约定解析 * @param image_path 本地图片文件路径 * @param image_name_opt 可选的图片名；如果为空，则使用 image_path 中的文件名部分 * @return true 发送成功 * @return false 发送失败（过程中会在标准错误输出错误信息） */bool ImageClient::sendImage(conststd::string&mode,conststd::string&image_path,conststd::string&image_name_opt){// 1. 打开并读取图片文件到内存缓冲区std::ifstreamifs(image_path,std::ios::binary);if(!ifs.is_open()){std::cerr<<"Open file failed: "<<image_path<<"\n";returnfalse;}ifs.seekg(0,std::ios::end);std::streamoff sz=ifs.tellg();ifs.seekg(0,std::ios::beg);if(sz<0){std::cerr<<"Tell size failed: "<<image_path<<"\n";returnfalse;}std::vector<char>filebuf(static_cast<size_t>(sz));ifs.read(filebuf.data(),sz);// 2. 确定要发送的文件名（优先使用外部指定的 image_name_opt）std::string name=image_name_opt.empty()?fs::path(image_path).filename().string():image_name_opt;// mode 和 name 限制在 uint16_t 能表示的范围内（协议字段是 16 位长度）if(mode.size()>65535||name.size()>65535){std::cerr<<"mode/name too long.\n";returnfalse;}// 3. 创建 TCP socketintfd=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(fd<0){perror("socket");returnfalse;}// 4. 填写服务器地址结构体sockaddr_in addr{};addr.sin_family=AF_INET;addr.sin_port=htons(port_);if(::inet_pton(AF_INET,server_ip_.c_str(),&addr.sin_addr)!=1){std::cerr<<"Invalid server IP: "<<server_ip_<<"\n";::close(fd);returnfalse;}// 5. 连接到服务器if(::connect(fd,(sockaddr*)&addr,sizeof(addr))<0){perror("connect");::close(fd);returnfalse;}// 6. 构造并发送消息头 + 文本字段 + 文件数据MsgHeader h{};std::memcpy(h.magic,MAGIC,4);// 魔数标识协议h.version=htons(VERSION);// 协议版本h.mode_len=htons(static_cast<uint16_t>(mode.size()));// mode 字符串长度h.name_len=htons(static_cast<uint16_t>(name.size()));// 文件名长度h.file_size=htonll(static_cast<uint64_t>(filebuf.size()));// 文件大小（字节数）// 依次发送：头 → mode → name → 文件数据if(!send_all(fd,&h,sizeof(h))||!send_all(fd,mode.data(),mode.size())||!send_all(fd,name.data(),name.size())||!send_all(fd,filebuf.data(),filebuf.size())){std::cerr<<"send failed.\n";::close(fd);returnfalse;}// 7. 关闭连接，打印发送结果::close(fd);std::cout<<"Sent: mode="<<mode<<", name="<<name<<", bytes="<<filebuf.size()<<"\n";returntrue;}

2.1.3 client_main.cpp

测试文件demo:

#include"ImageClient.h"#include<iostream>#include<string>#include"Config.h"/* 使用方式: ./client 192.168.1.10 5000 mode2_dataset1 /home/user/pics/dog.png dog-renamed.png */#defineCONF_PATH"../Common/lan_image_transfer.conf"intmain(intargc,char*argv[]){if(argc<5||argc>6){std::cerr<<"Usage: client <server_ip> <port> <mode> <image_path> [image_name]\n";return1;}std::string ip=argv[1];uint16_tport=static_cast<uint16_t>(std::stoi(argv[2]));std::string mode=argv[3];std::string path=argv[4];std::string name=(argc==6)?argv[5]:std::string();AppConfig cfg;std::string err;if(!loadConfig(CONF_PATH,cfg,&err)){std::cerr<<"Load config failed: "<<err<<"\n";return1;}ImageClientcli(cfg.host_ip,cfg.port);bool ok=cli.sendImage(mode,path,name);returnok?0:2;}

2.1.4 client_main_test.cpp(博主自己按功能实现的文件)

RK3568接收到8种模式中的其中一个命令后将指定文件夹中的图片传输到远程的FPGA(Host)中。

#include"ImageClient.h"#include"Config.h"#include<iostream>#include<string>#include<filesystem>#include<vector>#include<algorithm>#include<cctype>#defineCONF_PATH"../../Common/lan_image_transfer.conf"/* 发送的数据格式内容为：模式，图片数据，图片名字 */namespace fs=std::filesystem;// 允许的 8 种模式staticboolisAllowedMode(conststd::string&m){staticconststd::vector<std::string>modes={"mode1_picture1","mode1_picture2","mode1_picture3","mode1_picture4","mode2_dataset1","mode2_dataset2","mode3_dataset1","mode3_dataset2"};returnstd::find(modes.begin(),modes.end(),m)!=modes.end();}// 简单判断是否图片文件staticboolisImageFile(constfs::path&p){if(!fs::is_regular_file(p))returnfalse;std::string ext=p.extension().string();std::transform(ext.begin(),ext.end(),ext.begin(),[](unsignedcharc){return(char)std::tolower(c);});staticconststd::vector<std::string>exts={".jpg",".jpeg",".png",".bmp",".tif",".tiff",".gif",".webp"};returnstd::find(exts.begin(),exts.end(),ext)!=exts.end();}// 去掉前后空白staticstd::stringtrim(std::string s){autoissp=[](unsignedcharc){returnstd::isspace(c);};s.erase(s.begin(),std::find_if(s.begin(),s.end(),[&](unsignedcharc){return!issp(c);}));s.erase(std::find_if(s.rbegin(),s.rend(),[&](unsignedcharc){return!issp(c);}).base(),s.end());returns;}intmain(intargc,char*argv[]){// 读取配置AppConfig cfg;std::string err;if(!loadConfig(CONF_PATH,cfg,&err)){std::cerr<<"Load config failed: "<<err<<"\n";return1;}if(cfg.host_ip.empty()||cfg.port==0){std::cerr<<"Config missing 'host_ip' or 'port'\n";return1;}ImageClientcli(cfg.host_ip,cfg.port);std::cout<<"目标主机: "<<cfg.host_ip<<":"<<cfg.port<<"\n";std::cout<<"输入 'list' 查看可用模式，输入 'quit' 或 'exit' 退出。\n";while(true){// 读模式std::string mode;std::cout<<"\n请输入模式: ";if(!std::getline(std::cin,mode))break;mode=trim(mode);if(mode=="quit"||mode=="exit")break;if(mode=="list"){std::cout<<"可用模式: ""\n 1.mode1_picture1 \n 2.mode1_picture2 \n 3.mode1_picture3 \n 4.mode1_picture4 \n"" 5.mode2_dataset1 \n 6.mode2_dataset2 \n 7.mode3_dataset1 \n 8.mode3_dataset2 \n";continue;}if(!isAllowedMode(mode)){std::cerr<<"模式无效，请重试（输入 'list' 查看可用模式）。\n";continue;}// 读文件夹std::string folder;std::cout<<"请输入图片文件夹路径: ";if(!std::getline(std::cin,folder))break;folder=trim(folder);fs::pathdir(folder);if(!fs::exists(dir)||!fs::is_directory(dir)){std::cerr<<"目录不存在或不是目录: "<<dir<<"\n";continue;}// 收集图片std::vector<fs::path>files;for(constauto&entry:fs::directory_iterator(dir)){if(isImageFile(entry.path()))files.push_back(entry.path());}std::sort(files.begin(),files.end());if(files.empty()){std::cout<<"该目录未发现图片文件。\n";continue;}std::cout<<"发现 "<<files.size()<<" 个图片文件，开始发送...\n";size_tok_cnt=0,fail_cnt=0;for(constauto&f:files){conststd::string path=f.string();conststd::string name=f.filename().string();// 用文件名作为远端保存名constbool ok=cli.sendImage(mode,path,name);if(ok)++ok_cnt;else++fail_cnt;}std::cout<<"发送完成：成功 "<<ok_cnt<<" 个，失败 "<<fail_cnt<<" 个。\n";// 回到循环，可继续输入下一个模式与文件夹}std::cout<<"已退出。\n";return0;}

3 总结

本章节介绍了嵌入式设备间Socket通信传输图片 Host端函数。

4 其余章节

【Socket消息传递】(1) 嵌入式设备间Socket通信传输图片
【Socket消息传递详细版本】(2) 嵌入式设备间Socket通信传输图片 Common公共函数
【Socket消息传递详细版本】(3) 嵌入式设备间Socket通信传输图片 Client端函数
【Socket消息传递详细版本】(4) 嵌入式设备间Socket通信传输图片 Host端函数