本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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4 y, V6 ?$ O6 _6 E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 D0 f6 @7 Q' o6 o
+ @; x& R. W' `; W9 k, @5 h2 _; a
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。
v3 d5 @2 d) {* ~9 F3 x( {/ W% ~ 6 i, H' v$ A/ ?1 [
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。 : E# `: I; g/ w9 Z/ z( e
一、HTTP网页服务器0 e/ I0 Y! \& s3 ^/ ?4 A
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)2 ^5 F" }8 i k7 g2 m- E/ N9 }$ c
- {' c5 j2 c" a7 p# f
- struct sockaddr_in servaddr;5 v- j X8 s* ?' K; i- T, K( V4 u
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
0 U1 q* [6 \$ |) c1 R - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));0 h9 K6 b: B; w& d3 a, R; z
- servaddr.sin_family = AF_INET;
5 H( X I9 C! K# i5 s8 F+ d& ? - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
1 S& m- a) _$ o: ^1 q - servaddr.sin_port = htons(port);
- @; V8 Q/ d5 z+ x, ]1 O& O - int ret;$ {% `% ^: f4 h4 }
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
& c2 y3 r2 N0 @$ H- T) ? - {) x M1 F: S0 J6 u6 f1 e$ X
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);9 v/ P, Y- f3 `: @+ q
- return -1;# o* ^1 a f' k' N# z
- }: |- B( t5 Q( l) D3 d. g u
- int on = 1;' N$ y/ Z/ _9 M3 D3 v+ y
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
3 _1 u' C* X9 \ - {0 E1 P$ c& U' c/ R3 n H
- printf("setsockopt error\n");& }% a3 e7 p$ N' h% H
- }
! _; v) g; z9 r - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
1 x# p+ A7 w/ w - if(ret == -1)
6 ]6 I% h/ Q0 u2 z - {
4 @$ e$ r `- n: L* a0 q - printf("Tcp bind faiLED!\n");& M$ R e7 r6 y. z: g/ @& u
- return -1;
& [( d3 U3 |. [! ], `6 I) I - }4 L. S1 z; L# f9 q
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)% e+ w! y% V$ E+ G
- {
& @( k; U4 B8 t% A - printf("Listen failed!\n");
% o4 [5 O7 c4 t+ u9 q6 y - return -1;
4 E1 w9 \; v* L3 w( |& j* L2 S. D - }
3 c1 G, _% p4 t0 \3 X- r; z& q1 M - return 0;2 d. I& |& B0 A4 T$ F
- }
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);
7 ^9 I( D# l" |, K7 m% \' D - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
: x; ]! \, f& O2 n - {
7 a" g! d# u) A! C0 a - 。。。+ g+ H* X3 `. B! M, R
- while(1)
: H6 c6 `+ G, {4 r6 _ - {2 \& v4 G F" H
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);+ I( \3 H3 {2 V7 U6 x
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");% w1 `- V- ]% N/ N6 z5 r
- 。。。
& G0 j! U4 o. P& M; B9 f& E% l - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);8 Y, Z. T# g8 A. n. ~3 s
- }
) R: B: H. W: O" P! g - 。。。
1 h/ C+ P: [2 N - }
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);
) `. ~+ a9 G* ~+ c- a7 ` - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;$ `' r) f% `& B, @' `# r! p1 z3 l
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;! S% R8 a1 \" y( z& M O
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;- d! v9 z& f0 p, V5 T5 ^) @
- pthread_cond_broadcast(&pct);
( e% Y( g/ ^+ j& h9 s' {4 @ - 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;
' F8 i) \9 m! Y( v) L- z - pthread_cond_t pct;
3 _) I# ]/ }% o9 ] - int main(int argc, char* argv[])
" X, n5 _- d# j: o- H+ l - {
" `; n, Q* R4 R: b* O - ...
3 s9 a8 b! k- T4 z% f; [9 i) ^0 s* d - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
( \$ U' ~9 }) ~+ h - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
7 ? b# Y" j6 e% Z - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
, ?: M1 ?0 P" `; H0 q - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
8 r+ z! u# o1 o/ n, l* S. T# B, f - ...# w+ g5 C, d( }7 ` n: c
- while(1)
! E, r+ i4 U, s4 {/ M+ C3 ? - {
% g9 f2 ]' z% q6 \' k - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
/ e8 u0 @) i, a+ q4 o) T3 q, ^$ T - ...
9 ~; I- K9 Q! e1 I - }
! J {: E3 y; e0 v+ u - ...6 i3 @# w u/ a/ ` T+ o
- }
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;">
6 z2 ]) u/ a( d0 @ - </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" \
F# s" ? G$ h9 g3 D( ~8 L - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
" K( s' w* x, ^ - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \0 w' l# | b; p
- "Pragma: no-cache\r\n" \
+ [# e1 l7 P1 H1 |( O - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
- [: \ P* M9 s- d1 c7 W - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
: P0 q3 H. y/ F' s; I - printf("preparing header\n");- @; y- k7 Z+ J) U) ^
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
/ z% D) x% ?+ [' a* X9 B. x - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \. _( F0 h4 {8 w
- STD_HEADER \
2 y9 v, i9 N& W3 ` s - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \, x) Q. J5 i: U+ K' i
- "\r\n" \
* a2 H# Q5 G0 T; |; O5 Y/ ?$ q, T' o! N - "--" BOUNDARY "\r\n");: B6 m. [' q6 F- H1 `+ O3 P3 [3 W
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)/ |, u/ s! Y* I9 T! U: V
- {. V; ~$ h3 ^! `4 g8 M
- free(frame);/ j D# W8 ^; R9 d, T
- return;0 `0 `2 O7 z! x: E; F0 E: e3 ~
- }
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" \8 W4 ]/ @, k" W: I& `
- "Content-Length: %d\r\n" \# W7 B! |' X; N) ?4 g) \: p+ ]; a) g
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
# _/ {4 G. d# m0 }+ `) g - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
\& M- ~/ U) O - printf("sending intemdiate header\n");
3 t2 R3 H8 i. f# ~3 J6 b; A - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)4 n2 x9 U' k2 z) e0 e, f! f
- break;: p4 l, x7 V/ b. h, L( `0 l6 C
- printf("sending frame\n");
8 g0 z" O3 P- ]2 F. w7 C - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)) _$ n. i! O# {( [) G
- break;4 g2 F# I, t# q4 v5 g
- printf("sending boundary\n");' h# j+ x. [. V* x7 P
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
9 F- V8 t% i! w' z# q$ l A4 w7 K - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ r3 d& w p( P+ f - 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。 
7 |/ h; M4 `$ Z1 Q2 z ' y i% R3 z6 H6 n7 q& G+ Z
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:9 t& s' A8 H1 P! F) E
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port) e5 I4 e1 t' ]$ E
- {. [( u* o' Y/ M, D* S7 W: ]
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);, m: \9 U+ H5 P! m& r
- if(*socket_found == (~0))! r. E1 f' _9 L7 k" C" ?
- {" s/ O7 A0 q) J' u
- printf("Create udp send socket failed!\n");
% F9 Y" K9 q; j6 @0 w" P1 t k* H6 c - return -1;
& ^1 L+ i3 V. h, _( d- l - }
5 ]% N2 T9 y6 i- L. s4 u- ~3 F - addr->sin_family = AF_INET;% P+ ?6 J, M$ E* [# g @" K
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
' p6 W+ a' w# a - addr->sin_port = htons(port);+ ^' C+ `% l' ^: m! M0 ~7 z: c3 z
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);2 p% S) I6 u/ d, S* l, N6 e
- return 0;3 X3 \- b! x( M) s1 h& v& Y6 c4 ?
- }
复制代码
5 I1 s; q. u# @9 h b: C, N1 G! h& B7 ^: ]9 r h: Y0 ?
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:$ y3 L6 T& u7 O( `, j G' B
9 E) M( Q( f9 X* k( Q+ D8 Y, @3 I6 S2 k7 K8 V# @
- while(fend > 0)1 F* ~( X( c# z
- {
" F1 f& k% C; n" S; X5 m, }( P - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
1 ?. A) m" j5 D4 W& A: b" I6 c - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);1 ^: [3 d0 ^" Y" M& m- R
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
' U# V6 h8 l# l/ M9 E: ~/ S$ _ - {/ ]- `/ ~$ P, N( V3 Y# v
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;% w6 V- j9 J3 \/ [; b
- picture.fin = 0;1 e2 h0 {2 f" k) }
- }3 c5 E- I5 R' S1 h+ U# |
- else
: ]6 b+ d2 S! l1 A - {
: M8 ?! y) s: j: v - picture.length = fend;/ ^1 e' C* |: _: A. r1 }
- picture.fin = 1;% O7 L) }( h: |, I' l$ ]
- }
4 O% H! `, w8 [ - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);9 c0 j- J7 m8 {) [
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
* v1 v8 u# ?5 X, l B4 W W; n - if(sendbytes == -1)7 Q) z) g3 S% r' f. P3 i( `
- {& F$ M3 ^* A1 y5 r$ k
- printf("Send Picture Failed!d\n");) \# K. `8 k% V
- return -1;
" c1 h6 v o1 E, t |1 ]( W0 H$ h - }1 u* \8 y: Y6 J1 b r. k# ^
- else% o) c2 j8 N3 R' @
- {; g5 }* X- }: [3 e* |' k# G0 b2 F) M
- fend -= UDP_FRAME_LEN;+ N7 Q. _" W* y6 Y7 h2 C% y
- }
I% [" F0 ]& w: j$ y2 U3 W - }
复制代码
& e" q9 a1 W: _9 o# q7 R- b) F' K9 ]6 z8 Y! H. o1 k0 Q! i
 4 U' M1 C7 d& P- {# ]+ t# p
% r% t. w X' U. r6 riMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |