本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
# p7 H0 k0 F) {6 Y, n( Q* Y V% B' S. q1 s# s# }7 k0 Q" c
 6 J4 f; G7 f! U, G6 K
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
5 G/ D( j9 u9 N; D# ^& [5 W O2 X9 p$ 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 P& x, _# h) }' C$ R! w
 4 {! g" M1 R* n) Q* Q3 ?- i" {
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。
t/ @/ U' X$ Z6 r) A一、HTTP网页服务器- z2 w( F8 E) \' m" U, s3 x 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 q: f8 a# h _ - {3 W2 Z! o" i9 P( C R
- struct sockaddr_in servaddr;
5 \# h$ J8 v3 |1 y - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);3 _+ G/ ^8 \1 `, l" P) H' E
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));2 _, R; Z2 M& U- I8 r5 l4 }
- servaddr.sin_family = AF_INET;5 j9 k/ S2 G! P, a) B r
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);8 F% f) Q1 ?! y/ Y! `( d4 A
- servaddr.sin_port = htons(port);! |% x$ N8 x2 V2 R
- int ret;/ Z! z8 |% ^: e. W4 j/ P
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
' M# t) G; |. |, p: ^+ ~2 n8 E - {
; h5 w& P8 h/ x% h, M9 _+ G) q: X - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
5 z: t% |& M5 b. L; ]( j: d/ u+ x4 j - return -1;0 p$ i' v7 x+ z
- }$ b m T2 k' u
- int on = 1;- n! Y. L3 K X7 T1 r) ?: i
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)7 Z- |- E8 |3 U- F- x8 `+ |
- {
" g" C' H: `" y( }; K* t$ ~$ q3 T - printf("setsockopt error\n");" t2 }$ R" T6 V: }5 B
- }7 ~ q; _$ e. K0 b5 J$ ^
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
% @* I1 i' r9 M: u/ E7 B0 |) ^ - if(ret == -1)6 _' r; X. ^) t: m; A1 r
- {6 u* K( O6 y2 H& c
- printf("Tcp bind faiLED!\n");& U- q m: L- \& H% m. C
- return -1;# l8 c/ E" B [* O' {
- }: p, i, Q2 H. ]% Q9 W" P
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)1 Z* G- C( D3 G, ^ a$ ?, h9 U
- {
; B+ h9 _' R& h8 f - printf("Listen failed!\n");4 o P: Z4 A ]+ k- A
- return -1; W7 I1 A! H9 o1 h9 [ A
- }, Q# F, K0 _% R5 n) X1 G+ W
- return 0;* S5 C( e0 R" k6 k, X( T6 _3 P" L
- }
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);
5 Z, ~5 p9 K3 G$ f3 F: G - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)+ I& f) {( J r( u& _
- {/ w5 ^$ p# G% o7 {& b" v# N# R* T
- 。。。
( G* q* v9 ]( k* S/ R- Z - while(1)0 P2 \" t3 \7 L# P- E
- {
, ]6 D# c2 `% F0 `2 F - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);( h6 a2 j& I) H: N/ S7 Y
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
5 D2 F# R: Q: [; S - 。。。
) E' f7 t2 |9 W% A5 P6 E - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);9 p, n4 C& U* N* L
- }, d: J" L( O1 w1 `
- 。。。
2 _$ z3 K9 w4 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);
* i. {# H) l% I( v9 S K" M - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;, _" y6 v8 h4 y9 Q1 ]. v
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
) b" O* [/ S& R1 P. l, `0 a - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
+ _4 e7 j. ^$ v5 f& H& j - pthread_cond_broadcast(&pct);
) Y/ W2 A0 l$ J1 v - 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;
F) F. l# L, E - pthread_cond_t pct;4 }& a" D* u, T3 ^* K
- int main(int argc, char* argv[])" H5 |+ ^6 b: \
- {
/ j9 j) H5 u7 s- S - ...0 Y1 G& Y \: ? [0 w6 |& N+ C" ?7 c
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
& T" W2 K8 F( I8 Q# l - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);9 I6 q) e' G6 w7 k7 T4 a/ Y; r
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);0 o% ? D, e3 b( m( j
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);# o' M. }! ]- B
- ...
. K4 l, Z3 y y; A( H8 D - while(1)/ l$ {1 @# i9 _* R# [9 U$ S
- {1 x% r4 _0 M7 @ a' O
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
/ q/ W+ t4 E1 H% D0 R - ...6 U; v( G+ ]+ m9 i O, I
- }
& h4 J O8 D% @+ q$ g - ...
- c* x/ o$ p7 o+ n7 X& P. x - }
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;">* U+ K7 Z* k+ v5 e L" S
- </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" \! \" u: c0 D) h7 M/ I/ { S. e
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
) ^' g; W/ l( U ~$ X - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \( T$ M% I% V1 Q
- "Pragma: no-cache\r\n" \
% R; E4 D; [9 o6 b- y4 L, r - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"# j$ h1 x) C) `1 p; B, m
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"* j6 ?0 @2 ]8 p+ C% f" p
- printf("preparing header\n");
8 _# S" z0 m4 G. u# J: H# Y) `, w - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \' G# E# ?* n* ?; V* U8 o
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
& z) a5 W; ?6 ~. z( `: S8 L - STD_HEADER \& N% o) b @! k" v/ \5 N- t5 N
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \2 s, m2 @( D: R2 a
- "\r\n" \
2 A+ X4 F6 I; h& d0 j$ k$ P - "--" BOUNDARY "\r\n");0 [5 R2 c! S& m6 ]; Y0 d; l' ~) X( S9 l
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)- i8 Z: D4 E$ _( I/ c6 i/ [/ _3 X
- {& h3 m0 p% \2 j: K
- free(frame);
' @. I7 ]$ F T9 E! P! R - return;
0 F& o, ]1 J/ p/ M b/ r5 O - }
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" \
" c8 e& p+ v5 k# y) i3 Q - "Content-Length: %d\r\n" \ f( q# O+ X" [* n, B: L
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \: v7 T3 z k0 c9 I% T1 W b
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);" P) l3 @; J4 }# l
- printf("sending intemdiate header\n");
' x) j6 g0 @3 }, v - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
$ C" O3 J' q; P7 V$ y - break;
3 ` i. x% |% `# b* P1 e* s& @ [ - printf("sending frame\n");
' L7 X; c( F- F& X; i" c( X3 ] - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
- @4 O- E6 C2 Z - break;3 d! r9 `( ?& j6 @
- printf("sending boundary\n");
$ T5 ^' Q" ?% S0 Z/ N - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
% a4 \+ ?/ e5 K- E9 X4 T - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
. T0 x' ]5 Q. X. d4 M) e - 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 ~! u$ G& p7 m / w" g# x2 G; f- c
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
. [: N) G/ m5 e6 f- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
$ [0 ^$ P) P2 z O! a - {$ q& H, m* A, N* Z
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);/ Y4 C5 E- \: A; g8 Y
- if(*socket_found == (~0)): L/ e) W, z0 o5 C1 q6 t
- {) {' w9 v. l- Z, z, V) y8 j
- printf("Create udp send socket failed!\n");
7 H4 W2 D3 d4 j - return -1;- o/ P2 M/ K& @* V; ^% u* j
- }
* Y ^$ s/ D2 n5 @8 y2 Y - addr->sin_family = AF_INET; E6 r7 a, j! F( X) Z, A$ m( P
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
1 d( W2 q, l& F0 n - addr->sin_port = htons(port);7 A: S3 j. E+ t' F$ U a5 Q
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);* j3 N! I( D% z4 B( p/ V
- return 0;
* C- `/ c% J8 ~6 M, f0 _) \' i: w - }
复制代码
' v8 q0 w9 g( q9 H8 {' B+ t
/ U6 q& w! M# u2 X5 |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:4 Y; W! ] A, U2 D
9 m3 ?8 X+ d0 ]; X! }( l) k$ n+ n- j/ o
- while(fend > 0)$ L) c+ ^/ c$ Y4 P: t3 y
- {9 k; S& U6 N* K* Z3 F6 w. L
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
; ]: o' ]5 g/ |, Y3 P. F - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
6 Z: S+ l% T0 C# S/ ~) a3 Z - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
- ^# X6 m. @ @( e% K+ `# M - {
+ j( G6 Q ~( M1 ^8 o* t - picture.length = UDP_FRAME_LEN;8 Q _0 w; M8 u# c# Y* A2 S
- picture.fin = 0;
F+ J. _3 r7 q - }
6 j& H3 W1 _, |' X/ b, N' Q0 a - else
/ L& ` m' K& {' r* W3 i8 M1 n - {/ E8 [7 c- _& W$ M
- picture.length = fend;* {$ D, t% e0 Y, B1 W1 j
- picture.fin = 1;. ?- V y k. v
- }
' K5 c& I& Z/ f2 s! k4 U0 {' ~* X - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
M+ }* R8 M- X* R2 D - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
8 Q* |" t6 [& M: b2 o* Z4 L - if(sendbytes == -1)5 R2 k' S) b$ a s+ |
- {
* v6 b+ _% Y* w - printf("Send Picture Failed!d\n");; ~7 d9 ^3 V& `* W9 |9 ]% U
- return -1;* ?& q/ X/ V& r; n6 ~% r8 V
- }
& `5 U" \* R3 w7 j/ }8 @ - else
# a3 V y* g0 o0 |: Y - {7 E8 ^2 G& |+ j& X; q q% L, x" [
- fend -= UDP_FRAME_LEN;5 z4 P' ]% [# J! h2 Y' E1 j
- }
( J0 G; P8 n5 y5 R; ^ - }
复制代码
8 X1 O' `/ j; z6 Q9 Z7 k
& T: a3 W; W& I+ x) x
, ~! F/ ]: ^: z1 |% [! ]8 D* K' w! D, D2 a- H9 c2 g( R
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |