本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
+ y8 Z/ B3 t" L! Z& R2 y3 t0 w% N5 ]6 K" n9 n) [1 ?0 v4 v# W) i& D

$ O% \! Q/ p! l) w5 G4 B4 w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
. S# \% M1 b* e
7 u+ F4 e. ^7 A4 F6 J3 z2 q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。 $ ~5 N$ A9 p, l' c2 ^& a

# L( h! E J5 q' I) \' a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。 " q+ d; Q- ^# P7 g
一、HTTP网页服务器
% j& q- j' ^ F3 X2 L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)
& g/ G- W! w- z8 \- B1 _# _ - {) U/ Q q) z: p- O* M
- struct sockaddr_in servaddr;
: b7 c4 s0 E6 n2 Q$ x) q2 P - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
7 I$ z6 X) j$ r& ~. t - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
) B5 t" r. ^) a h - servaddr.sin_family = AF_INET;! t- u" |% C) t) }
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);! j4 L C: G- C- H
- servaddr.sin_port = htons(port);
% u! p6 l+ F; G2 u# Q - int ret;
7 d4 D0 G2 o0 E- ]" f) G4 N# l' |# a1 g - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
) p9 Q7 e+ y& ]4 ?0 [- g - {% ]' e) R" X" y- T. p
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);4 d0 ?1 z6 d3 \% W# |. R$ k
- return -1;5 N) c! J0 A1 g: t
- }
* g2 P- o; A3 G, x9 t - int on = 1;
* d# x, B- e1 q* r) s& A1 i - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
! l& I# y8 S) n, v/ E/ |9 D - {
% b/ ^, H, H% f5 f2 a' h - printf("setsockopt error\n");0 _# X5 m) l, g$ `: c; Z
- }) j& R% J) V: U. d& b+ v% o( K1 {6 u/ J
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
8 ~( S) ?, w6 N; h0 K* T - if(ret == -1)- B N/ G6 V; s1 Z
- {
- x1 ~5 H1 T N5 k0 ^+ J - printf("Tcp bind faiLED!\n");6 @- R9 S6 I5 W# u% F
- return -1;" L3 u' N" Q& o' }6 |
- }8 |& D; M4 P" h& d x
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)! s/ r% {% U! u% ^ M/ z" g
- {
3 |- ?- w1 [- T- y! e% g" { - printf("Listen failed!\n");
2 W- F6 \! d1 M) e! @7 @ o - return -1;
/ F) N k$ I+ N - }
, K( |; @) l/ G) }1 T% a& N* @: E7 E - return 0;
* g1 c/ S# K5 p5 H! D/ v - }
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);0 @: G* Z Q) J( |( s
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)+ E/ t* f/ b) e' {' M3 X$ F( ?
- {
; H& F7 [4 y n- f l - 。。。 l* z$ j$ ^4 C+ S
- while(1)" g2 ^# y! E l; ~: R
- {" m. p+ O- g& C( v' Z
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);+ _: M1 w: `$ n; o1 }. c
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");5 `1 o5 L4 s2 o9 H$ M% e
- 。。。
6 ~3 l, W' g1 x1 X& I! B - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
$ d: t/ m4 Q1 |: M! L1 u - }
% ^, k! h C) j. ? - 。。。3 F& m& P, ?% w3 q3 |5 U& _/ ^0 L
- }
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 E; m4 B6 H! C$ t; t) k9 e
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;: E) T+ ]* ^: K+ r0 K
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
' d f7 m9 V9 }4 Z6 Q- b - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;9 V" }+ P6 E, ]4 z1 ] K3 H: E
- pthread_cond_broadcast(&pct);; l8 f. G% ] g9 w- 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;- P/ u+ N& c$ S4 p! F
- pthread_cond_t pct;
- }$ b& l8 M \7 t+ `8 ^+ ? - int main(int argc, char* argv[])- B1 d6 n3 p. y& h# r
- {
( }! ]- z5 d N9 q - ...6 M) T9 s) P3 [( V/ v
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
9 ?2 Y5 W! {+ d, _9 a: C - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
( @7 \ X% x: L4 k. q, _ - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
6 h4 `: K+ n; D# M+ ] - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
) U' Q6 Z+ y2 h; d( z- E/ R - ...( a! e" S! U2 D/ A
- while(1)
- @0 I1 c! @' o U+ F- T - {
" C- U% o% S: y2 B- n; z0 C( R - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);, @& k* j* X$ K
- ...5 Q! B3 ]4 d+ a8 p, G
- }/ t) }5 H1 G5 D9 c W
- ...
) T/ j: d# I) W2 {( I7 ^& @ - }
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;">
8 o( b7 f: ]( K1 _7 I - </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 z1 X ~* G% V* ~1 C
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \7 Z$ a% }, \4 J6 s c Q! j
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
( I* B$ Z W4 n: U: {) ^7 \/ [: q/ Z - "Pragma: no-cache\r\n" \
" l, ?6 ?" c" _* f) B3 A - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"2 ^3 V2 j3 D ?4 G+ P7 x+ Z
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
6 M" p2 @+ E* M; o4 ? - printf("preparing header\n");, e1 P& |' m2 F; E; e# Q
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
3 O( O* {; z. e2 j3 V" Y* H% D - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \9 @+ K# g; [7 }8 R
- STD_HEADER \/ P* h- ^$ M8 [
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
( S" k4 \7 v( c - "\r\n" \
) u, j( N$ f8 R- O* I5 y( H - "--" BOUNDARY "\r\n");
' h) {1 n( H# ]1 @ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)0 Z9 e1 r4 I& O' d( p
- {
0 P) @ E2 k- c' I. [ - free(frame);$ T L& D# Y- C+ o- [
- return; R k) C4 O# d6 v: X
- }
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" \
' s8 K3 z/ @( t* h/ h - "Content-Length: %d\r\n" \' O5 M$ Q# H7 ?6 \
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \9 ^3 g" |! N, D* D* o( A) z2 d
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
$ X" k& \ m" Z3 { - printf("sending intemdiate header\n");$ {5 D8 @, a' ~: h4 q: h
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
' e; B, A$ P" f% }5 p) @- u - break;
, z. m# ^& w& r! D' i4 v& z0 k( s - printf("sending frame\n");
. n. T' G1 j# T& ^. t5 y - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)' G& I- f9 j2 i) R5 }1 t
- break;- f6 V8 Z$ y- f" [
- printf("sending boundary\n");
) d ?0 E1 n2 ]- w& R( h9 ? - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
& b4 O+ b" Z+ Y: W3 `! u- q - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
3 F6 P: \, [0 e9 B; d# d - 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。  ) {& b( J" t. b
 4 _+ Q2 p0 d, s& Y' v& ?
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:2 \ J0 L1 {" F# a$ `$ w4 a
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)0 M n5 c9 h# |
- {) A! K/ I7 v* u# R, m7 G
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
+ i! i: ?% k5 [8 W3 F - if(*socket_found == (~0))
6 }3 x9 f @* c1 o" F6 l1 `4 v5 K - {
( n+ |* f- \, |' i! c- d0 ` S - printf("Create udp send socket failed!\n");
' \: s) L M' H& s& e8 `* q - return -1;
' o/ S9 X% Z: O; v& [, h* N8 B$ s) L - }4 n2 G5 j; i$ n7 I9 X2 F1 \
- addr->sin_family = AF_INET;
' d, Y- }5 |1 f) L! c1 B - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);; g- n. N. C6 I$ J( _6 E* F
- addr->sin_port = htons(port);- J. m% m/ s) @5 y
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);) Q5 N; C4 `/ s6 l$ d
- return 0;' o6 X) w4 E; b6 u
- }
复制代码 0 V+ P9 }* I- L- ?+ g( o7 ^4 M
: s3 N' a2 T/ h% p% f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:
9 J" E0 y" [# l5 Y' V8 i4 p3 R+ A: @9 R& O P
W* }# ]+ L; g# U- while(fend > 0)6 _8 Q, N3 x( V3 A: Z
- {
( y8 T. p3 X. h ?5 I - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
- c' d9 j+ B7 ~8 n- i$ ]% p9 X0 p - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
9 l+ g0 }$ ?3 @2 B - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)) G# @/ N+ |% _5 N8 S0 n( x" h
- {/ r1 s! F& ~" E Q' Z" i
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
4 g3 h( P9 ]+ e' o+ H3 ` - picture.fin = 0;
9 v) B6 B& C& W* [; W2 k - }8 o- r9 o: X* b9 D6 \
- else3 Y8 c8 p( u1 u+ e' P# _
- {
& Y" C# ]% m# s3 s C - picture.length = fend;
/ t( o' v/ H$ E. h+ _7 y - picture.fin = 1;
# E) o: e! Z( z8 K5 K - }( { z0 _- F& d* h1 L; F
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
. h% `- Q8 x7 O8 k - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);4 a1 p; [4 m" T+ o5 j1 r
- if(sendbytes == -1)9 o9 P, d2 I$ T7 ]% I, y( ^
- {
0 u; t% d( @. V; m W. R9 X - printf("Send Picture Failed!d\n");4 y8 V! @2 Y9 g- T5 ` Y; p
- return -1;
/ b* |, @9 Q3 N. x/ h" ]* G - }$ T( p- N: r' ]' ]
- else
; q! L/ Y9 s' C( X V8 k - {
4 q7 U/ m& ^7 a, l - fend -= UDP_FRAME_LEN;$ Q0 V2 N2 |2 F+ x4 [0 [0 @
- }- i4 ]0 i, b# F9 I8 i0 |/ Q3 f$ i4 _9 |
- }
复制代码
+ l. S7 V; g$ T6 b9 g: X
( Y& [) q7 v) G5 ] x: | 2 c1 p M) x, r# W k
8 h# j- d B a$ h( E i3 v
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |