本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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9 t/ d) C# Z- a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.html9 @# G# ?2 p7 Z, j% t
" V& C0 j* i% R8 \% M% W1 ]" P- W
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。 , v: u- Q. H9 `! S0 c; M
 M3 h8 t5 T' i% d
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。
2 v3 x; P5 s! r0 O- \一、HTTP网页服务器% i) \" a; m: Y2 u. @# m9 e5 ]" }
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)- f# W/ d2 h" [+ s# j
- {
% n5 ]7 o/ R5 w - struct sockaddr_in servaddr;
@. |4 z& Y$ C0 D( u - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
5 f/ w4 P% H. t% T; O5 p - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
2 _3 W3 o& E( X/ _8 n( H# N: C6 k - servaddr.sin_family = AF_INET;
" t" V6 W' L( H/ `$ t0 d - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
( m" e2 `! m# {- A* v - servaddr.sin_port = htons(port); M+ t. F- Z6 D7 E% T
- int ret;
) ^; Q Z2 ~0 q - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)6 f, \2 Q& b0 p; K
- {: Y& O; ~0 M* a* e- a7 ?7 q4 ^
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
4 Z& ?3 _8 ~9 }7 N - return -1;! T+ M; e' O7 b5 Z7 ?
- }
) N, Z1 d6 X" [ - int on = 1;
6 }/ G* C5 v3 m- w f6 J/ ^# u - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0) ~; b: U- z5 Z9 L2 W, T
- {
/ k$ d/ R. m' J1 C7 W/ ~ - printf("setsockopt error\n");4 e# ^- W" I, i4 K9 a& \) j+ M
- } W! E! k7 R! L3 t! J
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);" Q: d7 Y2 a& r Y: c, a$ M) r
- if(ret == -1)
8 l: `7 o+ v: j& ` - {& v p$ D& T$ Z: |+ o% d
- printf("Tcp bind faiLED!\n");/ m9 E8 E t' V; w
- return -1;
& L, a- n+ [9 B5 q% m t5 i - }* t1 \( ?3 q6 {. \% @* g% J
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)( J% q0 a) q) W# P/ A7 _4 D
- {
4 G0 W) o5 ?6 O# d - printf("Listen failed!\n");0 z9 X0 B. O/ u; {: I2 U4 K
- return -1;0 d7 a; R/ @: G6 B/ ]) P
- }
9 U% I2 g$ L' A - return 0;0 N9 Y( g0 i; [* X0 y# M, c
- }
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);
# c0 G0 P, `) {9 w/ @3 x* c5 Z- v - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
$ M" l7 G8 ~ d5 O+ u. B - {
% @0 k! h- i% c9 b5 m" V - 。。。
' H# S5 k% D3 L5 T - while(1)
: P7 a- p) a( w/ m ]$ w - {
% b6 [, q! b: W8 Q: L) | - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
9 v; D7 L8 C2 Z% l K: J) _7 N" i - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
$ a; |1 ?7 c# ]" @* w& k% W3 U - 。。。
) C- n0 y, d" U: T( c; `$ h1 ^% j - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);0 `8 G$ x! [- f$ k- V ^
- }
1 X1 `# ?( q! Q' ^$ D6 ~* ^ - 。。。( D' Z5 ^2 f# [) M4 P) |: P7 a
- }
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);
3 T" l3 }! b6 q - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;0 J7 C1 M) _6 S- f H- M
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;( A+ [+ q: I# d" _2 K
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
5 O0 P" T, m3 {+ w - pthread_cond_broadcast(&pct);
2 b7 u8 s5 Y2 E6 _2 Q - 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;
' t0 g& s! G/ x, b2 ]8 @- l6 y - pthread_cond_t pct;
- ~& F) j5 k3 m8 T$ Z: M - int main(int argc, char* argv[])
T: U0 J6 g3 j0 B" |2 J$ u' | - {7 _1 N9 N3 b. B" ?' E
- ... E1 K0 F! _* G& \/ G& ?% f' e
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
) C8 \: U1 Z% Z: h - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
0 v2 \6 R/ F/ q# b0 W - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);: V6 @7 [& O1 r4 q
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);" I- m& \$ V" Y" N; {( T
- ..." T1 ]( c# `5 n! b
- while(1)# H7 w4 g9 p) N# b0 J+ a3 |
- {
) n$ ^+ Z- l* t! C: w - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);& x. x, v- S1 }$ T3 p" Y B
- ...1 J, M4 g* r# ~- ^) c( l# c
- } U8 y( b6 J1 c0 M* J U9 X
- ...) W$ [+ k# T6 A2 b- Q
- }
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;">' m; l3 P: l4 z: _7 m1 p/ D
- </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" \
7 Y* U. N, F6 r7 B3 g" P - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
7 e) }2 C# ], C1 ~& l) y4 i - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
' O3 c6 {8 I( K - "Pragma: no-cache\r\n" \
6 D- C9 F8 r9 z, ]+ y) z - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
2 e9 w4 |1 P" h8 |8 L - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"- i% B$ f; P8 T( [! }( }5 _- S6 x
- printf("preparing header\n");
! I# Z/ y, r; T' Z$ N1 t - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \: D. S; B5 Z1 A7 w
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
, O* [* U$ U) c7 V l - STD_HEADER \
2 N# ~( J- k. \& a' b7 K1 `0 F - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \2 @. ~. t- f9 p" m
- "\r\n" \
}( Q" w2 y0 G0 M/ K, \ - "--" BOUNDARY "\r\n");
# D+ A4 M# v( W5 [* ~& H$ N" ^ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)& |" u: g# C+ @5 M2 ^
- {$ W# b7 S) P c# |4 J+ A/ R
- free(frame);
" x. O# h9 H2 D& J3 j - return;0 f2 m! r" t0 U! a3 ^ F, M
- }
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" \9 G$ \' t3 ^, T9 R$ D
- "Content-Length: %d\r\n" \9 Z3 B1 Q- ~2 f1 n& J) O
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
+ c$ X% @9 d( w8 P7 b - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);% ?) X5 u( m$ U! N6 E% J
- printf("sending intemdiate header\n");, Q9 j( A: }. _. V& V' z. a# S
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
5 r2 [ x/ o8 s8 O - break;
5 w4 E0 B t* q$ t - printf("sending frame\n");; L' _# t) W6 w
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
+ r K$ }9 c9 k2 s& ? - break;, p1 [, w0 B8 U- G9 }
- printf("sending boundary\n");
) M" B8 i6 d& J$ k( x* Z. W - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n"); S0 Q7 W7 T |. z
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)3 S, @! w/ Q7 S" z
- 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。 
* \/ m/ K, J' E3 b8 |4 X- A - \4 M/ c7 c( m3 @
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
- U* u; k3 j! |1 f- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
- J9 N: Q6 e; C: n1 g& o# I$ S! \ - {
# y8 W9 Z4 w5 D" }, P9 p - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);# P2 b( ^1 l1 T8 |6 ?8 E2 s9 M
- if(*socket_found == (~0))2 @ w' N2 [" U w9 u$ v; n
- {
4 W7 F- u7 R, e7 E, \# q - printf("Create udp send socket failed!\n");+ E, t3 o3 y- U/ D7 U
- return -1;2 J9 G3 q0 Q' }% b% k
- }6 [* L8 w9 w% ?; X5 [; D# r5 `
- addr->sin_family = AF_INET;
) m% }, k ~; N' q8 ]; l" t$ F: N- P B - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
7 C8 X( M9 Q( v' z; Q7 T+ v& G - addr->sin_port = htons(port);
$ u+ y% T. L+ R3 Z- I% v - memset(addr->sin_zero, 0, 8);, ?1 v7 H& y8 W1 h/ M. K8 ~
- return 0;% L& N1 P" i; o" P( x1 j
- }
复制代码 : M" H8 H, {' W- ?( o9 g" z4 c0 J
) _! q9 r+ H( F, z9 K5 ]) f) r. _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:
0 k. u. f2 q6 o q2 {/ Y m
# M. _( T# J9 S3 K" N' u# I8 u1 R
- I# I4 ]& }4 E$ Q) p8 _& c) e- while(fend > 0)$ O" g$ r$ Z) A0 R
- {7 d! U" P7 o; U, Y% ^& k& w0 {
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
; p4 e; [1 _( {: h - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
5 ^. g$ m1 u( F - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)+ P* |- w" ^) }& l5 j
- {: ^) J; l1 y' t, l/ Y+ n
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
J% u6 o: L" @7 m" c& y - picture.fin = 0;; L9 c* V: D% O) o% N$ e4 N& D! q8 l1 n3 D
- }. K, P1 K6 Z5 N' R' D; x
- else: k: q/ f0 p( o) k; `% L; l
- {4 ~) f& L% s6 s! `3 p& |( c. P
- picture.length = fend;. c& ?) a; }# O% j" L
- picture.fin = 1;7 `1 \( E2 I$ z3 K4 f) E% N
- }1 M2 z4 d- ~% [3 |5 ^
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);# m8 D. m/ {1 e) G/ _
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);- [: I+ i; e3 e
- if(sendbytes == -1)* X2 u( S- S; m L
- {: D' q8 x% R# ?- U- I) e3 ^
- printf("Send Picture Failed!d\n");
! |# I: {8 \5 N3 m - return -1;
3 B; u) G% w9 g: p! U - }
" |9 p( e* q4 |% h - else
" w7 l& t `9 D: n - {
! F. l% L8 Y0 T5 \$ D6 R' ]# o( z - fend -= UDP_FRAME_LEN;4 ~! y1 M8 }1 I/ o5 u2 g& g/ A
- }
e' r5 q9 m" f# i; ^, | - }
复制代码 ! R4 T$ s5 e/ }! d& q( v# j: ?2 p8 E
3 n) M+ t. W0 b2 \, A; }+ D8 v

! D9 v. C5 p: o! J
4 [' j% D! r) {, ~. {) ^( ~iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |