本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
( e0 f O; T, J4 w' C% d, o' b$ N' v! ^- [# G9 H5 e. v0 a% p+ \

) G3 ` L0 B+ y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
" X" r; l/ E5 n! O w8 F0 P1 M5 v: {) f5 A7 [, f
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。 * u: e9 {, g% {0 K( k7 @# g
 1 i3 m8 U3 v) Z/ @% \. 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。 9 B8 s( R8 x( h" k( r$ J' [7 B
一、HTTP网页服务器
# Q! H/ t5 X1 s' G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)9 U/ l1 l m; [# L5 X( v: ^
- {
/ A3 P5 y9 T) L0 e0 d: X - struct sockaddr_in servaddr;
1 l/ n/ u1 G; E* i - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);/ T$ h6 H2 U0 V* P: h
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
6 I: f% I7 S7 Q2 h. R; s0 j! \ - servaddr.sin_family = AF_INET;3 G# N8 ~: W+ p2 a% u8 S
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
' c3 |, ~% N; }3 @; Q - servaddr.sin_port = htons(port);
% H+ l4 U8 s* g& ~9 o( D- H9 F+ B% }/ q - int ret;+ u1 P) Z7 r! ?
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)0 o6 {. \! X t. O
- {
1 B! x" J* B# M7 t5 h4 E - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
, x; j$ `* C( F8 m0 p% a - return -1;) y- [: ^4 G: [9 L, I3 O* h/ ^
- }
) ~1 n% E$ | h, g, R% g5 C - int on = 1;
+ ?6 t U2 K& }3 ?# O2 \ - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
% n& q& A. x& x4 y - {& `- @6 a' K* b3 r; Y/ B# m
- printf("setsockopt error\n");; T4 l t8 V8 W* M3 Q+ a" ^2 {
- }
# {' H& e7 m0 H; z4 X - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);+ l7 O/ n3 }( v/ n9 d% u! H
- if(ret == -1)( U8 u" b ^2 N0 P, f
- {2 u9 N, r2 O5 i" ]& J! l! h
- printf("Tcp bind faiLED!\n");, @- ^' e5 W4 |( f$ W! k4 A
- return -1;$ G' {3 d, q# s o* e& P' ~# I
- }& `" k+ m8 a% g3 I2 R% p7 w6 v+ R
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)& w( z8 y4 h5 h: ]7 p8 T6 N2 B
- {! W) Y1 ^7 R. ?- ]) U# j( f
- printf("Listen failed!\n");( x/ w; ?6 y' O. J! g( u
- return -1;+ z5 v r+ d5 Q- a
- }3 V! k r" x3 J7 N ]- j
- return 0;
9 o& i* s2 k; Y) z - }
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);. }) e4 ~% B0 A3 h& b
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg); B- n5 u9 q) G& K8 y: y& j
- {* g) ~8 m: Z: `5 [$ j
- 。。。
* z; D0 w* ]9 M1 F& N7 i2 e- I" S6 J) {8 ] - while(1)
7 G1 X; I- `) a J% b; i+ v( K - {
6 |6 |& o% j6 {9 f' i) \/ }8 Q - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);- }: U; A0 j# }1 b
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
; a& L) F- c7 G+ o+ W# e - 。。。
2 S" W: o$ d; x - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
) W t+ C0 h9 [; u - }
" B9 \4 L5 d/ M4 | - 。。。
; n& P2 v, w. u0 q# w1 | - }
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);3 o& `0 _- {1 j7 a
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;1 ]! t' [ c4 }7 U& A. V4 d- n
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;' k5 B2 g: ]* P) z
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
9 Z* p4 \7 n, Q5 { c( ] - pthread_cond_broadcast(&pct);
9 D4 Y& t2 ^9 l- u$ D, B - 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;
' ~) B9 C5 X) a- o& J T" y% T6 W - pthread_cond_t pct;
5 q/ ~* W* X' I! i3 Z5 k! X1 P - int main(int argc, char* argv[])4 i+ g4 l: \, l8 t( K1 s1 c4 I
- {, o( @+ i @9 K: @6 O! @7 o
- ...' P+ C# X4 j) D; R$ K! e/ B
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
7 B0 N8 d# }; q% I" v7 i! I - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);! I. |1 W4 W& n, ^
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
1 m8 `3 I$ C9 T) |. V - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
% B! K W" g% S: t9 B, W - ...
, @ [ m. k& ]( v( b. R - while(1)+ Y: ]' N5 _' j( \# {8 S
- {
# k+ |6 _, A9 j/ Z" E7 o( W" v4 Q - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
+ \& J( ~( j5 f& X; e4 C1 w - ...1 R a) F2 s" K0 R- ~$ B8 J( F
- }
% [& ~. b& @- ^! J. F) A - ...
% [. ^" m4 W0 g/ O: w- n, p - }
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;">3 ]( N( Y1 T v* Y. @
- </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" \
5 N* D9 I$ ^' V4 ^ - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
; n Y) m; x* m; Y: T - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
8 d, J- U& F4 O; W$ i$ U& h - "Pragma: no-cache\r\n" \
$ S6 ^ c! }6 f3 w - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"1 ~$ e8 f1 N5 b
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
0 A3 g# T( }% G - printf("preparing header\n");8 X# u* d% q# w) O7 m/ V# `; E
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \. O+ B6 w* f/ D- x' t r
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
% n* l o& C0 }! { - STD_HEADER \
; N6 F7 t9 j' @. o4 {- h. r2 c - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \- _2 b% l0 ?" s3 {' l" V+ o* q& F+ W
- "\r\n" \7 a/ T' C# B1 s
- "--" BOUNDARY "\r\n"); Q' j7 W; ^ x1 j/ g2 Z
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)9 F# H0 P( ~& H; G- e1 v$ n/ e
- {
" U* J$ @2 T% B5 o( K - free(frame);% h; E1 b9 b5 N) _/ k% Y
- return;
, z( P" L2 G, b - }
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" \
1 H- v. h% y9 q/ ^* ~. } - "Content-Length: %d\r\n" \0 Q9 n# {9 K8 E" N" @+ O0 T$ v
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \' ~7 n+ K- G7 G- S2 l" |4 E
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
7 h* o1 B( h+ M8 ?. k+ r; M% ` - printf("sending intemdiate header\n");, n$ m/ @( U2 ~& Q8 e$ `
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
8 H+ K! Z, ~. K - break;3 Q8 C& l! s& d' x- y: ^ P) ]
- printf("sending frame\n");
$ R4 j2 Q* t& f k- v/ }1 m. k* B - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
8 a w6 y4 A5 J! o* u2 J - break;
5 r/ P6 V( T3 C" b - printf("sending boundary\n");4 e% A x! x% j
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");3 K/ p' S8 H3 V6 C" r3 D
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
2 Q5 F* c3 W, Z) u - 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。 
6 |! A0 R7 K- J" l6 g- B4 z % c; s* n& l8 T" B! ~
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:1 t+ S/ @7 ~- b1 O+ _6 w
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
8 Z! G+ F! N" N9 J$ \ - {' |. ]5 v2 \$ K' s
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);$ x; _& n$ Z3 v
- if(*socket_found == (~0)); \- I! d2 p% _+ q% t+ _4 H
- {: ^$ G* G- B! u4 F$ e5 \4 ^! J
- printf("Create udp send socket failed!\n");
) f$ h0 }" s0 R! O9 M& H! I - return -1;
: ]" Z' ]- M9 k/ u, ? - }
! N% R2 O- [ ~4 o7 G+ Y7 Q - addr->sin_family = AF_INET;
?9 E' ^9 I+ w1 W, u - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);$ d, o4 R' ?0 `1 {7 P
- addr->sin_port = htons(port);
; b/ f5 C3 k6 P2 l' V% d/ m - memset(addr->sin_zero, 0, 8);6 v- ]4 B5 S Z# h
- return 0;
' z0 Q# _/ g' o - }
复制代码 ! R: M5 Q: e; @6 v
7 h9 k8 v! D: U9 R3 s- B. f$ A
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:: o$ I% p" P8 R0 }/ _
2 |5 d; A5 o( n( y3 Z4 Y
: j6 O9 N( @0 I9 X' ]- y( N. ^/ L
- while(fend > 0)
' e( J' d& g8 s9 c - {5 v8 ]& N: F4 q. g8 z
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
. Y! _6 c. G' k N2 H& t- l4 |1 J - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);& ~- i$ }4 `- N" T' G
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
* R. b8 y& o1 E) v - {1 R6 J; P6 W* Y4 _( n2 b
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
, Y g' U+ Z% t: I - picture.fin = 0;
/ I6 |$ v# n+ ` - }2 U- O& `* w) E; y4 ?
- else- s E( V( F% ? H( z8 M1 o4 v
- {. O- `/ `3 z1 ~8 `" P
- picture.length = fend;
1 E2 t1 q( a0 O; C- ~6 S/ X - picture.fin = 1;
: ^( Q8 S0 l* ]- j - }
/ z3 W j/ T/ ~$ W9 R, J# D - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);, I$ N9 X0 S$ d# x. V: u
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);/ w( _' z* v: ?# r
- if(sendbytes == -1): i0 y/ k8 v& Z* Y, Z/ w- m' p
- {
" j6 {/ @$ Q q% @ - printf("Send Picture Failed!d\n");
# h. z: ~: @! x - return -1;
# q! p, S' Q$ z; _3 @ - }7 T- ^8 d3 u- M4 ~5 h# M# p
- else, p' \/ K& h: k5 V; S, \
- {
t; Y. c0 x" x; ^ - fend -= UDP_FRAME_LEN;7 S9 h: @ z) _9 _. q5 Q
- }
- u9 ^, |4 X$ J% G& k. _. O$ q5 m - }
复制代码 - S5 J. k% ]. \; a; V1 A
; a: ~/ Z" G6 t( g
 9 h5 B9 D O% K+ x% r3 T
3 u) _* g8 V. V5 q T1 r
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |