本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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& T8 ?- W" R a! |/ b- O9 m
( N/ v( M# D/ x/ T6 L; b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
6 Z& x! {0 ?4 Z: E; U5 m
' {4 G6 K* [0 I9 H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。
$ K3 J/ ~ K0 a$ K) e
1 C8 m1 ]4 f8 f. P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。 4 A; E1 O5 v6 |* w1 f# ]
一、HTTP网页服务器
3 E+ a. R# S: {4 k# j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)
4 l W( ?, ?" E4 \( U - {
+ B; f8 [9 G6 s; }; u+ o - struct sockaddr_in servaddr;
: d5 Z% ~1 o2 s+ [2 `% X$ \ - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
2 K$ N( \( G, t* C+ P7 e5 Z - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));) \$ c. \9 q) s% q" H- |* v a
- servaddr.sin_family = AF_INET;: {3 d- c4 Y# n& Y( M# Q
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
" h8 f' i" s. Y0 D3 f, f - servaddr.sin_port = htons(port);
3 h& M. R8 ^5 T" e; v - int ret;
5 T h% I% m4 \# E+ ] - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1); Z1 I* [/ L- y# n0 {# T. X
- {2 W1 q% L! O& `- N
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);6 S, W- [7 ?5 t1 B
- return -1;" ^& l9 m( v* h" P2 o, D
- }
$ l4 M1 C f8 s) x - int on = 1;
: I% `! c. ]+ Y; D7 `$ B - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)6 l. ]5 M8 t/ O
- {$ |* a2 W, R% s6 v1 u
- printf("setsockopt error\n");3 U7 ^7 _7 o; f
- }" G. X0 j1 v5 L+ N) w
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);% B/ Z0 E* D, P" [; N6 \- _
- if(ret == -1)
" q! s" N5 n \( p. W% o - {& p. [) _+ C3 N/ ]
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
' h3 Y' w" U) A - return -1;0 o9 f) t" {: `8 Q( v( P
- }- C# ]% F3 ~" x8 c% O, P
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
8 ^+ C6 m2 C/ c% @& J- \/ K! x - {) U6 r2 }/ v! m F% X
- printf("Listen failed!\n");+ d+ B' r U( f" k
- return -1;
6 c" }# P* w/ {& ~ - } j0 y9 J: {$ z* C! Z( V
- return 0;+ j: R8 {+ v3 I% j' M% W9 n4 X+ }
- }
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);
. a a+ b* `0 C6 { - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)) a2 }/ K) a$ A% L; V& t2 A+ p
- {
; E1 H1 G. z; V6 h$ P6 s! G, n - 。。。
, n& e4 w5 L. F9 n7 B - while(1)1 [+ K" L1 m# f8 K0 J; {
- {
0 Y9 g3 ?3 j, U- q. f( s - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);2 }: h% Y S' U Z v. w
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
; n d6 i; \- C9 c/ C; { - 。。。
/ F: y4 H( x1 K, K5 R - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
4 y( c4 P! X/ Q# z' |/ o - }/ Z/ S+ G2 w R/ P) P+ F6 l$ H, g4 z
- 。。。
& c3 s @2 b* h( 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);
, D8 c9 t2 @5 n# B0 Y - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
+ F }& u8 U: i8 ~8 E - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
% f, F" f" |. C8 m - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;9 v2 o; k3 i; \$ W& W4 _- l
- pthread_cond_broadcast(&pct);
' o* y! P1 Y" r5 y7 W C D. e0 V - 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;8 W% [" Q3 b3 q! a' n" X
- pthread_cond_t pct;, u( J" M0 t: R& [% p. N s
- int main(int argc, char* argv[])
7 j- t5 P* _8 D$ |* Q1 `2 c7 Y1 Z - {
; Q0 g4 l+ R# t' q( d# l - ...
& F5 c/ q: g9 s+ `: w6 X3 a/ i - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
* b* J( E2 r) x( q/ H6 o: r - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);7 U$ }+ p; O" Q) c4 @7 U( A! {6 S
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);7 j! o4 U; r) b; n3 y
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);, r& { n- l3 q1 Y6 j
- ...7 x) f" x0 L- @$ v
- while(1)
# E; v( k3 Y1 i+ p p - {1 h( o7 z' F; F# @; P/ l/ l9 u
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);1 c+ q- O7 P+ I* ]2 r" B
- ...8 K- M; ^, m5 t% H+ N* Q
- }6 p( q$ E: Y0 \/ P% t4 P
- ...
( i! U# {- p; ^0 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/ d' A0 | Z& }, 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" \
; i8 g8 e0 ?3 ]( L7 X- M, m - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \. C) ~3 g$ X; G
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
9 o5 ^4 t, L3 Q - "Pragma: no-cache\r\n" \
7 A" r' N1 R. \- U - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
! b( D! e4 ~' w* k - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"# {: C7 _" B. q; m' w2 b% p7 g
- printf("preparing header\n");1 N1 M# E( ?3 l' x y* `. _& _8 g
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
( n* ?9 y% E- U* c8 t - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \( q z5 }' N/ h; o' r' F' h
- STD_HEADER \
, B' Y0 G- B$ X- b& v6 g/ ] - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
/ R; e( ^5 ?* ~; o3 I1 B - "\r\n" \% G( b! J9 Z; h! @( F: N C
- "--" BOUNDARY "\r\n");
; i( O! ?% V9 X8 i" w2 } - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)# O) ]5 b( C( i. V4 E; U$ i6 |* i
- {2 g6 |! @, ^2 c' `$ Y$ J4 j
- free(frame);( D' t# O' h) c) P3 K/ u
- return;
" ^! l5 J) }2 Q - }
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" \
2 O3 n9 b5 T9 g' w/ I4 d - "Content-Length: %d\r\n" \
! R7 h, K2 }8 ^# c1 c r$ i - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \. y& z+ k. @8 v
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);# r; j# z4 g8 w% C* v
- printf("sending intemdiate header\n");1 E* T: _3 [& _7 l
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
# K3 w6 A% k2 E6 _0 I- M( v - break;
' Q. M8 n) h0 s* m$ J - printf("sending frame\n");- i5 f; K; ^; e. Z: p) M2 l
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
! [- M# W% l! \2 T: ~+ A3 Z" T - break; ~# p% T2 K& w* z! m9 s% e# \. G
- printf("sending boundary\n");! t9 S: q7 |% d! P. K7 o
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
/ S5 h8 q2 `6 Y - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)7 |# Z1 l* r( 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。 
# x) Y' o# {! r% |. w. n 2 L& B: Q& H0 I" |
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
' t' k4 Z+ a2 u, D2 a# r4 k" x- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)2 e4 w8 R! h' E: |7 w+ a* ]
- {% }& |- F0 C$ D7 |
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);6 o/ L9 x# t3 V+ p6 L
- if(*socket_found == (~0))) p( _/ R- u5 K+ K; F& |
- {/ p6 K* ~4 V7 O1 r: u* `6 P, @
- printf("Create udp send socket failed!\n");
. s7 E: N: l/ A# K4 k6 W6 f& p$ F - return -1;
B$ q$ @" w6 V9 d, U# v8 w - }7 Y# O* Q* \: [$ c+ _2 h ~
- addr->sin_family = AF_INET;
" O% @3 p# B( K3 u( a) D - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
8 o. n, b+ O& z$ c7 T5 [2 Q6 r - addr->sin_port = htons(port);
( L9 C7 P4 B. S9 a - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
0 r# r3 p: u/ d0 [2 s. y - return 0;
6 }# ~9 I& z5 y' g, o. a - }
复制代码
0 i% @+ H% C+ S; |$ ?+ Z
( s! [/ V O* E* F$ B" ]3 C) M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:& ?5 P8 W, Z- R0 r- C O
! |& v/ d m. i" W( K( u
7 C5 U8 @1 ~" a8 I% ?# Z
- while(fend > 0)3 C U1 w5 R! K* l4 X
- {
5 L0 b O D0 H. r - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));+ E5 R6 v1 `# B5 K6 t3 c5 }
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);) e5 N2 X8 M" P' C w
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)' w7 y- I1 h8 v- M* G" p" J* f( Q
- {1 R( X5 E% H+ a# K5 j
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
& P2 [% r' m/ q% @ J4 V - picture.fin = 0;
( W$ m9 O8 R- B0 G& Y - }) _0 J8 e3 v. j! K
- else7 V0 K, j0 W( E' z4 A
- {
5 D/ v3 @8 A* G: T! G6 ~ - picture.length = fend;) j+ M. d b T" H
- picture.fin = 1;- X( T3 M% f4 J
- }; c/ ~" \; Y* o, K% u* O
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
- N1 m. w: b& e2 {* ]( g3 R9 ] - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);& B1 t/ h/ R7 Q& c& F
- if(sendbytes == -1)
l' _1 }/ L- ]- r) J! E/ {) ~ - {
9 s* B# Z* }3 R1 {$ r - printf("Send Picture Failed!d\n");
* Y( i& H; i$ V8 m) r! W - return -1;
. g0 m# r) B! H, z. S, ?+ f - }& o% }) z8 R6 g3 R
- else
# x W/ l8 q4 A2 t1 j* Z9 T7 o - {
$ d' r. }9 _5 D- Y# } - fend -= UDP_FRAME_LEN;2 O$ j; `. O$ n3 @7 k$ d' P# {
- }9 D1 k. G* r* ^' |+ ]+ ~% I
- }
复制代码 8 j `2 V/ e* _3 H+ K4 s' J) Q, J: I8 i/ h
# c4 Y+ H$ ^ Y

- P5 G' F! O# a: G* O# Q0 z4 O, J6 b. B) B# B9 ]
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |