本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 . Y2 ]+ j( ^# _. c! [4 A
" x, ]4 q1 x! c# q
6 u8 F$ ^5 h. P2 k8 J y! a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' t, ~; Q$ I- P' k+ r, p
* ?& z0 Y% W' Y6 t, D. S7 _- S( 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。
5 H$ t4 d, ?1 Q; A( ^ 7 j% r. r1 X: B2 Q
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。 - @* l$ d5 ]- `! O. x! a
一、HTTP网页服务器
: M( a) W- B& M/ J. v, Y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)
5 F0 ?6 Q& [5 g |& V, J }% Q - {
: {' j; f) g+ f/ A7 L - struct sockaddr_in servaddr;
( @1 W6 v7 g0 p5 {& Z8 S# A' R - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);/ f1 K) {3 N; m8 v0 }7 }
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));' Z% u, `' L5 I% M8 c! t
- servaddr.sin_family = AF_INET;' m' }0 t3 h- \( y, c; L7 q
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
8 `2 {0 }! [! r' p i1 ? - servaddr.sin_port = htons(port);/ t5 j/ ]& R& e. ~ u6 d& i0 o }+ t
- int ret;6 c: e0 I" r. A' q. r7 }# ^$ z* G, C
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1). k4 o: q. ]+ g2 V+ B
- {
$ y1 i' y5 M6 P" u+ E- L7 K- `2 C - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);2 l( A4 Q4 {" q, U9 m3 X
- return -1;4 [0 B5 g j. {5 c) [& X
- }
0 B' l9 m' P V - int on = 1;0 W, h/ Z; |4 B$ @
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
) A: M; S; s$ E# f" I) w& c' l - { F9 _0 Z$ x1 O
- printf("setsockopt error\n");
$ U1 l8 H7 \; d7 F* O; }# P - }4 {5 }* S4 d+ E) Q8 A0 C% ^
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);* t) F) {2 \( W) `1 P, m6 t
- if(ret == -1)
3 o# U L& _3 X H - {2 n5 J+ t; O4 T' [1 O! S
- printf("Tcp bind faiLED!\n");0 ~' ]+ C" u# y" {. C# [1 ^
- return -1;
9 G% q A9 e5 h" o0 i2 k - }
6 C( S# h( S! q& \; q+ z# j; `) ` - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
5 f2 u! [# [6 G: [$ m: A( o& T - {( ?) ^3 e0 F% _ D+ d/ L
- printf("Listen failed!\n");
9 [9 q; a; \. H; k0 r: b+ c; j. @, L. D - return -1;
" u8 r- \9 r" @3 L4 v - }7 R2 u: g0 w4 Y* X8 _0 `4 C
- return 0;
* R* U% u- z. Q7 ^ - }
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);
% T9 R8 K* @. ]' ~ I# o - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
2 x6 N J$ ^9 Q2 z+ G - {
* d6 w* v- c9 w - 。。。3 _5 Y& \4 j+ x& P! z2 H' l
- while(1)0 @4 s& H: K2 [5 b
- {
, w* n7 n$ Z) y5 y" Z, v# ] - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);8 I$ k- H) \4 V# l; Y
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");3 }. K6 F U9 A6 q. Y) d
- 。。。$ _- o; V% T$ F4 B& i# k" Z. y
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);/ W, M; r- R0 |, f+ J# J) M
- }
% h) c% j) H* {* Q4 ?$ \+ b$ u5 b! | - 。。。3 n. ^6 G' R/ Q. x
- }
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);
% K. {6 w8 @) b, I. p; g3 @, c! O( W' Y - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;2 A4 V0 P1 N: J- b9 |
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
9 M1 j6 |/ o. r/ Y - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
1 |7 F4 T. r( a. L S1 | - pthread_cond_broadcast(&pct);
5 @( Z! L6 j1 ^! ]6 V$ j - 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;' h' L+ t+ n5 Q, z# i6 t
- pthread_cond_t pct;! Y, I* o- G* j: z* u1 j \
- int main(int argc, char* argv[])
+ m! l' S; Y% h - {5 i% O2 P0 e; R0 H
- ...
8 \0 X" w% z- z; a - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
7 Z' f7 O6 A2 u7 ^) C& P - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);7 y- g' c( B+ T2 `* e2 _! Y
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
7 r+ e3 P, R9 I7 N- \ - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);; w( f9 G7 U9 U/ [% O, D2 h
- ...
# \1 |; x! _8 J6 l - while(1)
: N2 k9 n; Y" }. r - {
# A/ u- {9 d1 |3 ^5 l - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
) u* u5 y0 Y' z, O9 y/ F/ T - ...+ ~1 N: x) ^6 u/ t) T$ ?) i4 U+ s- R
- }
: s0 ]/ F3 F2 j4 }9 M - ...
4 S* J# O E5 p1 y; X7 M5 Y% |5 K: O - }
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;">9 O, ?4 Y7 a P% r+ R( r/ P k/ c
- </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* k+ R% P0 d
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
# ~* ?7 } F2 L. |2 k - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \8 M0 t% U9 e( l$ p$ N
- "Pragma: no-cache\r\n" \6 e+ o A0 b% u4 l' P* z/ k
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"" N( j; b5 R1 g! ~% M' a
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"" Y; K0 \9 Y3 e9 [* H% Z
- printf("preparing header\n");
0 S7 w- `( s/ z: M8 e. ~5 @3 j2 K - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \6 n) W4 |$ U2 S* n, H2 m
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \0 [. S5 P1 p; V. V8 k7 g+ g* ~" \9 J
- STD_HEADER \
4 i: D1 T* c |; `+ Z4 t! r$ I - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
: K) L* U+ Z/ `1 i$ j% \ - "\r\n" \7 @: N/ @4 k) h! V4 c, X" d
- "--" BOUNDARY "\r\n");
) c( ^$ [$ z$ m D" t2 l4 S% y9 {# b - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
$ \ f% I! P0 x5 B% [' g* Y$ Q6 G* i - {/ E* g$ y1 t9 a
- free(frame);
9 ~7 Y) `; ` r$ Z1 K! i/ v - return;
- [9 X O3 g4 ]* [- }( T 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" \4 q) A6 E( T4 u
- "Content-Length: %d\r\n" \
8 ?. M, @ a5 g% Q6 V, C* A - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \: ~; Z9 u" r9 s8 s
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);5 \' M4 Q Y" C2 N
- printf("sending intemdiate header\n");& G4 o0 Q; a3 C3 G. ^- S# u
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)4 s2 y8 g* w3 ~; v% L# U* q
- break;; i6 H6 A" |3 q7 r
- printf("sending frame\n");0 X8 E$ M/ ?; {! c( p3 ]
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0); l2 o- n# h, X- C! G4 I! Q" O3 r- O! G2 H
- break;
) E+ Y0 z% @8 w8 H$ K0 Z; E - printf("sending boundary\n");
" O8 s6 N- u5 X" o0 h& M7 h8 ~5 C - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");/ W7 Y9 |4 }; p5 c
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)7 ~+ \" p/ z4 e6 ` F3 c
- 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 N) ~( p5 u- Y + T9 o; x' I5 L- \* ~# S
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
* ^: H+ V9 }+ l- [( K0 J, q- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)3 o. W% _7 v; w0 [6 T# w
- { B6 j) b8 I0 C- v' k2 Q
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
( k8 i: ~' g: P - if(*socket_found == (~0))8 M3 W- l) T: B8 `$ i4 `
- {9 _ S0 d* D5 o5 p9 T+ W
- printf("Create udp send socket failed!\n");
: V! s( L1 C0 [6 M6 e; L& v# ` - return -1;3 X6 r! A4 O) c- R
- }# c: C' G& k" o5 `$ [
- addr->sin_family = AF_INET;8 B9 B0 L3 i6 n. n2 n7 ~
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);' b- H! T1 e5 V+ z- ~( H" R
- addr->sin_port = htons(port);
4 ?$ l3 d0 r; t7 {9 j - memset(addr->sin_zero, 0, 8);# N% m$ y, t4 G' c5 O
- return 0;0 n% D% {* M" s' L5 B
- }
复制代码
5 n6 a5 e: T' M: x+ T' B$ o* ~: @. C: b( u7 p
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 p+ H2 j: q" E$ D4 d3 f
& e* o8 E/ Y% }& `. E# ^
5 T1 X' z: ?% D* e- while(fend > 0)8 P( B1 `# @5 ]# x, U- X9 D. D
- {) X# P) u4 T2 J. A5 u
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));) Z9 h8 v1 R7 Q, z6 o" E8 e8 ^
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);5 J7 f4 A/ K3 g1 W' l0 |; y
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
0 D9 v- f" C0 w: B1 |* s7 s7 y - {1 X% o {4 X2 m6 r( y7 u
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;6 k2 N5 H/ ]% y8 n0 P
- picture.fin = 0;& I4 G- }. {5 _ l% ?/ Z6 n8 }
- }
# [8 k+ t8 J7 d2 q* D/ N - else
. m; M; q) i- y$ b' W R$ T - {& n) Q) L A N" d4 ]
- picture.length = fend;
. ?; U/ j, A% J - picture.fin = 1;
+ V% z5 [2 V' W J6 Q4 o; T D7 h: } - }# ?9 x& m& u' U k) W9 D
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
* W$ k" d" d5 n. l8 ?$ e3 i! L - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
- W4 B5 S0 h' O2 M- F; {( W$ v. z+ W - if(sendbytes == -1)
# U" r# z! n, b - {" O( d& w }8 k+ ?6 h
- printf("Send Picture Failed!d\n");
7 D% p8 N' s d' K - return -1;
1 a3 j1 x, j5 l4 A - }
" P; B9 a8 }7 |( @9 h - else
; ~! c; z; E+ U0 W- O7 G. V, a. k - {- A* _- i; P. |6 E& R8 v" c
- fend -= UDP_FRAME_LEN;- P1 o4 z3 h* y+ F2 k* W# R- H
- }
+ R% v* W2 }3 Y' g - }
复制代码 : @! {0 s0 I# u; p1 d" h/ Q# Y
1 B! n9 E4 N% s$ @" v

5 ?2 V8 R, W H+ {1 G9 `
3 L1 P: q" Q5 S9 q( Z- x. [ ~# oiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |