本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 5 ^" o3 |6 l2 p* T0 F# |
' g* v. o+ |1 x4 ?" V
9 \' S# g2 Q7 c' Q/ F; f+ Q7 \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: {) O' f( c! f2 I( A: v
" b F& C7 R4 c7 D
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。 * q, G( o& B; e. O3 o+ x. b/ x

6 ?$ L E4 y; C7 {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。 8 R, ]' R" }" P" Y3 m( @
一、HTTP网页服务器
( Z5 N4 C) i: K/ R- C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 ^: b7 p* W x2 O
- {2 w7 j- _; _% a) Q+ r# I! C: W
- struct sockaddr_in servaddr;
% N7 V% J% ^1 F0 Y$ X* S - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);& C$ e1 K0 W9 P: J3 I
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));3 \- w( X. w+ X& d
- servaddr.sin_family = AF_INET;
) {& C- P, y& a, l/ P1 z7 J8 m - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
& Y) e2 Q* @7 j r - servaddr.sin_port = htons(port);
. ^* F; n& O) [( J4 g5 ^ - int ret;
4 m7 o c3 O% q& } - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)' s! c! S- Y) d
- {
6 P2 C3 x# Q; }8 p' [% }. F - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
6 e. {1 c0 N9 C ]" g* O - return -1;
$ Y9 s1 I* x! c6 o& s; `+ h - }
2 i, c j/ i, {' f# l& h3 | - int on = 1;
$ ]- n( p# F5 e3 X! @3 W# t* J. E - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)$ r* G( a% o; G. H8 U* J6 R. ?
- {
( O, O$ C% s" A2 r E - printf("setsockopt error\n");) v* X; U4 u. W) k
- }
% L9 ?+ V) o; ` - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);$ ]1 L0 R4 h: Z' U( `
- if(ret == -1). p' u7 E* t& s) l
- {
, u) L# O9 ~' M$ ^ - printf("Tcp bind faiLED!\n");
) {$ S. ?5 Q1 P) @& Q4 f" O" l - return -1;$ b2 D% m( I/ }- ~0 `* ]
- }( u1 P& A- k9 Q) c
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
. ~. [, k; }- ~: A( u! _2 y - {
8 m9 X; L: l' ` - printf("Listen failed!\n");
5 f9 C! z z0 }. [; y - return -1;$ R* f% |# Q& {5 X& H* J4 r
- }1 G" j% @( C' ~0 t, g
- return 0;3 N1 _8 O3 D% p" m& w8 l2 A: g
- }
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);. _; s4 a" }9 Z
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
: N' s8 b4 N' V ^ R6 _ - {0 U r1 ]7 _7 w+ o
- 。。。
i- _' A( R/ `" h% M+ B - while(1)! C. M: P/ z1 L
- {& x4 X7 u- g# N. S7 b( D+ \- q
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
, c, X0 v; F/ G5 f0 ? - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
( N& @1 e+ A d6 g( L) U - 。。。. c( o3 T& X9 l* Q& s ^% _% u y
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
! m6 w; ^6 E: {4 W% x& u - }$ V8 h+ n: Y4 y4 t! N, B) j- D
- 。。。# S# C2 i4 J6 n! }4 ]$ v+ V
- }
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);6 J$ T' Z. y/ }" H H! a% G
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
( N2 u; d" u! ~+ I- C8 _ v0 | - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
/ L: ]; N( [& T9 f, j; V8 u - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
4 W+ m$ O& i4 R5 l! W/ M# O" j - pthread_cond_broadcast(&pct);
* y4 a5 d3 a% q( r# o5 Z8 A+ G5 i - 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;
' U* d! S/ l+ H* e - pthread_cond_t pct;
5 }2 P: T$ K W2 V# P4 x8 a - int main(int argc, char* argv[])
' ~, w4 L8 b0 j" w - {
4 m5 D) a. }! U$ h - ...; s, b, O; K/ \& S5 P, ?
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);" K1 i; {- r2 G0 ^) u
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);1 j) d0 B7 O# j# v
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
' Q, h& ?; i" ]1 u* w6 `) U$ f - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
4 F V# Q4 ~8 }( y# ^9 q: l - ...
& a5 b: u: }; G% B) s R - while(1). K" W Q" c/ ]
- {
! g/ T, O% e& D9 ?% n - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
* F% }& F& r* f: u3 k - ...
. j, W+ Q; A' V - }0 A% L: v* u- ^3 K
- ...
3 R( b. |$ ]5 u0 q5 C - }
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;">
; F6 J7 D% X2 j' J- y - </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" \
& d$ O( D( C; y# a - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \3 v# Q, w# X) Z8 Q3 n. t. L- ^
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \" j/ w; p; G% X* K9 n" r3 _
- "Pragma: no-cache\r\n" \* u0 ^4 C' |4 a% _9 }7 q1 n
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"- y, D, C# s# j) U" v1 t" |
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"0 p" o' R0 [1 M% X" k7 E
- printf("preparing header\n");
, w$ E3 k4 ?7 P T' X - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
6 w) {# Y" T+ p1 P" k/ c2 Z- t - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \( s7 S- q6 e- u' j- _
- STD_HEADER \( A2 l' f5 t; O4 f, q2 ~ Q
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
u4 s) s1 {, _, P; T2 d - "\r\n" \0 x% c; i6 p4 z0 g3 t
- "--" BOUNDARY "\r\n");
) \" ^ X7 h [& N - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
9 Y! E6 }* W |& E: C# J - {
# E3 `) m8 Y( x3 n6 ]' ?- M - free(frame);# |- f9 s3 G( |$ c
- return; A: W8 p0 f( \
- }
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" \4 v. ] y/ |( P& _5 e9 E3 b
- "Content-Length: %d\r\n" \
3 v/ P" ?9 a& i0 Y z - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
o/ I( w; b: {0 F. s - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);; x# B- G0 [7 H. q- b* G
- printf("sending intemdiate header\n");
- ?) y; }& d2 A- P" O - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0) |" ~% i& P9 {: T' a' h
- break;/ S% N. {" ? _& s& {
- printf("sending frame\n");/ B+ a7 I& k" [* D
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
5 M9 i) B9 T, I0 T# { - break;0 ?# ^/ k9 A) U5 Y$ c
- printf("sending boundary\n");
0 n% ^" w) h/ P/ k# M - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");* N0 w) v8 V4 v# g; J* O5 K
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)3 I. U C3 }; o
- 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。 
! m1 S w! z- m 8 P% V# s9 {$ L& a/ `3 g3 p% |
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:- o& K' U9 f2 w
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)" D! L" f2 G7 Z1 Y8 V3 ^3 o
- {
5 `* g8 _1 d: Z/ ?; Z- S2 n; Z) ? - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); e9 A; ]! B) M0 [7 x1 L
- if(*socket_found == (~0)). Y$ A, N" V) [ @
- {
; [0 Q: _( A' L' A - printf("Create udp send socket failed!\n");: o% x& P$ C6 X# w$ e" X7 n
- return -1;2 w0 U8 r0 ?4 v# A: s
- }. {. E, _& F/ I- z. Y F% p* i
- addr->sin_family = AF_INET;5 |: {" _- _) h: g) ]% C
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
" r, \9 l. H* o, \5 U b8 D% K - addr->sin_port = htons(port);
?3 _, I7 V. A p3 m# E1 l) G - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
. f- _3 g: i! B- ? - return 0;
}$ c7 |5 h7 h, ~& \0 q: v" A - }
复制代码
% t2 |" L4 @; T, i0 B5 s% Y2 D- h" M, B- |
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:
6 B( r( t6 m# C* v/ ?
# i, K) w" _6 X6 E* z4 {' S A& v' s! j6 M8 Q
- while(fend > 0); k% g! W# p% y) c3 i- e$ o, C
- {8 T% a( k8 A* L- X- f$ s
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
! K0 v1 C% h% Z$ y0 B8 A M - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
7 n Z2 m' c2 p. p7 U - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
: @7 `0 j0 T" Q; W) j& f1 Q) p - {
# `+ H" @, M: b- y& f - picture.length = UDP_FRAME_LEN;6 w) I+ H D6 {7 z# M! f, k
- picture.fin = 0;6 ?; Z- B+ v U- C, x4 ?
- }( D# X) @: c1 i( G2 e8 R/ V4 V
- else$ B7 L/ G+ t* w- _& [) y' R
- {/ G: Y" U, j7 s7 p0 F% G8 f6 r
- picture.length = fend;/ I" f4 B8 {/ ^( J9 c7 \
- picture.fin = 1;
4 l, F+ [5 M$ |% f - }
$ [6 O- M0 d* Y0 o, t: P3 L6 e - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);" D! n8 q% A. n6 m
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);3 w9 w, y/ Q3 z0 n( m. a( I) i
- if(sendbytes == -1)3 C3 d2 O2 G+ k) C, _
- {3 m8 L2 q5 j: V) g% G
- printf("Send Picture Failed!d\n");, t* _' T8 |8 m* q+ T- e
- return -1;
; P- B/ h2 ]4 ?5 _6 R - }1 u& Z9 V2 y- `: v* e$ a
- else
; i# k( x8 |1 Q- O( b7 v$ @5 n$ h: ` - {
7 u6 O% `$ K; _$ N - fend -= UDP_FRAME_LEN;% |5 z6 j6 t/ ^! q* E8 O
- }
/ U! D7 O4 m" m# y - }
复制代码 $ c( T$ k( G% F2 J
! M9 H% s5 ?; W' K- W. c
! ^! F! Z+ w. f' n* y
* T5 I+ s2 ]' S$ z6 O0 LiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |