本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
+ M6 {; t9 u5 _4 A2 |% ?( ]7 h, J* T5 L2 c0 ^

. ], c2 y' [8 T# N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.html3 U! R9 d$ S8 F) }/ ~
7 q$ G& q0 r7 d8 \9 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 @ n9 G# y + R& c8 c/ t, X* y& R6 `! p& N5 }9 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。
2 y+ Z. L9 E# W$ ~+ c( ?一、HTTP网页服务器: B2 p7 d8 W5 [/ Q
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)+ Y0 r+ J- H' H4 `
- {
) ?% i" R2 c& l% f/ e( D - struct sockaddr_in servaddr;6 } G* w0 a% l
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);8 M$ ~; i3 `, Q, Q# {# D
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));, r7 S. m/ M1 d
- servaddr.sin_family = AF_INET;; V2 \, G- f7 `* g7 `& L
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
9 A C4 Y5 Z5 |" r- ^: N - servaddr.sin_port = htons(port);
9 ^$ [$ k1 U( i7 U - int ret;
$ q; y' [$ v' \- u, W3 u# s - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)" k' p4 m3 H) q1 O% b% H* Y
- {+ J0 m' v. o3 T2 t; Q& E
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
5 y% \4 b3 A( W" u U/ i - return -1;" L- W9 I9 k3 b4 ^/ y3 @
- }
@4 K4 I5 m( T* ? - int on = 1;! H. [" [7 l, `# @+ n
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
; G( r* l0 f7 j$ M5 r }2 I - {
# p& l4 A* o8 X; e m - printf("setsockopt error\n");
! [4 D4 O3 _/ z8 E8 x2 B; D* M% e - }0 K( n) D7 |! N: D+ c- Q
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);# |1 w& W( b& l; a* x- ~
- if(ret == -1)( F# o: w' U1 S j! _( A
- {1 m, w4 f, r& F7 J1 r$ `+ m
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
3 H; c+ k( w2 S3 J d; x - return -1;) c+ w1 W$ _0 Z' G9 f |( g0 y0 b
- }
6 A; f- I I6 ~7 B# { - if(listen(*socket_found , 5) == -1)0 i* O" h1 e1 r3 z6 n( u! e" u2 Z6 n: D
- {
8 r6 x. G7 M; F* S* j - printf("Listen failed!\n");% f5 _% O: _: a8 g( Y
- return -1;
1 O1 l9 p2 [/ J! z m4 W* s+ v, K - }, F- v2 s) Q' ^( J" p$ T
- return 0;4 n1 d0 C' U) `/ k! L4 ^/ d
- }
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);+ e' y% L) p1 [$ n: R+ H
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)9 ?8 x; K/ ]* o9 Y
- {6 t# w' |2 ?' v/ ?) l2 W- u$ K+ F
- 。。。
- u9 C/ X) c" L: k# }' @ - while(1)
. D) u- q$ w; b7 o - {
- o& ?" r3 ]% X1 ~. y - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);7 I8 `2 G: k; A0 h! V& n W& G
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
0 l Y3 K" L% l/ C. C" b( L - 。。。
/ |! D, V0 F* N Y - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
& R8 ~6 A( m) }9 U - }* g7 b, z9 X, [0 n9 K. F
- 。。。. H7 m, \7 A* p4 _2 {1 N
- }
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);+ {/ O2 N- W' R' q, x1 S
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;* Z1 g/ M: N! J
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused; A" j# f# _, s6 i3 Y4 d. C
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;# R$ X) Y7 u2 o1 ~: X7 _
- pthread_cond_broadcast(&pct);
* Q/ `' h0 M5 J, N/ l0 C - 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;' S7 g/ [& ^$ ]# `# U7 |2 G
- pthread_cond_t pct;, l& F3 k& Y# w, J) h
- int main(int argc, char* argv[])
; `* ^! B% h$ E+ ?5 n( Y$ F3 u& l - {
0 C) `- Q. N* a) b) o, X( M2 } - ...
& S4 H* y! r+ Y% D; R- E# n7 E - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);6 x: B0 T T* P2 n: X) S
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);; ~ C/ |' ~" D3 [+ W2 Z
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
. x4 I, P3 B) v) m" o - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);! }0 _6 N7 z: T2 _2 ?" c: j( t
- ...
, }5 h& C- k, r. d8 q - while(1)
% ~! w( _* r5 }8 \* F O* g - {# \" L6 L+ e: D7 h- a8 r, v
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME); B0 |5 C. z1 J3 W, V& b+ ~9 F3 S
- ...# \- X) W& E+ W; m* L n+ c
- }
* W/ N" t& Z' u+ g d7 i6 A) c; ? - ...
. a( o* S1 M+ I+ { - }
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;">
' F1 L" O+ I" R1 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" \% y9 I ~5 e3 o x+ z/ L. ~
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \- U" f' w* B- R1 y r- q
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
1 s o5 R# R/ E% q - "Pragma: no-cache\r\n" \
# A! T8 E8 k4 R( E2 ~. Q3 w - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"6 R: M5 O* X$ n( ]) k! k
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
- z/ o3 s) `- X2 p# C/ N - printf("preparing header\n");( V0 e5 |0 o. E) i9 [, n
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \# h8 L" E- z5 H7 \" ^2 N
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
' F- t$ h; A$ ~7 i1 N! i) u - STD_HEADER \) ~4 L1 A5 ?3 \6 Z+ S0 ~
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \( W: U. ~3 T& @
- "\r\n" \
1 u1 A9 |) C7 B - "--" BOUNDARY "\r\n");% q0 j# o, p3 Y0 K
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)" K4 e! D2 d. [1 z
- { t# |* A) O4 V% @( j5 ?; q% Z3 ~/ O
- free(frame);
) b5 X0 j; ^) j. L @ - return;
9 q+ R" H, x3 A - }
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" \
5 N8 m' a7 U6 X - "Content-Length: %d\r\n" \* p) C( q$ Q9 s- r( E5 l6 ^) n: {. g
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
1 G( E' J% H6 _ - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);7 |" F+ l7 B6 f2 _7 R& } q8 [
- printf("sending intemdiate header\n");( S( t5 l- m' C; U
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)& h5 ?' J4 E6 `% a+ t
- break;: v; Y2 a3 K, z# V( @
- printf("sending frame\n");$ A1 h H2 g3 p0 v! l
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
6 a1 o3 A& r7 v7 X% V - break;
$ n: G: @* G9 w9 t! s9 k - printf("sending boundary\n");
. f9 z2 O, g" d% Q - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
+ i" W! s2 r) i1 V" { - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)0 K- N4 u4 X8 O0 d0 ^
- 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。  4 Z2 m" d. W; k8 h

7 }6 f* l1 I1 K1 K$ \9 T二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
1 j! k' S m/ r( c* c- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)1 ^' j# I M# D0 N6 K7 T' f
- {
% i4 V2 `* \2 O! p# Q" y( N - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);. D( e f5 R" }5 \% ~4 k" Q
- if(*socket_found == (~0))7 R. t4 \+ U# A9 H
- {9 {3 k7 W0 ]7 k( c% ]5 Q/ T
- printf("Create udp send socket failed!\n");
- ?( d8 {3 I" \) S# F1 V' j! t - return -1;
r7 X: m9 X, ?8 F4 M - }$ @( z4 E7 j( F* M( S
- addr->sin_family = AF_INET;7 |2 O* s; M' a R s7 w# ~$ u2 S
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
+ u; U4 j8 l# A0 b - addr->sin_port = htons(port);0 z% o& H0 Y5 T7 N* g6 L5 u3 `1 E
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
" B) H k- W0 E- @ - return 0;
: V2 U' ~4 |. A- d - }
复制代码
; w4 {3 u! f9 G+ C- z4 L1 R
7 I! c$ r( e' {4 K4 @' ~5 e4 e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 C- E M( i+ x" r4 N
+ A" x! U O9 C& S8 F
5 p* j3 ^* ^' L. H" _) B8 x. f- while(fend > 0)
6 P! f! ?/ }: d6 C* \; i - {
6 X$ y( n# O6 ^ - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));, z. t( {, o- H; A9 c
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
+ k/ \' R/ O" D! t! ^, p - if(fend >= UDP_FRAME_LEN): m. b, @# ~& ~# D
- {
, C$ D- \9 [) _- x+ S - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
) L2 M' I# t; ~9 |2 Q2 C V! i - picture.fin = 0;
- G/ A1 S6 }! f - }* K! X" k- [4 {
- else
' W+ C0 z* N# N; h- C6 y - {
" X8 L2 f% W9 \) \8 K# K - picture.length = fend;
, j8 U y& t' C$ o - picture.fin = 1;* B* p9 D5 G. d6 U3 V9 {
- }
" _7 o1 y6 A: e' C! A8 \3 ? - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
: J6 N1 l* l Z0 _% t - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);1 h+ G1 n/ S3 {: z5 F0 f5 h: @
- if(sendbytes == -1)
; z& i1 N- K! _* f ^2 L# F0 c - {
: {5 W/ I3 K* q E3 }7 y - printf("Send Picture Failed!d\n");4 N. O, {" O" I- Q
- return -1;3 `. w1 L9 @8 v: |% F0 j h4 F8 W
- }- O4 Z' }1 u7 k
- else& s5 V! b' w# M ^. ]0 U# u0 K
- {
1 P; n/ H* i3 }; ] - fend -= UDP_FRAME_LEN;2 K$ b: ^3 Q1 D1 v5 U
- }
# v. [# s- F8 z0 _' Q0 t8 X - }
复制代码 . D7 y) C& h# \0 G' H* h: m
' h% ~1 p* \+ m" t' W6 v2 X

5 b, s a* W6 A5 T& J( r) Y: {, U; P
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |