本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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: u+ \7 P4 }3 Z# S. e9 h , q. B5 v0 r2 g% t: P! 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
8 [: o. Y$ w7 A" u- G# }' T, e9 T" ]: h0 L# p& [
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。 & j" X8 D% P3 k" t8 e+ W

b( d3 F( ]( j& C" Y5 A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。 % v7 `& C0 E2 d: I) _" D3 w& x
一、HTTP网页服务器! d3 o, \$ ]; S/ U( w$ m2 w$ W
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)' O( B8 S# Y1 D: [( D. M
- {
" t P9 b4 N/ J3 H, {2 J - struct sockaddr_in servaddr;/ P& t* p; X8 ?
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
: r" G7 Q7 K( }' s - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
# F; F" \% v6 t7 {1 M8 {3 h - servaddr.sin_family = AF_INET;
. u3 m. H" q% N, I! Q V# [ - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);& _ A1 {3 S& ^2 p) ?8 ~0 F) m
- servaddr.sin_port = htons(port);" k7 {; s6 c7 ^8 n+ ]
- int ret;
1 _" G( R& E7 i6 ^ - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
* P8 i% K( J& a ]6 X - {7 a0 B5 L/ G5 A
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
! @8 I' W) ~. l1 p; Y( \; V - return -1;* ^% E& X) k J( ]3 n. Q4 b6 L
- }7 T! ^" a" u6 O) Q7 E: M
- int on = 1;' n* Z( r; c' ^9 x
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
: a" o# f2 e3 z+ p- {0 A - {2 {* q& F: O( C4 ?/ Y, j, N
- printf("setsockopt error\n");
+ H6 `$ f" R# i1 ?6 M! e, y - }
4 a7 q' h( G7 [' X/ |8 l$ {/ f - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
J* P4 E5 m5 t( L3 X - if(ret == -1)
) W9 n" \* |3 `: Y+ A7 v4 x - {9 t1 O4 r+ F# R( l& D9 G
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
( h3 x9 p' E2 U7 P, P - return -1;
. B( Q0 @0 {! r3 c# A/ y$ u2 g - }
+ q: ~# C2 |; w3 O U) {! p1 ]1 k - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
+ o) X5 v f8 ~6 S1 q' i* T, V5 K - {& ]3 {' L+ W+ T2 h( ^2 M$ u l) l
- printf("Listen failed!\n");% u2 y: \+ n5 a+ c
- return -1;" S9 F- l6 j0 u# ~
- }7 }* U0 M$ H' J6 I+ o1 Q
- return 0;
3 ^$ ]. o; r& \" R4 T - }
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);4 w0 b* c, I( C% ?
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
: }- D& c3 }+ E. T( l - {7 Z4 D5 t/ q% ]0 s
- 。。。
) Y" M' U; D$ w. S; w) W3 p - while(1)6 F5 y$ T+ M$ e, C( p: v
- {( F8 f2 y7 V, f6 }3 b" a
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);% _0 V3 P$ \' W/ O. u& i
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
1 _, w4 Q. B0 S5 p - 。。。
/ g |1 R: n+ x: |# r" u& s( A - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);' f8 w3 n7 |' E0 f- u
- }6 s/ M4 M5 s, _
- 。。。
: Y% g" o* N2 |" Q - }
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);
& F. g; v% Z$ A/ D/ D( i - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;$ c8 ?) i6 a' `$ i9 ~( t8 l+ ~
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;! g7 s& K: O8 v% X' x+ ~$ n
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
% m5 P8 M7 A4 `% H8 p - pthread_cond_broadcast(&pct);, ]9 d. C$ n0 i* J
- 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;
5 V) n' p2 n3 b _3 V3 T - pthread_cond_t pct;
, N% X/ A9 U# `% U8 i) ` - int main(int argc, char* argv[])
! O' B- y1 d$ S/ H6 ?6 Z! o - {. {+ D& N, ^3 j; \. [# f. l8 X
- ...6 U% F6 J7 l* ]( T4 R" |8 p3 m
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);$ K% ^9 q1 r" g- f3 Y
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
# |: z. d2 q3 Z8 V! v/ _ - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);* ]* C1 A, S$ t2 T
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);. u& {; G) p; i7 b+ Z4 a- L/ C
- ...
& h2 A3 H2 j8 Y- M - while(1)
I, p! ]1 g( s6 ]" Q& ] - {
$ k7 A& o' O" h0 w - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);- L: ~% o# R5 g1 x, ]
- ...
! E3 R$ c3 R) A% k/ O - }6 ?* Z8 J( m' P) p! K9 {+ t
- ...
2 ^* S) P. X. Y! 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;">2 m2 i: c4 o4 C" ~3 O
- </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 L; j i" n' J9 o2 ?, T) m
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \ l) q. S5 s1 I8 m L1 I
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
8 J* I. [! S" C4 ` - "Pragma: no-cache\r\n" \
- r5 H8 k" T/ ]" ` - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
" O8 m- Y+ [3 O - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"! Y$ q0 }# {; T {
- printf("preparing header\n");
- K, m2 Y2 Q# Z! B - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \; f, v1 V* A: X2 f5 s
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
# B. o! ^+ f# G. c0 z, H - STD_HEADER \, H, x& Q- t" _; a( a# t
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \' u. h+ f- W9 x: J& s4 m( T& |
- "\r\n" \
+ E0 c% a/ Y4 R- b+ B# ^; j - "--" BOUNDARY "\r\n");
& k* Z0 D5 H' G' [7 B - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)+ t9 C5 t2 Z+ N, n
- {
. e, c f' Z0 m* ?) i3 a9 t - free(frame);
1 D0 X/ g0 [% Q/ }: o! Y H' a - return;$ E2 ?5 C, g- ?: A$ I5 \% b/ u
- }
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" \. Y6 } p' V. [
- "Content-Length: %d\r\n" \
( H6 k' k4 O& ?. }" e# q! [ - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \ Q$ A# p. h/ {' ?4 i( Y2 c
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);9 V0 ^# U1 j) U% i, G8 A
- printf("sending intemdiate header\n");
3 n: ^; u$ M/ } - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
6 J+ V1 b9 [2 H7 y - break;
! ~. w: r* H Y - printf("sending frame\n");
3 h' v x3 C5 r; N4 f- t - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)6 P: q& ]0 D( `0 O( G
- break;% J3 g/ j: w) q# x2 X. M9 ]
- printf("sending boundary\n");
+ d: L1 }4 z6 [ - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");6 N, C/ v( i; P- H2 B1 Y! U* w) _
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
5 m# P( H. \( X- T& @& b, @6 B - 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。  1 R% Q2 `4 B1 C7 c; _3 X% n

- U2 K2 r8 B2 i二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:" E( Q: a/ ^! Y5 X" ~7 @" D
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)7 ]+ n2 V5 u) n) _
- {
, ^$ X) D+ d+ h1 W ^; W+ p4 P - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
# m" e0 q% e' G, ] - if(*socket_found == (~0))
2 z" y7 q" H3 [' }% b$ ^: \ - {
$ h! b1 ]; J& _0 z: |* Z& x - printf("Create udp send socket failed!\n");; y: [' Q: d @
- return -1;) @8 ^. v4 P7 Q+ w2 A
- }
& W9 I9 x! t& B1 i W6 k: L - addr->sin_family = AF_INET;6 U6 p* p" A& y$ w
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
, v, ^( S! _/ o: B) ~$ H - addr->sin_port = htons(port);* V' _0 u6 V1 P3 \5 y% t; j4 o
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
; B8 F1 L2 M# q% O3 Z. M# z - return 0; [( E$ P$ c% U7 F7 [
- }
复制代码
# F3 i! _* X" @9 w9 M) k' M# c8 ?2 T$ B% U: I
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:
" R$ u# c v# L+ k5 P3 H: h3 F$ {$ a1 b" z- l
) M8 w; h" X) t9 b* ?" W- while(fend > 0)
! a( v( u q) w+ } - {
4 Q1 z( O: f# u6 ?8 c) K - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
& k( ?+ c. L$ ~ l - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);+ `0 i3 F ^, i. l9 E; h; ]
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)% I' Z" B' A9 g. }& s
- {+ K; i6 c* j+ A5 o
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;5 Z3 O/ D+ g+ J0 o# @$ e
- picture.fin = 0;" H: S& A5 W" _; G
- }) [6 d/ k( T$ f' Z1 y
- else
1 O$ V) s% o& t1 m: a. a - {
# Z0 C3 G5 G! [+ J. _ - picture.length = fend;/ @, r# {$ l3 q/ p y
- picture.fin = 1;
3 [# x7 Y' i; k0 v! s0 O - }: a* C5 l t& P
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
! }6 a$ ]( H* a$ q7 e( f4 { - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);3 [8 f& b" J5 } W3 U
- if(sendbytes == -1)# k0 d6 d. c: _' ^2 e# `( z! a- ~" h+ |
- {
& M( @3 }# o% Y3 H8 x - printf("Send Picture Failed!d\n");) R2 H) ~7 x/ U7 }
- return -1;3 g- u' g a5 o/ f. Q# W$ A7 L
- }& E7 G6 N: W) H+ H1 l& i7 ~
- else# V) ~6 c8 e' |/ m1 k- B+ r( E
- {
( A& Y" G x+ I6 C/ K - fend -= UDP_FRAME_LEN;
' M. l/ M( c5 e9 _ - }& g7 ^+ ]' ~; m& K. g$ m
- }
复制代码 ; k8 f2 F$ f% S! S/ |0 O
- t5 F3 B$ H- ^2 d. u' ] $ u a6 h8 d! T+ b+ l* D) c
# }7 V) ]. g' W/ xiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |