本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 . H% W; Q: r4 i1 \( Q2 X
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作者|donatello1996 来源 | 电子发烧友 题图|飞凌嵌入式 iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html
3 D; Q* o9 e- J2 l: ?9 K$ l
: Y9 S8 n9 j$ s/ o- I. ]本文采用的硬件板卡为飞凌嵌入式OKMX8MP-C开发板,系统版本Linux5.4.70+Qt5.15.0,主要介绍基于HTTP网页服务器和UDP上位机的MJPG码流传输。 MJPG格式作为一种持续传输的视频码流,在远程监控领域中应用较广,而实现这种远程监控的第三方应用最常见的有两种:浏览器HTTP网页、UDP上位机。 5 t! Z5 v* W" _1 ^8 _3 x9 X: I
 # e2 F# w8 p: O2 a- G7 l1 A2 W. Q
两者各有优势,对比鲜明,其中: 这两种应用各有优缺点,对于嵌入式开发者来说,两者都必须掌握。 , m7 h0 X; R, J9 \! B- y+ U, I! B
一、HTTP网页服务器9 B! q, Z/ g& ]" ^
先说下HTTP网页服务器获取MJPG码流的代码,首先是OKMX8MP-C在开发板端建立TCP服务器: - int TCP_Server_Found(socklen_t* socket_found , char* ip , int port)
% |# M( M7 k' @% P/ ^ - {% L, e0 W6 g( b& f; |0 m
- struct sockaddr_in servaddr;
! x' Q6 R" _( s7 O( i0 ~' n+ { - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);5 B( O4 c' v6 c- [1 R% G( J- g
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));; h, V, c4 A4 \' D
- servaddr.sin_family = AF_INET; n0 @6 n) a9 t3 }! U
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
, C c" q2 O9 w - servaddr.sin_port = htons(port);
& n ~" v o9 i, ?( z - int ret;
# ]* X. U- ]. H! p$ m - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
) @) Y. R d4 a; G# K4 v! C - {
4 p' }3 _- X, \) ]* ` - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);; |% S ]9 C9 n1 A
- return -1;% L$ i( C1 m8 {! }
- }) @+ o9 {0 h! _3 }/ e
- int on = 1;
* }" e6 k5 }6 @ - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)' }$ e- f1 P* f# j
- {" g( ^2 Q" t0 k3 u$ d7 k( [
- printf("setsockopt error\n");
{$ ~+ S; F7 e - }
7 ~, _0 E8 Q1 V8 z- r% i1 ] - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
$ [1 P9 m- O/ o$ u# C6 O! U, R% R - if(ret == -1)
+ `& w0 r; @' X - {
. K8 \, b( `% k" {- Y/ q0 b! ?4 v - printf("Tcp bind faiLED!\n");
3 y+ l/ h9 J* c" H$ A - return -1;
9 | l& B/ @6 Q8 U - }
& g. T5 P8 W2 r' g9 n# P6 C# Q - if(listen(*socket_found , 5) == -1)0 x/ H1 {1 r; u' w0 P0 F
- {
# @! ~8 ^" u2 t# O0 [# z - printf("Listen failed!\n");
7 E& G# i* \8 { - return -1;
8 c1 U3 D9 H6 u2 I" q3 _ - }
, l9 P7 [# {/ U - return 0;
5 e8 h# w4 k6 n, L - }
复制代码其中setsockopt()函数是可选的,一般只用于规避socket()函数的建立错误。 建立了TCP服务器后,返回的socklen_t型实参在后面的HTTP网页服务器中需要用到。 HTTP网页服务器所属的TCP操作是需要另起轮询线程来让客户端进行accept()握手操作的,accept()之前的listen()倒是只需要执行一次即可,accept()握手操作和recv()接收操作需要创建一个死循环线程: - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
4 W; s. M$ m; }) \" i0 H& }& [% Z - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
1 f' Q6 }8 Y! n" _% d) j - {
$ M' [" c& E9 {8 d3 L - 。。。
/ a; z6 r- j; d# H# ?( ~$ h- O - while(1)' X; B- d; i# ^; k7 A
- {8 e& F+ t' V5 i: T1 j
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);: q( o2 |+ X# G; n: C1 C* P4 T
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");" _/ n0 S5 U! z" v- m4 s
- 。。。
! U% Q" c$ C/ k! ~ - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);& H3 c) a8 R+ j/ a f
- }
$ }% R3 [7 M5 m/ ]9 h+ Y - 。。。& }, L2 m* I4 s; w+ K; w1 P
- }
复制代码MJPG帧可以使用Grab操作获取,获取到的MJPG帧需要在TCP线程中读,在Grab操作线程中写,这种被多个线程访问的资源需要加锁防止读写冲突,即资源被Grab操作写入时,需要上锁,不允许其它线程访问,操作完成时需要解锁,允许其它线程访问: - pthread_mutex_lock(&pmt);( ^2 m$ k2 L: ]
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;8 W- Y5 M. ?! W. m0 L4 U
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
0 d' ]" k! G( B* y0 N - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
( I5 X7 E- `6 e; c5 Y, O& S - pthread_cond_broadcast(&pct);! h) F$ u8 o; x& D/ a4 k
- pthread_mutex_unlock(&pmt);
复制代码线程互斥锁使用之前需要初始化: - pthread_mutex_t pmt;
; L9 \ D1 D, ~$ ]9 Q - pthread_cond_t pct;9 V8 `$ f4 s- J0 l: X o) i
- int main(int argc, char* argv[])
% M, q5 O. m* ^6 e* M8 }4 I3 Q/ ] - {
0 X9 a% o! ]7 x5 k) u4 o - ...
) t/ X, N* G t* F5 S; x - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
' t' H t) U4 Q- |% F" F/ W b - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);* U5 I6 v6 c: M' h3 q* c8 F
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);" _4 n1 ]/ K3 o L* }
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
' O, m8 _# b4 Q - ...
* y) P. D; P) U7 I5 ~, I3 j) F - while(1)% Z$ n# H* u/ {: [' ]3 \
- {
* O6 e) c: {, x$ p2 I - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
; E$ c) M( v% D$ f7 C7 i - ...& B, ^7 R; N! u9 z9 N
- }" u8 I( m3 e( i, C4 R& f/ h' ?4 s5 F) ]
- ...
; X! }; q# P0 R/ r8 U/ Y - }
复制代码然后是发送的细节,发送图片文件之前,需要先发送HTTP标准头,这个相当于给发送图片或者其它类型的流数据铺路: - <p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"><span style="text-indent: 32px;">
% N9 f0 T- y* a _5 n - </span></p><p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"></p>
复制代码- #define STD_HEADER "Connection: close\r\n" \5 s$ z( ]2 }* |' z- Y. T' Z
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \" d' D7 d, A1 l/ J4 ~; a: U( g
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \* e. E: U# S) h/ ^ h
- "Pragma: no-cache\r\n" \3 a% v+ R5 A/ {) f
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"& |6 A+ ?0 q+ F" }& w
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
3 e: D% ^ R3 \: ^* v - printf("preparing header\n");
1 g a# c- ^4 ]9 w u& w - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \% L7 D5 t, y9 x: A. W) c
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
% E; ~; z$ l% d$ ?: n4 l: | - STD_HEADER \% w& i. q5 c; }7 A9 [. N: x8 M) E
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \6 J2 P4 D1 a% h1 d* |
- "\r\n" \
6 E- z2 s9 [' ] |$ e" H7 E- ~4 X - "--" BOUNDARY "\r\n");1 i9 v: {+ s! g, H
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)$ b* e. i: M8 A/ j% J
- {- F5 ~ Q9 J, [
- free(frame); ?6 X/ X! Z4 I; F
- return;8 y& F) E' b2 W2 U
- }
复制代码发送完HTTP标准头之后,就需要发送内容头(Content-Type),这处的Content-Type为image/jpeg,同样,HTTP标准协议里面image支持的类型远不止jpeg一种,发送完内容头之后就是正文和boundary结尾,这样帧完整的HTTP头发送到指定的TCP GET地址,就会在浏览器中显示刚刚发送的图片: - <pre class="prettyprint lang-cpp" style="box-sizing: border-box; font-family: Monaco, Menlo, Consolas, "Courier New", monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; line-height: 1.38462; color: rgb(51, 51, 51); word-break: break-all; background-color: rgb(245, 245, 245); border: 0px; border-radius: 4px; vertical-align: baseline;"> sprintf(buffer, "Content-Type: image/jpeg\r\n" \
4 |% p5 J8 _' S5 J - "Content-Length: %d\r\n" \
/ b7 {1 B3 c8 Z3 V+ D - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
( p0 ^; c6 e8 j. u$ O! p) y2 w - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
( Q6 [4 l1 q3 R! o4 Q% C+ f - printf("sending intemdiate header\n");
* M) f: F, C* z4 C2 B" u - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
" w5 M( s0 l) N - break;
& P5 F6 y: e! H+ |; M - printf("sending frame\n");
9 n% o( g% c8 ^: k4 U - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)" {' j: ~" L6 r7 x- |1 P/ i
- break;6 ]5 _7 `1 s" K+ z
- printf("sending boundary\n");8 W! G/ j5 M# `% s" A
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
5 [: G( @7 l' k+ _ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
3 `1 s1 A h1 @7 ]9 O- }! V) t: S. Q - break;</pre><p style="box-sizing: border-box; border: 0px; font-size: 16px; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(51, 51, 51); font-family: " helvetica="" neue",="" helvetica,="" tahoma,="" arial,="" "microsoft="" yahei",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "wenquanyi="" micro="" hei",="" sans-serif;"=""></p>
复制代码另外需要说明的是,TCP服务器线程在发送MJPEG流的时候是死循环发送的,因此TCP客户端在发送完GET指令之后,就会收到TCP服务器循环发送的图像缓存,TCP客户端会陷入忙等待状态无法再对外发送任何GET或者POST指令,从客户端使用者角度来看的效果就是网页一直在等待。 
7 b3 N% R5 K6 l8 r$ M0 Q : V1 ]- l: P& z( {
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
t4 y" S8 T' k- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)9 L& X% y9 c$ Y8 w7 k4 V
- {) c2 h% u* b/ G' J* l5 }( ]
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);9 G6 G( j. O# e, A* C& e
- if(*socket_found == (~0))$ o4 t6 }/ |' \+ d6 X. z. k7 m
- {
- B+ W6 M+ S1 l$ ]3 f5 c+ o' o1 y6 T - printf("Create udp send socket failed!\n");
8 j# \8 C: N0 L7 _ - return -1;
- c# _& n; Z; }8 h2 [1 O' G - }0 \7 ]5 q: z. Y G( U6 V
- addr->sin_family = AF_INET;
' v+ i6 j. J: Z3 }5 }* g7 [0 F5 z - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);5 O$ O. ^9 \7 U' C
- addr->sin_port = htons(port);8 J' W) j4 U- v( [* c6 }7 Z5 L
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
( j" k: k. l3 b; U+ H - return 0;3 v. e8 E; {0 A
- }
复制代码 # {9 ~8 G- o; }+ z' h
8 M9 v* V8 ], D1 |1 r3 _
而UDP文件发送则要比HTTP发送简单得多,只需要将文件切片,每一片为固定长度的UDP帧长度,逐帧发送即可:) ]$ @2 A$ k- h3 a6 }( e5 ]' S2 q
9 @" b) [9 s3 l, \- v
- m3 M/ i9 r5 K) X6 h4 l- while(fend > 0)$ \/ S5 W( X) P+ A6 e/ p, ?
- {
" Y1 f1 V" \1 f+ ?9 | - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));! C; ]; g* ~* L5 ]
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);) Y4 o2 Z7 W3 R0 M, N, ^- M
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)' N, L, n' w6 {; h' k$ R) U9 W* ~
- {5 z- A4 M, o$ \9 I
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
9 Q8 |+ U* p* x1 l9 i; R, t - picture.fin = 0;
4 i* f) \" w3 R. W f - }, }! l* n- V6 H [. p
- else; A* F7 @! P# P$ p# b1 m
- {
: S n3 a$ J) f2 @1 r6 s - picture.length = fend;
# |; C4 |) `: s( R - picture.fin = 1;: _$ ^9 ?2 I( X9 P$ C
- }
* s8 w7 N- N: e4 K; t - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
+ N, x( `5 w) D, l) X: p) V# y - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
: g) Q2 g% A: C4 R) y - if(sendbytes == -1)
7 W$ g8 A+ ?. J/ C' _ - {' X H3 Z8 N, H
- printf("Send Picture Failed!d\n");
+ A; v$ X, m k# b$ a - return -1;
* R- b5 N" r& K. V# V2 E) p; q - }
1 M) i1 q1 Q; j" ?% s8 c% G - else4 O* L2 L7 s8 Q0 m! Z. Q7 `% z/ {
- {
5 U: F9 M$ l0 k: N, A* \ - fend -= UDP_FRAME_LEN;# N4 _4 p: N |7 E! A
- }
! ]0 {1 n5 D0 I* M) r - }
复制代码 ' N, b; |* _. K' D \* _& K& e6 e
( ?4 l2 o4 X3 u; k
 % D$ i2 ` N) }# I& O) e3 O" B3 |
- |. n2 D$ R0 s
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |