本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 ; e8 B7 S" ?$ R% s
0 O/ r6 k" I9 N6 W8 i6 m
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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.html0 m' F+ x0 S3 P* q) n
- _1 k# B$ ?) r' ?
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。
' f, w8 A" f; @$ _, P
% R. q0 C/ c, B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。 5 q% L; H" H6 n6 ?! @
一、HTTP网页服务器
* i4 W& }4 V3 k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)/ { c7 j8 ~) `, [6 C9 l
- {! Y7 u; O9 ]5 B3 A
- struct sockaddr_in servaddr;
4 s+ i. f0 f9 h3 z* @3 l7 S - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
4 o3 P1 z, f& o% f: G - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
8 Y, I' K! {, E( c4 T - servaddr.sin_family = AF_INET;5 K) b w; @4 m* N
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
, X3 x. A9 C# |6 L# T- ~ - servaddr.sin_port = htons(port);
; a$ h/ d' \5 Q$ E5 j; L - int ret;
( X& A+ [7 Z8 ]* F" X4 R - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)# z, t/ Q% X1 d3 y+ K/ K C
- {% @' U2 f# v2 W
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);* w9 z( x! c: J _6 c+ \
- return -1;
$ G5 z) o0 t m5 V8 I - } P U/ L0 j7 P0 A- Q$ T
- int on = 1;/ O5 Y7 |% O: ?5 X
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)+ U0 `4 o/ q/ i6 ^1 R0 @
- {
! e; b; ?& S |7 y' ^ - printf("setsockopt error\n");
9 ~ }: H& Q* _' c; y! F0 d6 ~ - }
4 t/ @" {% X' t/ C# @5 H - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
9 y9 z' g; t4 x& r: g - if(ret == -1)
* H1 n: u0 ?& i1 ~3 b - {
* w0 @4 @" P# G! p - printf("Tcp bind faiLED!\n");% a* `# a. Y9 o+ \. u( v
- return -1; a# m* I: x* S% T _
- }' O9 j2 t2 K5 m. ~+ D, a+ x! W
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)! b' X0 w5 r3 } R
- {
* c! Y3 @8 X. a6 u - printf("Listen failed!\n");
- L( ^$ U+ I. X - return -1;
: g: H6 Y4 A. k! N# \ - }. i0 i& F3 R. f
- return 0;( \& P6 J% ~0 @2 X; j* |1 t
- }
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);/ D8 i; o0 k: I1 d$ E9 @
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)8 t `: U3 ` Z* b2 F7 [( _
- {
! I( u. T: [5 e& o3 Q* @2 v& j7 W - 。。。
( H/ s2 T# } C) Y4 R: I0 } - while(1)
3 t, U! f/ C/ s: J+ V3 L, s# p - {/ b, ~% r$ }7 X5 j# S
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
$ U# W1 p7 B* q {9 r% Z* P" a - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
( V* _8 z1 Q- `, I - 。。。
& J: Y) c2 n* c0 M - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
( @2 V0 l5 y1 F) G5 q' D - }7 q& z- K! M7 Z: O$ _' t5 F
- 。。。
9 A1 a0 F$ M# y! {4 w' k" ^- 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);
4 m; {! b- R3 B; ^; ~: e, ? - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
. N, \+ }' G, f k9 O - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
9 j/ G3 y: Z9 t - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
# Z+ Q4 \, b! [+ w" n/ [ - pthread_cond_broadcast(&pct);
/ S8 F$ M) c- a/ B4 v/ u - 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;: a. `5 w3 U6 V m! B" @8 ?' X
- pthread_cond_t pct;
" L, G" L. Z: c, O" J9 A - int main(int argc, char* argv[])
1 h* y' y% \ N' X# v! n7 a - {
: o' f' l1 Z* H, q( T- o - ..." [( T& A: y2 t
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
8 \# g' L: \5 `# n: \1 c - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
" {) o0 O3 |5 m6 P3 {7 b& a& e - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);# } V" z% A7 d7 B, y
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);& k9 S2 s2 o% b# l. W
- ...
3 `5 ^6 s% |* W1 C0 d0 ~ - while(1)7 ^2 [9 N# v5 S& o$ p
- {
% k" x0 F- z, z* T8 `! E! s* v3 n! Y - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);# Y# ]* e" K- x; I8 W
- ...: ~! z7 ^" h) a$ {5 @
- }) z( S. J% t( j# S
- .... W; ^/ C3 s1 q% s
- }
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;">
, ]; t4 B/ }! ?/ m6 a - </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" \
/ `$ L: E5 y" W- L - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \( p5 B1 Z8 K- R' Y; V
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \8 q" |; ]# j. T1 d8 r
- "Pragma: no-cache\r\n" \0 K0 Q9 V) |4 ?' q7 F
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
* |& v. c. V; _; ?, D) ` - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
) G! c8 \2 k. M* U: \: R5 @* u - printf("preparing header\n");
/ C8 E/ c3 Y: q$ ~' r( k: [ - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
' s+ H( v$ M& Y, M - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
4 ~- y2 c9 ]0 w9 x - STD_HEADER \' I: X! H3 j9 u
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \& U" `2 l/ t# b' [
- "\r\n" \) |( `. `0 v% i2 H% Y5 V
- "--" BOUNDARY "\r\n");- v3 i+ f, n( z9 g
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
" ?$ [" v# I; ] \- M& c' | - {
4 i3 p" d. o( C) o - free(frame);
# [ `# u5 Q V$ K: ?% c5 S r - return;% e6 Z/ r5 H/ R4 G$ b( Z
- }
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' C* m4 E1 P0 m( e, d+ h - "Content-Length: %d\r\n" \% r/ |: ?( d8 o( k- a$ E
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \$ m7 I; s6 k/ E! U) H9 v9 E$ {
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);2 x [( @9 ^7 A
- printf("sending intemdiate header\n");2 y4 k8 a2 Q* [' Q# ? d3 Y9 c+ |
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)1 q$ S7 z: \" M3 n& ^8 [. ~- p
- break;7 h$ M/ d. J6 ?% w$ m
- printf("sending frame\n");
8 v- w0 C6 `! Y w8 A8 T; s/ J1 j - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)+ [. l& `$ w- H: M1 `2 e
- break;
+ @ V' j: b8 w ]/ g6 `! S - printf("sending boundary\n"); L t) n7 S2 a6 E$ i
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
# U- u5 I, N" j* I! T$ E: T - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)$ n2 O% [+ k5 V( [% m
- 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。  7 X- W. h: Q# t. Q8 w
 : a4 h- e; `9 N$ C8 b
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:- A* x8 A% M8 E4 T' N2 i$ M
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
$ C$ R' e H+ A5 E( m - {
% ]; J# n% @$ Q* e, i- V - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
7 S' w8 U6 N( p8 | - if(*socket_found == (~0))
' O* c& N; z: L' P* k B( G7 C - {2 b, o8 V7 ~7 [# v6 J! s
- printf("Create udp send socket failed!\n");
- @8 Y% a- l; o) R& y( Q3 i - return -1;
1 @$ d+ q( s9 \& n4 N7 ]/ i - }
1 c+ T+ e. p2 G( @5 H - addr->sin_family = AF_INET;; b* V) w, Z* }2 t' O6 O
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
7 \. u9 m$ f1 c+ E! I - addr->sin_port = htons(port);
, _* \5 d0 L! _8 N - memset(addr->sin_zero, 0, 8);# k1 A- H2 Q$ }' \. d. A
- return 0;: ^- Y( l; h) W' r9 ?
- }
复制代码
. H1 \( Z3 C4 i% s6 t% b) q+ m* G8 ~6 Z) n0 \ W$ v6 R# F0 y
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:
# i$ Y0 @, A# j
2 O$ d$ a0 V4 H% j
6 s7 C$ |; R: N: k- while(fend > 0)
8 Y2 N, ?, c$ q0 y. v% i C - {
4 J% M+ r' ]# `$ b5 l - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
2 |, v7 W& `% b9 L6 _ - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);( ?4 k5 D% q, H* T, j
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
0 g! L( h7 W7 w) C2 x1 h - {+ D+ \( I' }" S) _) b8 b
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;% [; n$ ?5 g' d
- picture.fin = 0;
1 x1 m/ q7 R$ R8 [ - }0 i, `, i2 p9 {/ o
- else( H" m& V2 c- l, [
- {9 C4 j; v9 D1 P- [0 Q3 Z; C: e
- picture.length = fend;
* z6 I2 Y. W* A6 S - picture.fin = 1;
1 Z% ~8 a/ r' G: \ - }
# l8 h8 d' U0 ]7 X5 _' g& w - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);- Q) D `. P3 I. q
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
, T/ q* \5 O) e W) @ - if(sendbytes == -1)1 K& q* ?; e% i( R/ n' d& Z
- {( Y; S* C6 O( ]( \9 c( F1 u+ d
- printf("Send Picture Failed!d\n");7 p& i+ H: {* i% Q% {9 a+ j& G0 `
- return -1;
9 f/ [4 G: V8 M3 P4 C, M' k - }
; l( Q! Z5 q1 f/ [4 Q* Y - else
# q! I3 F! A7 `+ p: r5 _ - {" h+ |$ D6 ]0 u j8 O- q4 K
- fend -= UDP_FRAME_LEN;7 w5 h: A3 s2 i5 x7 j
- }$ F* }' Y* B1 Y. }3 g% {
- }
复制代码
. f* P6 c: T) Q4 d' H1 }0 G( P
# N% ^* ]5 Y. @3 g) g( F 5 v$ o/ B8 T! S. n) ^+ ~ E
; Y3 J4 E& t6 W" |" fiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |