本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 , {. E6 a* s' A) O
5 c t6 V! v N8 r% w1 { 3 T! i) ?0 X! n
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
- a1 u. e4 f$ e. w; ~$ z4 M: K( W/ M! w, w: a( v8 l' S
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。
- ~8 k: F! k2 i4 F7 k2 o8 w / |5 f: D' j5 N g, L4 D
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。 O) u$ { R0 t; c3 i( ?8 G0 I
一、HTTP网页服务器5 W @: o( b4 t. E! m7 Q. L! U
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)! h- z: U! D$ ]6 ~
- {0 V! H# @! ?$ \# i, t! Q
- struct sockaddr_in servaddr;
; ?# B/ F2 |! P! I3 P - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
! M5 E, L! J' y3 ] - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
) D% s: `3 b, G' t# A4 h - servaddr.sin_family = AF_INET;
' k) B$ s2 f( i" j) ^ - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
1 \: d" r0 p- m$ O A" Y/ K8 c: S6 [ - servaddr.sin_port = htons(port);1 ~7 r j$ \; v0 E
- int ret;
; B# ~$ U7 c, q, r. ? - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
& G$ L8 f5 d( J( g9 x8 i7 \# E - {
, z4 ^* W2 C9 V) A7 O* U7 A9 M - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
7 w o! ~8 n+ w% X W - return -1;
; R. p! x: m( P/ K$ s* L& P - }
$ `, W s! V3 w - int on = 1;0 O( h0 s( u9 y, v6 o) k7 \+ p3 ?
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
# j8 ?. d. H. l6 ~ - {" x9 Q2 K7 K6 f
- printf("setsockopt error\n");
+ o( ]5 ^# G. T6 W - }: }/ x/ C) _- f$ I8 N% r6 |- C
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);9 @5 v2 W3 D' l Q: L, q
- if(ret == -1)
$ G3 V; h$ ?8 }; r6 W - {' e# m) T r$ S3 G& {5 Q
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
" k5 W3 X4 N4 T/ N& b* }: j - return -1;9 Z8 @- u: m2 b) z# v7 z4 a
- }
* Y V8 a7 Q- o7 \: _* I - if(listen(*socket_found , 5) == -1)/ u0 z4 a! Q$ Y# a$ X3 f
- {
* A6 Y' N" `2 c2 r& |6 d - printf("Listen failed!\n");. z% N0 d8 @/ K) Q+ m
- return -1;- k5 m; i# g7 y! e( K2 g
- }! [' B! c [- R/ P; o' B9 w1 D0 t
- return 0;( A# s) y/ ^( u( O* J8 w
- }
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 R9 C5 o- `0 o$ I( _
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)" B5 P- x0 L- F# P0 Y" ~
- {. A( s! ]3 \5 X E( r
- 。。。
6 ?( r3 R! O$ r; B* t: F" r - while(1)6 @) ~. i+ y9 {. c
- {. q9 M1 w+ @4 D0 ]" H8 U; [
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);8 a1 }/ N+ e! m$ \9 X' f) T; j/ r
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");* `# x* a6 J9 X- J" e
- 。。。9 p j4 A% \+ K( U6 h' l* @/ U
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);# O1 A/ X( C$ z; S& q4 i
- }
3 q9 P# q4 ?! [- f; U8 w' k - 。。。
; Q- ? @% G6 x( B' t( ~ - }
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);0 ~/ t( i' |+ E9 w. F
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;' ~' x4 s2 L- u$ `( p6 s) q
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;# C) ^6 e. S. v) D
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
! y1 w _: S) p' U- G! y- {5 e) r0 z# ~ - pthread_cond_broadcast(&pct);
7 P1 J B3 F) \3 Y - 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;
: s" ^* I) ]$ |+ j; t) T8 m. p - pthread_cond_t pct;
: s9 P2 @6 `5 v/ k. W - int main(int argc, char* argv[])
( u- v H, h( w - {) w3 t4 I$ j. b6 W7 V9 o; E
- ...8 Z) b0 W' f7 Q- T# d, t# g" g( A' q
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);9 _+ @/ [1 s0 m+ f) H1 f! K. A* W$ U
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
( f' e5 |# _4 P+ m, n. f& ? - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
! K! T# U9 T% B6 Y0 I - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);' M# a. O: N, D+ s) s
- ...! r5 l4 R i2 y+ x# M! V9 ]% ^
- while(1)
( T5 j; K3 _. o1 A5 \; Y4 y - {( d6 n6 ~& \# i7 j% P
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);8 J" ~6 k" F' G: _( S$ S5 W
- ...- t# \% R7 N0 o' d. h
- }
$ F$ Y. e& D! P1 ^0 N3 h - ...8 \( S. @+ h& v* V2 Y: [
- }
复制代码然后是发送的细节,发送图片文件之前,需要先发送HTTP标准头,这个相当于给发送图片或者其它类型的流数据铺路: - <p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"><span style="text-indent: 32px;">! I% o2 [, V8 ?
- </span></p><p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"></p>
复制代码- #define STD_HEADER "Connection: close\r\n" \
1 ]% I" `1 l5 Q- s$ G" G - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \/ t0 w! @( ~' M2 l, O, r5 ]+ H
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \) Y# _$ J( W$ [
- "Pragma: no-cache\r\n" \
8 @# l/ ?! C r3 f- {/ ?# u$ c - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
* c+ B, P0 E& e: a - #define BOUNDARY "boundarydonotcross". e- c _* T" ?# I" T
- printf("preparing header\n");+ J* k, } J3 `* w7 n, H0 \
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \; x0 M- G( x) a* z" d" _
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
5 n; k; g V- r - STD_HEADER \* A$ H R: e8 Y( k
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
( v# D; L7 b0 k7 Q0 O0 S/ r - "\r\n" \$ x( }) @' T% U
- "--" BOUNDARY "\r\n");
' V& q3 m) s! C: a! l" }9 y! Z - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
* }, F2 H5 ~2 h4 I7 B - {
1 Y9 h. ~* L# H; Z2 ?8 \9 @; ?0 L - free(frame);
/ N( K5 |; V q1 Y - return;
+ T9 _& l* W+ [4 l2 U& j - }
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" \
0 ^0 @6 a$ {0 C- R: o - "Content-Length: %d\r\n" \' g: c( N* w% M9 i
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
2 |4 V' G4 r( r5 {* {+ G - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);# Q: m$ H& Q2 j3 j; G$ R9 u
- printf("sending intemdiate header\n");
% d) U9 t6 _/ R6 Q5 B - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
" b3 H" n9 R1 k# }, C: f2 k - break;
) t% F- Y: k: E; w9 N - printf("sending frame\n");1 {# ?3 G; r" ^
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)+ ~" F4 d$ w6 N, T3 l) J) v/ B
- break;& d! q- ]1 [& ?) j+ B' ]
- printf("sending boundary\n");7 }) N4 C) L0 `
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
$ W5 p o, b. g* B X: j - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0), [( F3 S" _5 }: ?& D3 _6 y9 z& I) T
- 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。  * g: Q' U" Q+ s: u2 a# c3 Z- [

' u$ G6 `$ C6 Z# N2 R二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
0 s5 u2 x2 X& d4 z0 [: z- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
8 N1 i0 v% o1 c - {
: b/ d; P- q8 P% n* ~0 D - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
' R- j5 x" G. g& N3 u0 E P - if(*socket_found == (~0))
6 k1 ]3 A0 }) ?, G - {
; @& c5 Z& u" t. X; j - printf("Create udp send socket failed!\n");
7 z0 j" p7 F* }# d( e - return -1;
" t# U! z) ], t. E - }
6 q& f6 w( q# J - addr->sin_family = AF_INET;
/ k ]3 M5 O' U2 Z - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);; Y0 H/ w4 M0 J. l
- addr->sin_port = htons(port);* p9 j6 l, c3 e' b* W- u$ d! H5 `9 u
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
& ^1 ~9 M' s( B* x- } - return 0;( j( w) O. d: ?/ m
- }
复制代码
% P7 Z, H0 M" a* s$ _ J
7 @& G- }' R; @6 q0 ?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:
s5 B' N# m( k: T% Z+ q
T t6 z) B5 j* c2 q5 P
7 U9 N; V) T* L. N# J- p$ |9 Z- while(fend > 0)
9 G. b4 E: e0 B! `$ ? - {
: g8 H( x7 W8 H" ? - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
* J9 z# P* A7 o! W" b6 w - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);# | w. O: c! \% m
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)9 @; P0 W. d6 o
- {4 U! b3 Z4 S3 i2 t
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
0 v, _8 a" m: d I - picture.fin = 0;; }$ ?$ \ j( p% }( N+ O2 C
- }0 P" v+ j) E( ]% }
- else
$ s( ^( c; J2 w+ s - {0 c) [ O$ M; E; W9 u) H6 s7 q( _2 m
- picture.length = fend;4 @4 y6 y T# [2 r6 x6 r9 j
- picture.fin = 1;
: } t( B1 \/ k5 A8 M - }' B' V% b; Z0 O- p2 w8 I
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);1 _5 Q: ]1 o; E/ X4 M1 h8 ^
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
: J9 b$ L9 G: _' p) w: G; Y d - if(sendbytes == -1)
/ F1 S2 \* y6 K7 Q3 J; ~4 F0 C - {2 `' a+ x* ?% B3 K5 f2 i
- printf("Send Picture Failed!d\n");8 p0 m% @3 Q# d9 }: Y& }3 m
- return -1;# j1 l! L5 I& n+ S B. p" w- Q9 F. c
- }
* g2 E! p0 f6 \/ r - else2 \; D" u! @9 _3 l: ]' A! i
- {0 f6 U1 d* g; M: ?7 h
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
/ m0 F7 ]! s6 Z( c2 P - }
- |/ k1 |! ^( I+ A - }
复制代码 ) E" q' @: e& u; _" s" H
, E1 e: t+ d6 ~; B
 ) u3 M$ N9 F7 z9 o/ ^! v% x
9 w, v7 r- s0 ~
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |