本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 " X6 W; d" K! F# G; u# {' }
) F g0 y9 Y) Z
 9 g: d g1 R7 t4 P: ^, ]) R
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
& ?4 f; j1 B% l' w9 L0 H0 H2 U1 u
, Q, K5 x5 _$ z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。 # C6 V2 O: D/ V3 V
 4 H; n& t" H: E
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。 3 d' L6 X6 g9 D2 e2 ^3 p1 [
一、HTTP网页服务器
) ]# _+ ~0 C8 K& P# k6 I0 c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)
! b+ D/ T/ m% K - {
' H% P, d) R, m$ A* X - struct sockaddr_in servaddr;
0 X/ M. h; o3 Y2 d7 `( n& T' I6 x - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
5 i% V- _( Y0 i - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
! }! F! c5 f% Q2 C2 z2 d - servaddr.sin_family = AF_INET;
! _! ~. I2 w J/ q/ x# L) z - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);; z- ?# L4 y9 T3 b$ w2 _- v
- servaddr.sin_port = htons(port);+ {) M/ b' }8 r& i! C" U% b" Q/ Q
- int ret;' A# d. E2 a3 K9 m- h
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)0 P0 c$ m& I+ T. f. P
- {) Q, \2 R4 Z! S: R5 l
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
* O: }. _6 z P. b( y - return -1;
& G5 J8 p6 J: \( j% Y' J - }: m8 v: ~/ \. {7 s( t
- int on = 1;' }: r* Q0 S# `3 D
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
: N' N+ v' V" C; V3 Y3 v - {
8 y- t% y9 t8 O6 f - printf("setsockopt error\n");2 r% m1 c8 i/ \' k6 n% O
- }: T Z6 H+ R' \9 X& J; U: d
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);. e; ~$ I7 |/ E
- if(ret == -1)7 b9 M2 f% d. J
- {
+ d Y5 G5 w- q+ E! G - printf("Tcp bind faiLED!\n");
C2 @; s& R* a - return -1;
7 O% I4 W: s, ]. I; _( A - }& a& z) A( _0 ]2 R. n
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
- B3 M/ H( k( P# A9 s6 @1 G4 K* I2 o* M0 Y - {$ Q r7 t1 d( u5 i% t! M9 E
- printf("Listen failed!\n");
. w# G7 G9 a3 P2 Z# `) ^ - return -1;
+ K8 \' @% t# _/ ]( N5 r5 m - }
8 }. m3 z l1 \4 j) @+ }3 g ^ - return 0;
3 P# N; h2 y& W6 P8 H5 b3 D9 s - }
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);$ Q X; A0 L0 H4 A& A$ c
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)' `5 \( k( x5 D6 H7 A6 C% y
- {
/ p5 [4 R5 ] d6 V! Y( z# C - 。。。
* d8 k# w9 G( R - while(1)9 K/ m/ H' D' q) G& G0 A+ V
- {
1 n& G' T) w, Z5 m: A! r - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);2 Q/ c( i2 o9 {; b% J; N, }
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");5 ~5 e. N2 z% q! T4 ^
- 。。。, W# e; M* I' _+ y6 Y* Y4 \8 }. l
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
5 E8 e# A! p/ a* Q# n: @7 ^ - }! e) B$ l. I6 U2 `; V% }
- 。。。
' Y; u2 ?7 H* l: _, B. m; x! z - }
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);
, t0 r. K+ I, d - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;( K9 A+ {5 U7 h7 ?9 n% M
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;! c) f! ]; ^) S
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
+ l- Q% |+ p3 b - pthread_cond_broadcast(&pct);4 K2 v( W0 A* s' T/ X! N' I" u, t& D
- 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;+ N Z$ t0 g/ _( {% @, y
- pthread_cond_t pct;
: ~7 q; F0 b% B8 o6 I* c - int main(int argc, char* argv[])8 {4 n8 \! K" e( u$ J2 a
- {
7 b, k. ]- h5 |. }9 e% S2 T. |' X - ...& P6 ]4 R' f T1 W/ }
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
7 R" u9 |2 c& S. o7 n3 W$ w - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);8 l0 c H" Q1 b! i7 Q
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);, `4 Z/ q+ t- x' ~. y( j
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
1 R) n1 |# o+ a9 k$ h7 F5 ] - ...
/ ^, d- v! p( E - while(1)9 `1 K- L0 a0 r2 n: G9 g5 k
- {
6 p& o6 H; e3 C- C' g1 @- ^ - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);: R0 |, V K6 U! O
- ...
: B/ J6 B, e* d - }/ m/ U3 U/ b; x" x. K7 _
- ...
- F- d& w2 |+ ]3 n7 T - }
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;">
* d$ u# |: i1 C/ C2 G9 Y- L - </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 g" Z! j X! `
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
; `; J' ^0 |5 x6 _ - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
3 ?. I1 t7 D( n; T! S$ ^ - "Pragma: no-cache\r\n" \7 }4 }% H. X, M: e* p& P) H
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
, Z! @3 { ~1 M - #define BOUNDARY "boundarydonotcross") m: M" u+ e0 N' o0 ^: g
- printf("preparing header\n");
- W' H9 \# F$ `& F j - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
8 E6 Z4 c4 y" X$ O( r - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
) V' L8 ^( h B$ D' }+ S: Q - STD_HEADER \
" e( j* N1 t$ N Z4 G w4 f. a - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \' }- A' S/ W2 a8 x ^& U
- "\r\n" \! {# W: S" |+ k9 y
- "--" BOUNDARY "\r\n");
. G: [1 b! ~5 C/ r8 G - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)5 S d; n% X, U( Q, O; P+ Q- l
- {
) q5 `5 M3 {4 w" }5 b - free(frame);
$ j, ?0 J9 K5 K% r - return;4 v! ^4 c4 a9 O6 k
- }
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" \# ]1 i% {$ D) N9 A- [: _
- "Content-Length: %d\r\n" \
) K9 V- X: k: G" J I - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \3 [, T: L* r% C) K1 P5 b- B
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);1 i5 ~' h. \; k
- printf("sending intemdiate header\n");
% w: k7 z |* x! I - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)/ z9 Y' A* l# d, O0 w3 j$ P) n8 C
- break;$ U/ R" {7 l5 O6 X j
- printf("sending frame\n");
% \( [6 w* o: S# I Z+ _( q* b9 C - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
8 u# k% `5 D+ Y/ |- F# q& {" y - break;, @) ?$ C+ O a
- printf("sending boundary\n");
( Q4 s; z- Z' I- r: g - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
1 K, C- m9 f3 |" N# |6 C7 t) \- v - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
. _1 |9 K @3 E6 {+ @ - 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。  ) p! Z' _) ~6 R

4 P& i0 g& V1 D+ ?2 S" a9 G; X二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:2 k V2 Z9 |4 m7 f* l% ^! H% s* k3 R
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)2 n2 z$ C* {9 J
- {! K( G T( ~; F' U% K
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);5 r/ C9 f1 V5 C# s% Q
- if(*socket_found == (~0))
- s8 e* ?$ I7 p Y1 m/ N - {
" f/ } O) V) @8 P - printf("Create udp send socket failed!\n");
* T2 K! C& s, n5 o# `4 c5 c - return -1;
/ N9 c" U' F' ?- i) o - }
+ s: s' } c" G# O, }, ?3 e/ @8 I - addr->sin_family = AF_INET;
* f( K$ r! k7 L- Z R - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
& \3 e& H. c* B6 L - addr->sin_port = htons(port);
& Q- l) q+ E$ K% O) E9 m - memset(addr->sin_zero, 0, 8);9 X+ G* @$ E* r9 Q/ V% a" B, P
- return 0;( X y0 ?; t3 |# h% J3 o% h
- }
复制代码
$ e" W8 v; \0 p: q/ V7 n* X/ ?& F/ \: l2 O7 v0 Z
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:" @3 W0 X- {; \5 z3 k
# _" v# j! t1 y! n; u! S! [5 @% i1 r1 V- ^; a; T
- while(fend > 0)
/ M2 Y' I: e& M1 f: |$ V. v) r - {4 A3 ]( e: |& j* ^. n; }( N
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
- n* y; W) G/ |5 n) H7 r) q O - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
- d M+ _- V/ x! n& X - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
: K% ?; K3 T8 V. y4 W: @" B4 c - {
7 K* o* a7 H" n* v - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
6 S! r3 p+ c) @' m) l$ o - picture.fin = 0;
, J( F/ `. v; Y8 |; r - }
/ M: c0 `# l: Z$ a5 K - else
" k, k. f; u3 S - {- S6 D! ?0 f1 o8 ]
- picture.length = fend;
, y' V9 J% l7 }" G) t - picture.fin = 1;9 O3 u" A! l! C0 M+ a
- }8 k- e; f% o+ G
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
) ]/ a e! J& |% }$ s4 [: o - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);' H2 k) r H' U( Q
- if(sendbytes == -1)& E1 ?5 c) K! E. Z
- {
[! j( O7 R$ f+ k5 o - printf("Send Picture Failed!d\n");1 L7 l* H& B7 r5 A! w
- return -1;; f9 Q2 C! Y, T1 z7 h$ O8 h, Y# r
- }, A( ?1 q4 A6 T' P- q
- else p+ i% e: A7 S7 M$ H# ]
- {( L/ ]: |0 P+ s% O' R
- fend -= UDP_FRAME_LEN;' R6 E: g0 ]1 g, V) i# e
- }
% h4 O4 O; G% o0 O) [ - }
复制代码 6 U- X1 [; ~6 c. h
# ~; w5 `) H* E8 _, r) E: [
z1 B8 Y' r5 I' ]* q* j/ @: T/ ~! J! b; b# m( k' x
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |