本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 # f) |6 z5 n2 ] u3 Y; l3 |! p# u
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& h' W: w: D! Z$ I" s, o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.html1 r. ?2 K. L- G3 I& b u1 `
% D" j6 r& ?( x; j5 U# O
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 f" H- v5 ~2 _; }( m; n0 ^! r0 o* z 5 Y1 k. F3 f) V! }+ 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。
6 U) W$ V/ |+ O+ Q一、HTTP网页服务器( h3 b5 A- K' G( j# ]9 F& x+ P+ ]- F
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 O3 |9 S& g5 s8 H
- { G* q0 K6 b w2 x D. @: k D
- struct sockaddr_in servaddr;; z1 g# H. t |# V7 e
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
9 [5 ~/ q+ g) U" Z2 T - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));7 G0 c4 {. ^( F/ w, x6 E
- servaddr.sin_family = AF_INET;
& j5 |" { _7 f7 h; r - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
6 B' r, i( X9 ~ S9 J# q# ? - servaddr.sin_port = htons(port);4 h$ l3 y" a6 U* C" _* l* L
- int ret;
2 F' A1 V4 f- S% j3 F - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)$ h3 F5 \. ` E, E
- {4 F/ p: N0 v3 I" c' e" X
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);! m6 L% m8 D, @
- return -1;
8 g: a% V! e# V! ]; A1 E. } - }# n, B3 u) u, B( Y7 L1 ]8 c3 L1 v. I
- int on = 1;
0 Q5 x8 q- l0 s1 y! W- ~ V1 x - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)1 Q; v: M8 }. F1 E. u- P
- {) R1 n$ ] z, p0 M. H! J4 U( {
- printf("setsockopt error\n");
0 s/ ~4 [ U) E4 ^) R6 B0 B) k$ K - }. a& \0 w. x7 H7 W
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);7 Q W9 @ A, }. R( W
- if(ret == -1)$ ~4 q( E, {2 `5 H
- {! V6 \4 B3 @' l/ g4 k+ Y& p5 y
- printf("Tcp bind faiLED!\n");$ m6 W$ G5 I0 D7 l1 U
- return -1;# H: Y ?. L5 K9 z; m
- }
4 [/ F9 g0 M& Z8 r3 c2 H - if(listen(*socket_found , 5) == -1)! s0 o! w5 g8 S) \& B
- {
* T6 M% W- h4 b) r - printf("Listen failed!\n");
" V \) [' k; y, @$ H+ A - return -1;& g* k4 |/ H( ]: X* @0 s
- }
2 o/ i/ A+ N8 [6 u& Y - return 0;: d+ g7 a! _+ R# ]% _! K
- }
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);# j5 P3 I k* H) c y w8 ?
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)% k$ ~, n( J& ^- V) c
- {
4 G5 d- N" ?6 W, U - 。。。& b* } E1 z N$ \' x
- while(1)
4 Z% A6 K3 z# D- _ - {
6 C* l+ \# e9 I) b2 o - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);% N6 g4 }/ c! Z2 ?) h
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");. D/ L( s, V" I* w2 M$ v
- 。。。
; w* j8 ^- |3 ~# M0 z5 b; L - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
" W& m! ?" K9 Q9 U- ? - }# Q- D0 m; Q2 Y9 t: P" B
- 。。。
! E" I: F, ^" Z4 A0 ? - }
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);1 |! t* v( t8 l- s& `
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
0 ^8 c1 @+ C# A( h6 B - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
4 t9 {/ \ N: b# n - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
) Z U E9 D) m' t" @/ p3 m - pthread_cond_broadcast(&pct);. p. W4 v% @+ \. k! r
- 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;9 E, n6 V q X$ {
- pthread_cond_t pct;; P. D6 F% s# G7 R2 k+ z
- int main(int argc, char* argv[])4 P9 n0 }: D" a, W
- {
; ~/ c/ n1 s5 Q7 n- x - ...
( S+ e: g' Z$ b) C+ Q/ v! B - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
, H. U; a: p6 H3 \, v8 ? - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
' b: l& i$ Q' P4 ~+ b7 V1 i - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
- C5 S. D+ {( }( M# \ - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
6 d# t1 G. f# D: r6 Y1 N - ...7 t. q/ c8 k; k, T
- while(1)! [8 o7 d6 b# g) c$ r3 @) }9 ~
- {
: F# B1 ~. {- u9 d- e/ ]. E, T - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
* D" I: l: G0 p, y" g" c } - ...
0 X" F( k' J; {" a* I9 G - }; I& M9 g: T- } ^, N7 N7 I
- ...7 }+ c* J4 l. L7 x3 k3 B
- }
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;">
0 ?- A5 J: j6 Y' l: T - </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" \3 |' U8 `6 u% r; b4 _7 f, Z6 j
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
' m# y8 A7 B, F - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
6 n! y$ w' a8 P( l7 D6 `. D - "Pragma: no-cache\r\n" \
' `; Q' N: b; v G2 c: K - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
8 C) Q2 K+ S2 j2 i. ^ - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"$ k5 e6 \- _, ~+ q* G% s% [1 E
- printf("preparing header\n");& J& W0 m1 i. J) l3 E4 E2 Z
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
3 K3 x: w- [6 K& U& S - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \7 {' B/ Y+ b& ^2 ^
- STD_HEADER \; n" F4 S8 i$ J
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \- f ~0 I/ N9 {2 b7 u
- "\r\n" \1 P. M9 ~6 l' B& W
- "--" BOUNDARY "\r\n");
) u f; M' n' W9 A - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)+ Y# Y' o- K' o% [4 G/ B
- {+ ?0 P6 s2 U; k2 I& u1 \
- free(frame);
" s5 N$ F& {5 Z* U - return;2 o5 |2 `1 i0 _# V
- }
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 J5 {( l1 `% H+ Z: c# N/ f - "Content-Length: %d\r\n" \
6 W: \- t% ^8 S. D% s+ Q - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \# ~2 |- x( I0 m( q
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
, s7 x) J' H4 l& X. k8 X- L8 e" h2 H - printf("sending intemdiate header\n");
2 E2 o o9 w% s. v' ?. |$ e. K - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
( E$ b) J: E+ |9 M - break;
5 _+ h6 }9 Z7 {3 b - printf("sending frame\n");
; O8 x: F. A# b5 A6 g - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
8 \9 ?. r( O! C, s, t - break;
Z- u3 R: A2 D6 M9 @ - printf("sending boundary\n");
0 w8 Y3 l! P& g |0 o - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");) H) |. G# f9 p" [" i5 H/ y. n! w
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)3 g- S3 ^% b2 n6 n
- 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 {9 Z& @4 \) K0 v, v% F" e4 n9 O
 . I* L1 j7 [8 `& C
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:. i8 Y" Y7 b: W
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port) d6 P& ~6 C% N# @+ X- v
- {
4 h1 ^' v! u% I - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);3 N7 F6 p+ u- G }) W7 o; }
- if(*socket_found == (~0))
! B* c) K' Y2 D% L2 s- o+ x - {
% c0 x3 l- Z8 k - printf("Create udp send socket failed!\n");
& i! k$ d5 @* d3 W0 F - return -1;
0 P8 H) D- s. J# \5 D - }! F8 o1 K# w6 t- E$ @9 X
- addr->sin_family = AF_INET;0 z5 F; R! J( Y" O9 p: R) A! a) d
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);8 O: `" K [0 }( v6 u
- addr->sin_port = htons(port);
0 G' I w' y3 ]) ^) \ - memset(addr->sin_zero, 0, 8);; [5 m/ T" O2 n- Z( L; O$ X/ t6 \- ?
- return 0;
/ H3 J% L( a. U) S5 I% M - }
复制代码 ( P, }+ E, ?& @. E! l$ B
! l5 p: Y2 z; f: i& p3 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:5 @, [: E$ K2 N* [" I
+ Q6 y" y1 \( @ T" w
# G5 f. g; r) O% `
- while(fend > 0)
- ~! m3 A2 I9 t5 r9 [9 A6 Q - {- x+ C4 q" D. g4 h
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
) S" c! J$ ~3 S( y/ B# m. N - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);9 v# E6 |0 Y1 g9 _" [7 @
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
$ i5 C3 N" M4 e - {
7 C$ W/ y& l" X8 V7 \ - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
. S1 S" P* D- X0 U1 j+ d' u - picture.fin = 0;
- e& }, X7 E6 \% ~. u' Q - }8 L8 l" C: N% ?+ x& o& Y8 x! F
- else
$ m' g+ w# `6 V; O" k - {3 ?, q, S3 ?- O$ w2 o/ [) Y2 R
- picture.length = fend;8 w/ [- P; O/ G& [6 C$ b5 R6 V
- picture.fin = 1;- c4 q O3 q5 l
- }
/ I# K8 b, W6 G/ v. Q# v G7 Z - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);& R* H l& n6 P- a4 r2 y; C- I
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);9 _! K3 I& U, J" ~
- if(sendbytes == -1)
9 l8 j& V7 b5 m/ U* @5 O$ U, q1 A - {
( a$ F ^8 n1 z, s/ ]( i0 H - printf("Send Picture Failed!d\n");1 o1 f& P0 E8 Q% n
- return -1;/ G) o Z0 }4 U( ~: E
- }0 g: n+ r6 E: r2 |, Z
- else& o0 \$ X) k5 V4 E9 }8 R7 c9 @( A* g2 |* I
- {
6 L6 I _9 s& T+ @4 w% O; z( D - fend -= UDP_FRAME_LEN;) x* K6 x. i! l2 `
- }% n( s* A& K4 c1 u. |. e/ H8 a, R
- }
复制代码
R6 D2 Z0 c m6 v) ]' n7 p' o: O

+ [* c9 t% s4 R1 I4 h# ^+ B
2 Q. R3 Q7 T9 N* W7 j6 g' ?8 j; c/ KiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |