本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 + B& W: a: V; y6 M- d
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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
4 q0 x! w* G) a. N% R# O4 G' `: Y8 q I1 }8 g
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。
" [/ F9 E0 Y1 h% W 4 U3 U9 _9 }: Y/ h
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。 ; r6 \$ M( M' w7 o' @
一、HTTP网页服务器
, U6 S" V6 ~: P2 }6 H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)
% d' g* f- r2 v% [+ ?" @ - {& }# d4 M* T. t) _
- struct sockaddr_in servaddr;4 d; c, w; C# g! T A! ]
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
, }) Y7 z# o1 S/ i) v& F - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
1 M9 w3 W6 G5 e+ ]* f - servaddr.sin_family = AF_INET;: t1 x& B. O. _- }6 q
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
7 O# V8 J- J2 I& P) N& M6 a9 T - servaddr.sin_port = htons(port);2 v( C- g+ ]* f$ M) i+ V. |" c
- int ret;9 H, {" g5 \" \, m2 v; I
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)$ \9 d3 r- `" N
- {
5 o: P d% ^: {& M% J# \ - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
7 P S) }2 H9 B a4 X, v" b# N& r - return -1;
6 Y, L/ n! U, c* _7 g4 ? - }7 x6 K) y, ?" B, X2 p
- int on = 1;
/ |! \7 Y! Y6 l( k, w# ^ - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0). W4 F, D1 G# ^5 p. P" a1 {
- {# z3 P( @5 T4 q- H: ^! X. H% P( }
- printf("setsockopt error\n");
/ B% E' { `/ }+ j& B, q) a4 p. M' k - }
% F& V. p0 l- F8 }& @/ o1 o - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);( ]3 @2 ]( Q! D
- if(ret == -1)
2 ]+ \8 m, V8 K6 ~0 w$ ?2 L - {
) S7 a ?4 g& R1 d: F0 w - printf("Tcp bind faiLED!\n");
Y) k) K8 {" H9 `. ` - return -1;4 f6 h- x3 ?1 z+ f' P7 ]# p* P
- }
2 |3 U7 T: ^9 W2 G - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
, P; u# J- _& w5 l5 O3 q+ b. {7 H - {7 b* W+ q; z. T+ u( q
- printf("Listen failed!\n");5 C0 d2 G9 b h
- return -1;4 P" R) U6 q+ h- `/ L) E# N8 B* n
- }. ?; N- o7 t$ ?- `
- return 0;
- G- F4 H* X* @- Q( n - }
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);$ d3 l' ?/ V3 C3 Q. h2 Y" b. O
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg), f. E# p' T5 B3 P3 l2 h5 J' w
- {' O# j$ V5 j* \0 J
- 。。。* j( r8 A* E2 u3 S7 {: a6 d" N
- while(1)
* M' R1 Q0 N: x% H5 V: M# M, ` - {8 _2 H- p2 S, k& l7 n7 w
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);% `. u( O+ t! S: L' o
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
. p7 c' z/ l& l3 d - 。。。
R6 J6 f6 r8 Z8 X3 H1 N7 u - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);2 m( ?) O8 [* h+ F5 h7 k( W
- }% ~' w/ K2 j) t) V2 }: U" [
- 。。。
" M9 q# S8 e; X( a8 }$ P# ?5 G+ t& W - }
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);* j, @3 t$ Z- R
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
6 h% j+ T1 \: p! b, k }0 I+ | - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;1 g" q! a6 c* H$ ?0 q! L8 r
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;% Z6 H/ r4 `% } g1 v
- pthread_cond_broadcast(&pct);. M1 ], ?3 b7 k/ O( T
- 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;& w' }# B# U( m* t& |4 E
- pthread_cond_t pct;
+ c0 N# \9 K1 C+ B - int main(int argc, char* argv[])
- W( j% n4 Q7 E! a& \ - {
5 t0 h: A \: x! p9 p: u - ...+ p, _: I$ q7 ]# ]3 m: [8 a2 C
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
$ n9 O5 r+ w% N1 W" w b/ R - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
4 f4 S- w }# }! z - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);! e& M& P& v9 J. m, k
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
- I8 Q4 O8 j6 x* Z+ X4 _1 m - ...; R3 W: d8 Q0 p; S
- while(1)
/ V0 W) t3 l/ Z4 D - {$ Y4 |& @( q- z5 w4 [ Z8 k
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
# M' `' D0 Q. I$ M+ ^+ m. M% a - ...
" d7 B; ~( x' f4 ]) @ - }
- J4 w2 U& C5 X! @2 t W" R# x - ...
9 u9 Y" u, A1 i" _4 n - }
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;">0 X0 }7 ^& g7 \; }- h+ e7 c$ e8 S/ [
- </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" \
8 z$ t% w }5 s* A - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
3 ?; E8 `0 R# \2 b# ? m( M* a - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \' r5 o V# |% b0 |' G
- "Pragma: no-cache\r\n" \
$ V1 F8 r, O8 X* k2 l5 k - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
; H$ Q6 f) _% y/ C: F - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"% f5 v) ^0 D4 X) m" E! F+ h: V
- printf("preparing header\n");
9 @) I+ `0 i6 T e: t - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
9 J3 X h" B! B, v P+ n - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \" I* o f0 t0 [, `
- STD_HEADER \
+ d3 ~0 Q! }% Z) H4 i& }4 p% p - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \9 A( H. W& W3 Q9 m) _
- "\r\n" \
5 u5 E: o* A$ C4 O3 l$ Q - "--" BOUNDARY "\r\n");
; C! B) n& E: h- P J I - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)+ e0 D/ {. H6 R
- {
, P H; o) |& @, J - free(frame);" _: v; Q5 T7 W6 |; P
- return;: L$ I" }, G- _4 v( y0 o, w
- }
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 U) {3 H4 K6 N6 v+ u
- "Content-Length: %d\r\n" \. ^# k. K3 M* V( r
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \" }% L+ F3 `- w: o. Y
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);! K' w+ D2 e% o/ `; j/ L+ ^, U8 O
- printf("sending intemdiate header\n");
6 f% T; c P; k, c! \+ M( C, S - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)% W! @! `/ f( `7 a
- break;
# |# i. h6 ~5 ] - printf("sending frame\n");# @) q) v7 J! v8 _$ V
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)& N. y) h6 f6 E0 u5 `3 K, B
- break;
" o+ w% n' |% n7 d" ^- V+ [ - printf("sending boundary\n");
% B6 n! M0 A$ N# |" @) t5 A3 F - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
: o" f! ~$ \" m( D- X - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)2 ]" ?0 m) @* a6 ~" a' S9 K
- 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。 
( h' q9 [8 [! x9 l# q* F + T' P# R, R7 I4 c. O; Y
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:/ Y* Z' M1 L6 F, F( `4 I
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
: n7 j5 o- R; _4 @% ^/ n5 X9 r - {. {( O2 v2 `; [; E
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);/ G, j$ c9 F- A
- if(*socket_found == (~0))
- \, ~* Z( Y/ B- B - {" P/ Y7 R, a. r; X* m8 y9 z
- printf("Create udp send socket failed!\n");. H6 q( X" ^1 s7 Q( o I; W( ?
- return -1;
$ Z/ b4 _# d7 j - }
! U: D7 O( i s, T4 g# ~- D - addr->sin_family = AF_INET;* A; O7 y" e! D: j$ B
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);; O' Y* e3 D- w# }2 r {9 K9 u2 m
- addr->sin_port = htons(port);
" v1 C0 a7 F$ Z4 s& j, K - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
! T9 i# j/ K6 p! i [9 M. H; `9 p - return 0;/ _6 j5 f- U. \$ w
- }
复制代码 ' q% a% c- V' Z- ~" O0 H' d3 v0 Z
5 A5 r& ?" _% w/ A8 Y5 Q5 _+ j
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:
( G @# F2 E: @: K0 P( ?& c" ?2 j, a1 F9 L7 U* u
2 P) t# m! ^7 d7 z( Z) ]9 J) K( ^& e
- while(fend > 0)
+ K6 c% M# b9 N; l( w - {* R* }4 D' k1 Z
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
$ f8 d* K g8 j& y - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);, z9 h- D6 ~. ^4 N1 J# }) u
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
0 E1 F! h: H# y3 M, C0 [ - {/ F9 c5 }* `0 O
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
* ~9 j/ _2 Q: p0 O8 P' z - picture.fin = 0;2 G( [5 s6 e1 F& H- A
- }" S+ C; Q$ s0 I% ~6 x6 J& z3 s
- else
, F) Q P2 J/ g - {' O& b% d4 ~8 s8 ?8 I
- picture.length = fend;
4 }+ p2 P% m* p, B - picture.fin = 1;* D+ F$ s/ ?$ W4 ^
- }2 F/ p3 q* I! m* R
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);( X# y8 _0 L: k
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
. ~; L& |2 k8 a - if(sendbytes == -1)7 s% M" b" t( r
- {
3 J2 ?$ C# {( B" ^ - printf("Send Picture Failed!d\n");
7 }- n) }6 Y2 z3 }9 V1 U) v, ? - return -1;
9 Y( a+ Y4 I' S& u) j, s+ a - }5 J# S% h( ~7 V
- else3 y$ C" x- P( g6 z& t
- {
* D% a7 p4 Y: n% P1 o - fend -= UDP_FRAME_LEN;
, H% |8 F' G0 p - }
7 i# h0 P# U# u - }
复制代码 ! Z9 l+ a% C) m3 E) ~& L6 \
& P& b0 E, p& ^# G. \3 r. n
 4 Q2 d1 P2 s* L7 X
" B# N3 y% L1 E1 b# X$ G: ^0 F7 N
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |