本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 / n0 a, {! }+ A
- J6 }) p+ U2 C0 L o) ^; H 6 K$ R& R: [8 b: I& s: F
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; O5 [$ o1 I. V: r) N
K& h# A6 F$ F j' |" B X3 e* [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。
- ]4 _ u) \: O
' w1 A! T C% d; S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。
& ~0 @% [4 V; N) E2 E/ L一、HTTP网页服务器
# w0 A6 M& U: [/ J9 w; e( ^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)1 M9 C/ U) K3 h
- {
9 Z, _9 ?' i# q% c' D% } - struct sockaddr_in servaddr;
3 n8 r B1 u) a: K( n2 O1 X) q - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);# T( c( L q- G% u! N
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
* I. |; G: q4 Q- _ - servaddr.sin_family = AF_INET;
2 i; Q3 K. G8 l$ }7 ]$ A - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);2 c: _9 g, c' |% e# g* N: o
- servaddr.sin_port = htons(port);
) ]- ^9 a' C* i2 d" U7 Z. W; d9 ] - int ret;! T) ^) T6 s( H% k! y
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)! a8 y& v3 I! h. i& j1 W+ c" F
- {, x5 }" J2 h! \5 `! N: Q, c
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
% V2 d( t \ c; S4 K, A - return -1;$ p. A( L/ B) }0 d& m
- }# b& l0 W, N+ H
- int on = 1;3 E4 P: P* W1 j, A7 d
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)# ^ M; q# q5 |& L5 B6 d
- {1 s' Q; [( e! {& H9 L+ g! v' ~
- printf("setsockopt error\n");
+ F# y" G% k3 E - }4 I- g6 F& e' m/ v
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize); r7 \4 F5 `$ i" j$ ?# ?. K
- if(ret == -1)
" m8 e" p& v2 C3 E - { U1 _1 f9 a. m5 B' N
- printf("Tcp bind faiLED!\n");0 F+ A- q4 \1 G! f4 ^
- return -1;. q5 g$ Q2 Y0 m, W
- }
$ D! i; O N9 c! Y - if(listen(*socket_found , 5) == -1)+ k+ t" G% d; n3 n9 @7 ~" `' X; `7 l
- {( a5 v# J. Y" d
- printf("Listen failed!\n");
; B+ y. i; n- u) D7 F, e - return -1;
. o" l& p8 c" m, j, x/ j; I* x# Q - }
~# W1 y T3 K( n4 a - return 0;1 e8 M% B& o0 \' q, l2 C
- }
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);
' k4 D. Z, j1 w- c - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)5 } X5 D# I x$ V7 l. h: Q/ _
- {7 k, D& g# H8 H# x
- 。。。
8 _8 I" H$ Y5 ?1 H( P3 S - while(1)! `3 f) E5 @8 G$ e0 R
- {
6 g' V9 Q2 H! l, q% c5 r y5 y; D: J - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
/ B. }/ \: ^) d' Z. q - printf("fd_socket_conn = accept()\n");3 L) q/ z0 R- L! m/ u& k* H" F. g+ z
- 。。。
- A! x* X* j# g- X9 g - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);& x, g. K8 i; G6 S
- }
: D8 V( ~/ y' Q. } - 。。。
! D; ~" _8 O6 g1 P% `; E3 n1 z - }
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);
# ~8 ^, X7 @ C2 ^ - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
/ j7 Y. x7 `- ? a6 b% O9 S - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
& E. V9 _+ h! m - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;" E" H: e4 V9 [: b+ C5 K
- pthread_cond_broadcast(&pct);
% h. L+ g1 v8 M$ K' _% V: o - 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 x8 z0 y/ v1 ]" F% I" L - pthread_cond_t pct;
+ w6 A. n( s' q# N - int main(int argc, char* argv[])+ g; e4 ` K! s
- {
$ W- T5 i! \: E8 {0 S - ...
: _7 @% Y- |: l+ H - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);- A4 x, j* a% e, m' M6 f0 t# j
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
7 n8 ^! [* Z5 H5 a j5 p4 K+ { - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);. v, K0 ?% o4 M- W
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);! S- M* b8 V/ n. t$ S
- ...
: @3 L( W4 O# v3 V( d( A - while(1)
_- ` M1 F7 V( D7 d' ~4 E; M - {9 X+ D% J+ h& R( q
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);7 h. c5 Y- s |; c/ c4 P
- ...& P( P" W9 w! K4 x" t: y- i
- }8 I* [5 T9 A, Q: e! B3 C
- ...
$ ]7 D7 d* E% p2 K8 u5 d/ ^( b - }
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 c' Y, k8 y! k* U9 n6 \7 D - </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" \
& H% e4 n% B& U2 b# c$ C; M w - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
4 Q7 q) Y6 ]( P" t3 N" l6 M' z( ] - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \" u* O' P) @4 ^3 b1 ^
- "Pragma: no-cache\r\n" \- M& p- Z9 L# Y6 f
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
. w' A2 C5 D; G$ f - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
$ J. ~, S4 c' j3 ` - printf("preparing header\n");+ X8 _3 c3 _' q" O1 w. d
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
) b$ ~( u# G' t7 P X - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \, h! A$ g2 j/ |* N
- STD_HEADER \
: D& X8 d; `. P; ?) H7 b" ?( F' [ - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
, Y5 K J: U& D5 k1 s$ Q! F* u" f - "\r\n" \
! J0 d: ^# i3 A" o J - "--" BOUNDARY "\r\n");. T) [& B9 ?0 ^
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)" T$ k% V. V) P" f4 h0 }$ B; z3 ~9 P
- {2 z c( k6 Z$ Z& ?! x/ i
- free(frame);6 L/ L5 h% a0 t
- return;
& w" E0 q$ \( ?5 y! t - }
复制代码发送完HTTP标准头之后,就需要发送内容头(Content-Type),这处的Content-Type为image/jpeg,同样,HTTP标准协议里面image支持的类型远不止jpeg一种,发送完内容头之后就是正文和boundary结尾,这样帧完整的HTTP头发送到指定的TCP GET地址,就会在浏览器中显示刚刚发送的图片: - <pre class="prettyprint lang-cpp" style="box-sizing: border-box; font-family: Monaco, Menlo, Consolas, "Courier New", monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; line-height: 1.38462; color: rgb(51, 51, 51); word-break: break-all; background-color: rgb(245, 245, 245); border: 0px; border-radius: 4px; vertical-align: baseline;"> sprintf(buffer, "Content-Type: image/jpeg\r\n" \) r) O( A5 }) m0 d/ a3 t. Z0 l5 r+ C
- "Content-Length: %d\r\n" \: N& M# P& z7 o0 Q O E1 I8 p
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
; ]$ O9 h$ x2 E/ |" e" E - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);! M) R0 R8 ?* n
- printf("sending intemdiate header\n");
' j% _0 Q. T* m5 V L6 d5 t% a - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)1 S; \2 A; m5 [% ~+ u
- break;/ x8 n9 e {( P, @- V& n2 L. O
- printf("sending frame\n");0 ~1 k2 j3 u+ q) R7 A9 j( q
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)% ~1 W- t0 c8 g& a E d- u9 f
- break;
$ B6 Z% Y9 [) _9 T+ K - printf("sending boundary\n");
; Y' @4 |. D* h - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n"); S6 _7 v" R: E; R
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0); V& {1 j( ?4 W% h# ^( F
- 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。 
$ s6 _# B& E. Z' [( Y4 }0 S$ P 2 j2 w0 b5 B/ Y' D: H9 ~
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
: e7 |+ i# F: x( a) J3 c- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
+ Y. o% Z9 n! v - {
/ Q+ r; t0 Y# I! E6 J - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);* j# a! p) O. X6 G2 W/ N# s4 Y
- if(*socket_found == (~0))
) j& Q5 n! F; s1 O - {9 |& y k4 A+ G0 u3 s; s9 a
- printf("Create udp send socket failed!\n");
* h/ v2 T1 h5 B. M5 E, w - return -1;& t; h. p. G) C s4 m
- }
+ d1 c$ u$ D3 N; d- H% ]$ G& G - addr->sin_family = AF_INET;3 b, y5 ?8 f% V$ {- _& C
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip); }" E0 q8 r) B% E% J" B- a+ g* {
- addr->sin_port = htons(port);
) |+ _7 k9 h* r& w2 y8 S2 W - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
, l+ C0 K) C: I7 x# X - return 0;
% o3 W% Q# H4 S' A - }
复制代码 $ }6 \, M Y9 \, G6 r0 ?
$ ]) q2 R3 V7 n$ N p4 h( {1 d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 H# J: H# m( Q
+ z, E. F _+ [. t0 \5 ^7 R! U6 s+ h" K
- while(fend > 0)
- p3 x$ Z2 B7 U+ f) M5 ` - {* j/ E/ S7 k- _$ B2 U; D; w. U
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
1 i) v& O/ ^/ Y" [6 S; v) o/ G - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
9 J- {, ~6 z z9 w - if(fend >= UDP_FRAME_LEN): B, w( m" h. k. D0 k; W4 _
- {
* t( d& B$ w; F; O" }% i$ | - picture.length = UDP_FRAME_LEN; p- @ C* y# |/ P9 H# S' M
- picture.fin = 0;
k3 T8 S8 n/ _' @' h6 m! U - }8 r# @1 c2 ] P9 o3 d2 E
- else5 v% |; ]/ D, H1 c3 P+ H
- {% H5 m5 x( h% a N2 N# }
- picture.length = fend;) p2 m s3 E y, W! q. z
- picture.fin = 1;
+ Z- G* }" b; x7 T& r2 x - }
3 A, R4 M( L" V9 c0 b1 H/ H5 z o% } - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);2 Z7 [7 _$ G% d! E" A7 \
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
& p0 W7 f0 C# E0 U - if(sendbytes == -1)
5 F0 ^' B% ?) `* G) w0 W. [ - {
2 y# q& W' P! B& u5 z! z$ k; L1 v - printf("Send Picture Failed!d\n");5 n5 n& R4 P: E8 \9 m0 M* d
- return -1;
3 w, B1 N; W* ]% Z- P. i- h. d/ V - }, } l/ G, r5 Q k
- else& C, X6 l1 O5 @- P1 c8 F& k
- {
* v; S- l' F% b7 c) V& A - fend -= UDP_FRAME_LEN;: u+ |7 F2 P* B. T$ D
- }- _! M$ N8 _! V; \+ n
- }
复制代码
/ k5 C2 p+ J9 n) t: @( \( W" d A
 5 w0 f1 `. [3 V" M7 M* J6 e
# d) T2 l) b% t$ G, D+ E9 A9 w5 \
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |