本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 * t; @) Z M4 m3 J0 W) v
& G3 ~7 F N6 L
 4 g% P/ x5 M: T( E( n8 ~
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.html7 S) I* @/ n2 T5 U
# O+ J- t) j- r# E) m7 z$ W c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。 r7 T7 _) _1 ~5 F8 z

5 D( n1 n' S* }6 k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。 & d" C W5 Y; \& q0 E2 W0 C
一、HTTP网页服务器$ s' i0 J- N* s) Y0 R# \
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). _! {& W( I% S& L
- {
$ Q g% K# s: L1 b - struct sockaddr_in servaddr;" W* Z0 I+ s5 g1 j7 G+ G/ h
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);, E ^5 Q& }4 ~# l
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
9 C" |3 k4 {" W2 u, ~8 u3 V8 t - servaddr.sin_family = AF_INET;
0 G( s8 B* W3 }0 Z a2 T - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);: }1 A$ J* b, R; }
- servaddr.sin_port = htons(port);. t$ y6 ]+ C8 I- t+ \' P8 U( Y$ f
- int ret;" J' d' P. J! S2 h* o" f
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
. T9 @6 z9 B& z9 u - {9 Z6 X9 i) B$ U, s: ~: t" K
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);% V3 b& H1 F6 j/ z) i
- return -1;$ F/ h, i/ @+ T) D e, `
- }) X$ W; f7 Z6 V8 `
- int on = 1;
' g4 y6 Q3 |7 M# Q* b - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
$ v( \1 p$ @* k+ Q+ ? - {
) A& U# t3 v, P, I/ { - printf("setsockopt error\n");
8 Y, J8 Q; D, H. F. A5 [; |% L, { - }/ D& O- B# l6 Q
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
. `' Y+ g; y: q# B - if(ret == -1)- R) @8 U4 C9 D7 E$ Q* K
- {* g/ s! H8 K1 x3 D" x
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
! l8 t9 i: o1 F( z - return -1;
6 }( U$ o2 d7 L: g - }
0 h/ L+ B, ^: P; t7 T; U* V - if(listen(*socket_found , 5) == -1)- e4 {' g; C6 ^# y
- {
- X1 r& q! U' @ - printf("Listen failed!\n");
/ J8 ]1 h5 L/ `7 K1 H - return -1;4 |, U X1 V6 R( f' `0 d+ J: u, g
- }9 R5 N0 |+ x2 R6 ~
- return 0;3 f: N7 h& ^0 e
- }
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);: ~9 s* P6 ^3 f; l3 C" Z( I# s
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
' I" W. M. T Y& \6 \ - {- N- P. ^0 I# \& ~, E) ]
- 。。。8 L2 }. _1 u @, t- Y3 I
- while(1)) n6 T* i" t% w5 p2 \" X! l- {
- {
+ F1 Z% H0 b6 P0 l; ^' }4 ` - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);1 R+ e5 T8 F- W+ i2 U
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
8 Y `& i6 `( K$ i( k- T& V - 。。。
3 @8 g0 b, ^+ r% o: @* y. L - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
: m8 t0 g# j! M' g - }8 z: j2 X5 |; h, H% T9 z
- 。。。
, s, V8 Z# v. _6 s6 Y9 } - }
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);
& X+ _- _& d3 `4 Z - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;, O) K E* [. n& R' I& x
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;1 O" @* _3 u' c o% ]& {
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
( o7 `! r/ p: _ m- c& R6 Y - pthread_cond_broadcast(&pct);" t3 A* d2 O6 |
- 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;
. b6 F1 y& x2 C, @) _7 P9 g0 ^3 F - pthread_cond_t pct;
6 d9 O4 w2 `7 w6 M' L' q% [ - int main(int argc, char* argv[])* `1 f& @9 U1 Z! R* W7 K# g
- {
; b0 H0 l' H2 \5 u - ...
; B7 }" o: H& f& o* A - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);+ V2 m, Y% F* L' C- c* |9 o2 A4 ?' a7 }) ]7 ?
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
/ v+ M' s/ ^5 J' r, [ - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);1 {' A* ~, @9 I2 `6 ?& l1 x
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);# S; ]7 J9 M# h1 J! ~
- ...8 s$ H! i# n: F! d
- while(1)
0 z1 X9 N. o/ g: C4 h: F - {7 s/ Z5 }9 j" d! w8 r
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);! G; r9 ~( Z- K/ ~2 f
- ...6 n m% m* d/ |* k/ B
- }
' w) C6 N3 t6 N2 H+ L0 Z3 b - ...4 t4 U) f& d6 h" ~5 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;">
9 P0 G( D3 O1 }; q: x1 f - </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" \4 N$ M1 J8 p# d2 P6 E' N
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \% s& g0 o1 d( G% e, S7 h( S
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
% u. N# q. Q1 M0 p0 B( S% M& S - "Pragma: no-cache\r\n" \
3 [" c* f5 N2 ]1 C4 f d7 h - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"2 f v5 f, v4 H8 g/ f& {& k
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"5 ~8 j9 B" f% G1 K! M
- printf("preparing header\n");7 p; ]9 f, O, G" {0 U. s
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \9 \: o& a2 `# h7 ]
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
7 q, s! f/ Q; D2 D0 Y - STD_HEADER \
$ w& l: h7 K8 b, R) N7 Z - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
7 O% j6 C" L$ A: n5 P1 t. m8 V - "\r\n" \6 \- b# d& E/ ]$ x; {
- "--" BOUNDARY "\r\n");& M! b" m3 g. D8 K U6 C' i; ~
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)6 q$ T' c' i/ w5 d" J. l6 K! x: S- H
- {/ t; [$ C$ U9 p
- free(frame);! B/ W( E) C" W2 i6 E; j- D9 Z: Y
- return;6 U4 \+ H; {+ l6 f& D
- }
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" \& T, p' D# r! l$ G" A8 v+ p
- "Content-Length: %d\r\n" \9 c0 l% V- d% \. F' n6 A' h
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \# A+ }" n; x0 E* C5 _7 B
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);) v7 h+ {$ L2 C5 T8 R- n; V0 o
- printf("sending intemdiate header\n");
6 |( _( p1 ~0 P& g - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
: E9 h4 s1 A7 \# ?! R* H - break;
; A7 M& H& R. ]% S ~ - printf("sending frame\n");
3 k C) c/ V' Z: V& Q r - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
" {7 K1 ]$ k+ a - break;, r5 G+ f1 u- c
- printf("sending boundary\n");8 G& ~6 K- j7 b1 D0 Q4 M
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");2 v1 r; M# X2 P6 f! u- Y2 S) N6 w3 \
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
. D. c* |8 g; ?% ~) w! \5 w - 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。  2 {- t% @0 V+ s, `$ h

4 X! `+ s' n3 |二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
8 [/ c5 s9 p# z6 C- O5 [1 U: f1 X- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
( i3 w$ g# C* N! ]* _! O2 k - {
s* x. S" c8 H S) ~/ }& |, Y - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);( {: ^5 P( `% t3 e; V
- if(*socket_found == (~0))
" s) s/ G& U# m, R# `: e - {2 ^' o3 ^! B1 S
- printf("Create udp send socket failed!\n");+ E6 Y" z9 _/ ]- l
- return -1;5 ~1 M) d$ q. _7 q8 p
- }# J: G1 l" v. D& h* m0 @
- addr->sin_family = AF_INET;
+ ?' r$ }' \, X. G; D - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);# C/ e; l5 S B }; Q( w1 f; }
- addr->sin_port = htons(port);
! y4 ^! y9 a$ ?9 J - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
% k, {) v& ` P& @2 ~5 F - return 0;
9 G0 r9 e9 ^5 [" @; H } - }
复制代码
4 G1 w5 ^6 F+ m% S" m' E7 b4 q7 b" 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:
7 W( `' {$ t% @. v9 I8 B- Y
* I$ v$ @. t$ b3 |" Z
0 w7 w8 g2 f2 b) f9 ]9 n V- while(fend > 0)! D, Z1 r, M9 V8 { c3 H
- {! |8 Q X' j; U
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
3 g! B2 G# X+ h4 a0 C - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
; z) D) l( M* B2 p! d6 k) a - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
y) t( L- V0 p. } - {: R7 G% y7 u; ]7 t! I0 }; N/ W; R
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
9 y+ |# F J [& a* ^6 w; n - picture.fin = 0;, m' c0 \; c8 t7 {8 H7 N8 U
- }/ n; D/ {$ L% _! a3 r: o7 F
- else
6 T/ h2 y/ `5 t- C8 L" b. C - {2 e! ?& H8 K6 H
- picture.length = fend;7 J7 c3 }" D1 X4 p
- picture.fin = 1;
2 J+ C4 G3 H0 m; j+ e1 `" I - }7 l7 \6 C, p# _
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);$ E, X! d" r# a+ J/ f
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
7 k! G) O2 L( g" z* ` - if(sendbytes == -1)
" O) U! R! \* x - {8 \7 k3 W, g9 j: \2 t- B
- printf("Send Picture Failed!d\n");
% U" s( p+ b3 `* M - return -1;- R% x( K6 ]+ y( H* y5 j5 a' V
- }, ?+ N7 e4 W. x" L' S0 ]5 x- s( e
- else
0 D" _ a) F# }& r U1 N - {; l% w3 O% I! `1 d& Q! J
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
3 G% r* Z/ f2 f, L' W3 u; K - }9 M3 T* v1 O, R
- }
复制代码 % _4 n3 M" f4 X7 I
1 @ J5 s' |: a2 r; S: N 5 w) _5 x7 B! h5 v3 }- L
3 s$ j: _. U$ D8 KiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |