本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
( c- W6 G M6 m
E% m' {1 }4 _' r 5 o! g9 e( e; f J6 R1 x2 @
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+ A9 p! R+ i
' O5 }& ? ]5 |
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。
' H( P* E( d* ? 4 n; o0 s0 i* Z2 e- M
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。 0 u6 P! u+ {; u% l. a( I( {
一、HTTP网页服务器( r% i. c' v, ~. k9 B1 N
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)- I* V) I+ q; V8 A$ V- A
- {
: Y' d. F: c# l - struct sockaddr_in servaddr;
1 J( R" J( c: X1 k, t' G8 Y1 A& ^ - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);4 f( Z9 E: N6 R, o) |
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
! \/ c* Q; d3 D l; P7 |* A) [ - servaddr.sin_family = AF_INET;$ y* i8 D0 g: Z9 m1 d. y( M
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);" z7 c3 Q4 V* w6 e
- servaddr.sin_port = htons(port);
7 J1 [4 _' w0 \3 v - int ret;, I0 \# {0 D) q- M7 p
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
+ W4 T- y+ K K9 V! y& T/ {, X - {
) A* `4 ]: t* L/ f- ^* k. t - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);0 z# E2 ` h9 q9 l4 J4 E
- return -1;
0 }% H9 X3 U X" X7 X5 X - }
+ B& t* Q. r5 J& T3 E - int on = 1;0 I9 m3 A7 E, y$ @
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)8 P# A% S& o2 Y7 {, y
- {# g1 O( Y5 ^- H
- printf("setsockopt error\n");9 @! X- ^- L2 t. E' w
- }/ e7 d+ O# n* U7 [$ F! B9 t8 p& ?/ Y" K
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
7 P$ U2 U/ ~/ o8 \4 S3 U - if(ret == -1)
$ w% X) }$ [2 E* U/ T5 L" l - {
: L2 h7 |6 f; s/ I/ x% I2 F - printf("Tcp bind faiLED!\n");( ^9 t+ w: V- Y! {
- return -1;
: I" z) U* t5 C5 W1 {3 W, { - }2 w K) D, I3 _9 d1 A% }9 Z
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)$ ~6 i, g* k. Q
- {
b' W- Q& s5 {4 ]0 v - printf("Listen failed!\n");
s+ s" {4 D/ }9 N# t9 I. W - return -1;
" }! }6 y) K/ [) j - }* S R/ K" Y3 G/ p
- return 0;/ I8 k" G0 R( y, \! X0 i
- }
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);! {6 q$ e, C: ~; B3 O# R, X
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
! n% u9 a# q# E, y8 M4 p - {- h& p; q: f9 ~( a; P; P, m
- 。。。
" o1 ?% l( X y/ d" \ - while(1)/ J0 }! S5 [6 r
- {
% E f2 `0 Z5 O3 Y5 u5 q - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);# S1 |* b ?8 W& Z( e/ r
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");' k" F& z9 y; o
- 。。。
5 \& B0 |. t$ ]2 V) J - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
2 r3 A9 L, `- n* M' Z. m" r - }
% s1 U/ q4 H0 k- F; \ - 。。。
* T3 B, J; m9 d - }
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);
( H$ D, b, t1 K# R1 x9 T - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
, L4 a' w' [+ W! R - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
( H( v4 t0 s' o* G - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
' k* L: t$ @. s - pthread_cond_broadcast(&pct);2 y, c3 o( O3 s+ x, A
- 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;
o# Y1 y7 \7 m- K8 q- K - pthread_cond_t pct;
+ k9 m# X. d7 I4 o - int main(int argc, char* argv[])* |( g- r: {+ h& c2 V. ~4 ?
- {
) a1 ^0 O+ o/ G; x - ...
" B5 N5 s/ i# @% I% l' D: P2 l) K - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP); f9 K4 h& I7 ?: q. o
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
7 x; S/ g* M: {0 u9 c: l - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
) j( V! o) l2 { - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);! Y0 h. D6 g# K
- ...
, z$ Q/ P- j. `7 L" z- e - while(1)
# }2 K, g4 T9 r N, Q) y8 j1 X0 i - {" N7 T r/ P" u- j
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);+ B |0 W6 \6 i$ A7 y# H0 E
- ...% X; `1 m3 l: C2 Q% w
- }
3 s0 I2 ?% `1 g, a2 T( d1 X - ...1 k0 m7 E; h/ S- g: Z
- }
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;">( i0 G' S) _% E9 P
- </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" \' U' S' ^" O( i5 F- M( F$ g* T8 J
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
+ j: |$ t- X; D- v6 _$ T0 v# p - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \: L4 N5 z" N: N6 ~( e
- "Pragma: no-cache\r\n" \" P) x# O. n5 N
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
! \8 _' ]4 @! L2 E" q - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"1 _0 c; i! h6 M
- printf("preparing header\n");# { u- j, u+ H3 ~$ b: E8 ^
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
2 D3 I+ j6 k3 V E! G' x0 i' U; l - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \! }. k7 `" K9 _$ i6 b# R
- STD_HEADER \$ ~3 F- ^9 S! O( t' _4 p
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \6 i! Q& p. t8 w6 v5 i) R4 [
- "\r\n" \: d# R) _0 B- ~3 x2 w" H/ `1 T2 l
- "--" BOUNDARY "\r\n");
' c! y! x! K- W. T1 t - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
- u- n1 w$ e/ x/ `2 p - {' Z: o) u1 l* ?; m/ N6 @% `
- free(frame);
" X p+ z1 s! Y5 M! { - return;# F+ @# q" H3 N
- }
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" \
* s8 t7 W- A' W - "Content-Length: %d\r\n" \
( E" Q3 L% q# ^' {1 R1 w" y - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
. x+ `1 Z% w" y1 S4 _& P - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);7 e6 L- p* \7 q1 ^$ O) m
- printf("sending intemdiate header\n");
2 [9 u9 m7 C7 ] t# n - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ z4 l# j) a' | - break;
& ^0 C' ^( D. z$ @" S* h3 ~. b. ` - printf("sending frame\n");( c7 @/ v; `8 D( X) c: m
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
% d' I/ ?0 a9 \. y+ ~& U9 b - break;
4 \* x# @3 a: d5 @, l! o - printf("sending boundary\n");
( }" D% m, [9 ]1 V) _* h2 ?( b# q - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
& E( i& v" B8 o - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)# A7 i( u3 ?5 S+ L
- 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。 
: \, U# u0 A4 }% O/ w3 q0 G2 E ! u j8 y1 l6 |+ ^
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:. g) }- \- d ~; s
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
6 j4 Y. v3 p+ j }$ R" A - {; j! h0 P1 n$ X
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);6 e) O0 b, @8 g: x; v; V. e
- if(*socket_found == (~0))
M5 y6 J: H: I% F0 _ - {
- a5 ?0 d& J+ G& ?# [ - printf("Create udp send socket failed!\n");- E. o) D, ^' K7 C' h0 b: D% f1 t
- return -1;, e. K2 c( z# i7 w4 Y- I/ W
- }% A0 o2 d4 S( m; t* o @ p: | E+ x
- addr->sin_family = AF_INET;3 e$ P3 u! n( r
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);. F6 ~, }/ a, p' {' ~8 h2 A+ k2 }, t
- addr->sin_port = htons(port);1 H( K. B/ l, z# e" {. W
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);# l' L( k& {) H6 N0 w
- return 0;
M5 ]- X( a4 J - }
复制代码 # }/ L5 K7 o$ \; l2 K, M. N0 @
$ S9 [/ }; H0 Q- L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:
" T6 i y9 z. Y( `* Y
' h3 g3 r. F- N; p7 h' V7 b* D$ k& l' U$ u- x, o1 ~, I% k. w
- while(fend > 0)
( k( i5 t6 F8 I# e3 A& ? - {
4 H1 Y ]. C% e5 v o - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
i1 K" ]% v' I9 E/ ~0 B - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
2 G7 }$ t' l" r9 i/ M0 k- w - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
& Q- H2 u |6 {1 T. s0 S1 @3 L' a - {
; X# {+ w. e0 p. g+ H" {2 \ - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
' i3 O, e: G0 N/ r5 R) @ - picture.fin = 0;
5 |4 t9 C) n" b* u! Q - }
. I* Q. ?1 k1 u% m, q# p - else9 n/ E0 H- i* {8 N* k8 y
- {
5 [# |! {2 g* h: v! _7 } - picture.length = fend;" C3 E# m+ V3 G* ~" F8 y
- picture.fin = 1;
0 ~. c( M- U5 q& J M3 X) O - }
+ n/ u! X/ b* m7 l% b - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
6 c6 c, `1 G- f/ Z8 B - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
. |9 \* ] @% S4 U8 {! W5 ]! Q3 q, ~3 c - if(sendbytes == -1); m! d: K# X, p9 _* ?
- {
. j; B! K( _+ ~4 b2 b - printf("Send Picture Failed!d\n");! _: T8 @: G6 U/ K
- return -1;
, l( b) T& N& p7 Q/ M# V7 }! S - }
5 S) t( k6 ~0 `5 E9 C - else
2 f2 C& M0 |) @+ F) v8 o - {
% _) h- t) x& ~# r - fend -= UDP_FRAME_LEN;
$ ?2 V& ?& @% C" c, k. d" ~# q - }8 g0 \0 Y2 d2 I$ N# O9 d
- }
复制代码
7 Z' ^: \4 c. y x/ l5 C$ j2 `" y# {( U" I

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