本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 + `: e; [' v/ g6 Z( K
* u' i& z" ]1 N) I2 S1 t
 7 z/ N/ X% f3 g1 X0 u- k
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
- s& _% F' q9 X0 G
' e/ U) G( p$ V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。 $ p$ Q1 J# P7 _% q1 S' f

" i: Y2 o$ E* t; M+ R, A( g; S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。
) u" D( Q2 I* G6 p; t一、HTTP网页服务器- G' g+ {3 E. @" F. z }" f$ t
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); v, \: t0 y! i
- {
- q9 S: D, ]! a! v4 e. R" e8 D - struct sockaddr_in servaddr;% x! G' ], B+ H( a1 k; R
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
, |; C5 u6 M; h5 t( Q) Q8 H/ R0 U - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
$ |1 z9 u- n/ X! j$ a5 ^% e$ S - servaddr.sin_family = AF_INET;5 [; P# t/ f- D) K6 f* D
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);* v! h8 _ T% M& B
- servaddr.sin_port = htons(port);% P* }+ b' Q& ^9 O/ t+ T' b$ X
- int ret;& \: U$ K6 P% S* {
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
+ B' K: o" e& q. W - {
+ j- I2 G* `6 ^/ b: C - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
4 `1 Q+ x, p# d0 Z& ^ - return -1;# A: O5 h/ m0 m: Y' ?
- }
! ?: s" O; e! |) L - int on = 1;
% T# a& ]" X: T c( Q5 n8 J - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
T. v3 d7 S. _ ]7 H - {% V" X7 J d% C$ f" x8 e
- printf("setsockopt error\n");
. ^* W: q" Z/ r# N9 z0 Z. { - }$ ~8 \0 J" a% x
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
, X; p; l9 R, \( l7 c- z- G - if(ret == -1)
0 d7 \. y$ K' ]4 }5 j - {
' N5 F0 y& L' Q - printf("Tcp bind faiLED!\n");
4 \$ n- E) D3 i, c( w3 ^* g7 `( ]/ w - return -1;; a. J* @& ?7 o- L+ V" Q& Z
- }
: P' A: }: k* ~$ D- ~& u6 @, H - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
3 {7 m1 m( ]; D' u - {; C7 _( y9 H" k" Y' o
- printf("Listen failed!\n");
- Q: @. j# ]; Q& b0 ?; E - return -1;; _* j/ h) _0 z
- }
. N7 [8 A1 l7 J( d4 ]& a% N* a - return 0;5 ]# B$ @# e; ]5 m% B( x A
- }
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);5 k8 L8 f y; [
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)& F" n$ h6 r b# y0 n
- {
7 B T7 I5 X8 V; D. N7 J+ D/ S, q5 o - 。。。
3 ]) e4 r# ?& p7 Z8 u6 H( z5 y, I: { - while(1)
- P$ B2 } e. ]( Q7 W - {4 @' f) v. ?" l
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);+ Y1 f6 _! H7 \* D; S9 s
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
; L% z8 H. |0 s$ q! | - 。。。% o; T0 A% J6 [. K$ ?
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
" {) g G1 S0 ^" P - }* o S( a, I: |/ B
- 。。。
5 k' Y* o9 G. [# N9 Y% c - }
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);( Y& V6 X' a+ y5 W0 r8 p
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;! I/ c4 \ y* b, g' S/ _" V
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;) d0 `( s M, `; i3 [
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
! O( q: o8 b# z" d' d- b - pthread_cond_broadcast(&pct);
E6 M, W" d! T - 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;0 Y; }# D8 d0 K2 k
- pthread_cond_t pct;
. Z( h/ T7 A% b' v6 n3 O. H+ p - int main(int argc, char* argv[]), I7 I6 ^* t' {; y
- {1 p% i( H( Z' L, H P& o
- ...
' d8 d) D- ^- C6 R$ P+ A5 J - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
; f& ~3 o' I$ o& [; \' O* H - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);6 Z3 O8 R e) \ o, E, A9 Q! W
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
- d' Q% `9 |( ^8 g$ \ - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);* R6 o( e+ s* W0 y' h
- ...
/ C/ \* N* q6 J - while(1)
9 M" [# P$ j' t! m7 |7 q. u - {
# w* p9 Z3 y! F" B2 C6 }+ j: P6 n - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
$ Y, e$ X) [4 w1 w - ...
1 ?* ^7 V) Q: e" F% f D - }1 T( u( q5 L3 ^& @! B3 p
- ...
/ v+ h! f' f2 g# h0 [9 J - }
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;">
- p2 j! D$ @2 ?8 B8 w - </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" \
6 H; b# ]5 k. j7 p2 d' f: @1 d5 h - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
' B0 u, \/ o8 Q0 j2 J - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
z; z/ M, y( V - "Pragma: no-cache\r\n" \
2 Q, h9 e6 b8 \! ?* r* s - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"! E4 ]! @8 m) [$ ]& _
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
' Y, u6 o% k3 z: O/ J7 V& @ - printf("preparing header\n");* x; s( n7 V5 h4 g
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \' ^- G8 M- }4 V
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \& C( P# p6 c2 A$ N" M
- STD_HEADER \
( n4 {2 A7 G% o+ Y3 j# S8 c2 ~4 { - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \) ]) g) m k0 L$ L; l" {
- "\r\n" \
; X3 W! Q: C7 f# D0 L+ X! d9 Q - "--" BOUNDARY "\r\n");
/ s+ D/ F, C5 v0 @8 b4 ] - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
1 B3 Q8 q. K N2 I, L( C+ a3 [ - {
; S/ m# \, f- v8 I! ^6 G - free(frame);
( C- J* i$ u4 t4 V& [/ A - return;6 _# M7 f) F" r _( X
- }
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" \
( P! a' m: a4 F, c+ K; n1 ?$ E6 `' } - "Content-Length: %d\r\n" \2 W( {( i4 l2 s* U
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
+ A; [- s1 z) Z - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
' @9 V1 Y$ v X4 } - printf("sending intemdiate header\n");0 H8 _/ G; L7 Q4 e# u- K% i
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)+ U% e- b+ s; G* t# T
- break;& d2 b; r. C7 v+ M* A
- printf("sending frame\n");
: g& }) h- k! ~) J- ]4 Z - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
* P2 Q# r1 T5 V. U - break;6 M2 h' M6 w% l- X9 @
- printf("sending boundary\n");+ s- _3 t @- i7 }$ O# ^+ G2 Q
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");) s0 @6 E5 G4 T" K8 N
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
_* Y0 T5 |) I: R: L' R - 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。 
/ ^3 A |7 F7 h0 V/ B! Q: q 9 C; j- G# r! N+ K
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:0 F+ ?! |2 |2 d
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
# B# }* g- i& R) M6 U. r - {3 \9 b" z( _* E1 _
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
5 ]4 |( \# ~3 o6 C: Y5 m3 N6 x1 g - if(*socket_found == (~0))3 @2 X r1 c- ~2 ?
- {
8 m3 B8 x, \! Y6 a4 i7 U - printf("Create udp send socket failed!\n");
# s, K# ]8 q4 e* v9 R# ~: W1 s7 B - return -1;2 @/ B, T8 H- V* h
- }
' Q Y c* D k! ? - addr->sin_family = AF_INET;& Q8 {' r# J$ [' M% y
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);8 m1 D% \/ c: B* }, R& r( M U
- addr->sin_port = htons(port);0 t1 ~* a( r6 f% n
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
" b' i3 _) P7 P! a: l0 G6 ? - return 0;5 ~! y' e `0 w
- }
复制代码 B8 ?6 j( u+ n2 [
/ n, w, o0 e" v" M5 N
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:
$ ~# `4 c) e0 O+ ~) w( w# J
& F. }( m! k) u" x2 a, n ]) k. \, \: M7 C/ e
- while(fend > 0)
9 \' l( w7 r! P. J% r' C9 Q" h, g1 A - {
" P; X$ B5 T& |% C Q5 Y - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
% {) [4 y: L. L# [# I ~, f - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);! z2 P. u/ _7 u" u
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)4 Q* y$ h2 N. J& H# w: A
- {
0 K1 c+ @6 F- b# G( [% N$ F - picture.length = UDP_FRAME_LEN;8 L8 I' ^3 P$ `
- picture.fin = 0;) t+ l, Y& e: w
- }
: X2 b+ k, o; y7 w# q7 |* S, g - else/ T9 m* U; z& ^ @' R! J& ?$ Y
- {
3 I. T3 |0 o/ m6 P$ p - picture.length = fend;
1 ~& O2 I- z9 H - picture.fin = 1;
5 w2 R, L: V8 e- |: t* _% R - }* ]8 R" q3 t4 S* Y. o
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
5 [" ^5 P3 x: K8 }0 @, |. u: R( E - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);9 @# a! i/ c7 @, M: J
- if(sendbytes == -1)3 M( Q: V0 j4 f6 }3 t; w; a
- {
2 g" H2 {8 N* M" |7 W - printf("Send Picture Failed!d\n");( n8 c7 I" x! l3 d& a1 n1 [7 x8 l
- return -1;
- y& V+ k& t9 w$ _" C8 Z - }
; [5 n0 Y9 u* ]1 f$ k! c - else
9 G* n! G' q7 A: b' b/ m9 L9 i2 @" M - {& S& ]; g# s: Q/ q$ l& b5 D
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
1 U! k5 P& p3 c, r4 T- t3 A% h+ J9 d$ @ - }- P' X* b7 x9 d& s; |5 J6 d' }
- }
复制代码
* z! R4 g5 ?4 A8 X# z& X5 T- T5 S# @" z5 X% ^

) C* _ x/ L' U A' Q$ {* h8 Q+ A: f4 _! w. B# M' b
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |