本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 : T, }6 O# Q U9 M T" D
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4 u7 j5 D1 R9 t, F j9 K7 l) H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; f& }2 p& t0 S: a/ b5 B/ o. r
* y9 V/ @) l! R9 X$ @9 Z
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。
# h) k9 d6 C% p1 }
$ }' v9 x' z' c0 v2 G' m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 }. ]* A* r- X- N( I% b
一、HTTP网页服务器
, m3 ?% m2 {7 D1 \% m- 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)/ C0 w1 ? ?) b2 J4 g$ s
- {* {6 }, W6 i0 {5 j2 p4 F7 p
- struct sockaddr_in servaddr;
: S% ]8 a- Q9 R! t% ~7 r2 Q* \9 s - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
% h L+ E1 y. f - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
8 }3 b- l. s* g( B( H9 }8 O, ? - servaddr.sin_family = AF_INET;' y, y# @' W* [1 V& c
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
7 n/ {% K2 _2 A& ~4 W1 q - servaddr.sin_port = htons(port);6 m1 }% d! `! S k2 u, H/ Q
- int ret;" Y5 j8 @: d6 t @/ j
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
& J1 A9 Y2 I7 U3 ? - {
: f4 }& a" w# V4 [; ?9 b# S - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
# B% o0 m3 |5 b* W - return -1;
( [. s# a: F+ H2 h, Z/ H' _ - }
& B0 }+ u, V) W& G4 R - int on = 1;1 ]5 P ]( C$ K5 C5 C% Y8 |8 Y
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
9 J' m, h! A: J6 c# S - {; |# Z: i8 e5 H) m: T4 X
- printf("setsockopt error\n");
2 n J: j# n( M/ a- N - }# ?7 F: i: ?% T) K
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
5 s" G) P7 [' ]9 S1 Y( Y. ~ - if(ret == -1)
8 I# t: Q \6 o& V2 S( U+ f - {
7 p6 O' w$ ?+ O' X& q9 K - printf("Tcp bind faiLED!\n");
" D7 e s" S7 V' ~4 ^ - return -1;
3 a2 I3 f. W/ P8 X& Y; J - }6 l' y" _3 R5 f1 X
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
" h4 _( f" v& E+ u" \% J - {- W: A4 c: ?: Y" A% p4 m, S
- printf("Listen failed!\n");
0 U8 t( q% U) d+ l - return -1;
5 P$ V% `; z0 Z* M - }5 s6 X- t" o, z1 @# l
- return 0;
3 v( c4 D( b6 Y: o - }
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);
+ z8 ~( w0 j# C% ]! w - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)* h1 H0 [$ X/ D8 x
- {
% F) M3 f7 q* E - 。。。
% x$ ?; d$ n! Y$ k% i0 F - while(1)# i4 F7 E2 h% \
- {
9 D& G r, O; V8 W7 D9 s; ]9 [ - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
2 U3 |; ?/ V: ^3 A. n - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
" A- Z+ m* a$ k7 @ - 。。。: u Q; F' e( J) K
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
: O' J3 R6 k8 ^ - }9 g y$ s# w/ h" a$ Q
- 。。。, i4 _3 w% `! E1 a, u- [
- }
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);* U/ w& Q# G7 @# L
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
; C% z2 w0 Q6 U - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
/ ^0 y" ?5 n) e0 Z - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;6 W( }0 ^# F2 s( G# ?, P; q7 N
- pthread_cond_broadcast(&pct);
% W( M( l N" q* c+ I - 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;: d+ r& v8 [" }# E
- pthread_cond_t pct;) o1 F# P- Q- |7 s: z6 \4 N$ F- a
- int main(int argc, char* argv[])
# i% ]8 T! b) I9 C5 s g# ^ - {; K( S4 I4 w, ^% |
- ...! ^% z/ z8 h$ }
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
8 L& U6 V3 `) U - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);5 c3 s! ?, z6 `, h
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);$ E5 X R3 }; O- n1 a& a
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);. m; Q6 B1 w. r O( {
- ...
# g* z( o6 S" W6 o# G* b7 \& @1 ? - while(1)
' C4 x0 Q5 l4 w. c4 r( s - {) Q7 F7 W# @7 [/ l" l
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);( N- H7 |/ u5 ]; Z0 }: b
- ...% J4 c- g# J" q E1 V- n
- }
' u" Q8 _* L8 l" J, j2 S1 n - ...( @0 B% s/ r, ~
- }
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- x4 q: |$ o) j8 O7 m - </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" \
+ b# I. {) N! F( v% Z; ^! i - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
) P% U7 P* z- Y6 h" d1 e - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \) q2 }* _, D! ?6 t7 l
- "Pragma: no-cache\r\n" \
/ W; S8 {% Q/ J - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"( h* m8 r6 W4 N4 q3 U
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"$ l; ^: S1 E$ H- u
- printf("preparing header\n");
) A/ s! E* [3 d( V& x - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
# g. L- k6 f, |& \& n- J: }0 D - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
9 G/ l& c* A( H: |( ? - STD_HEADER \. O- ?: @4 {9 ^4 T
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
' C& u* O4 k5 g6 A - "\r\n" \4 |# c7 M- z. M2 S0 m
- "--" BOUNDARY "\r\n");
4 A w& e8 F+ c; `' y/ R% o - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
: Q, H+ W' t4 W* {( i - {
8 v# \& M! \$ j- A( O - free(frame);
! o6 {# T. N9 v0 D7 D$ M# Y6 n - return;" j. o7 n0 F" p. W7 m) C/ T
- }
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 R# g2 I$ S+ s, W - "Content-Length: %d\r\n" \6 C) @% Z0 [( F1 L8 x
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
, t8 ~, B4 A6 W& E# Q- L8 S - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);" _% ~8 s" G+ X( D
- printf("sending intemdiate header\n");* [5 w! X$ f, E. l, p6 L6 P
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
9 b+ K) t D5 i! w5 x5 j - break;
+ o& M, b, ~4 x8 a: _; }! u9 q - printf("sending frame\n");
}" p& [5 H) Q2 Z8 m - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)- {" Z& e( L/ n# ?+ |
- break;7 H1 \2 D9 z: Q6 U# O: c
- printf("sending boundary\n");
/ e) O. [3 l7 m) g& m5 J- |+ y - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");. r+ Z9 d2 p5 ~9 E' p0 H9 P
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)# p- e) e$ x, O& h7 C I
- 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。  3 [4 Z6 E) N4 K' M1 m7 u. O( @7 P/ U! V! x

/ E/ C) w: ~% X- X$ _( O3 I% x% x二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
( T3 t! X5 M2 W: x5 f- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
% r% y T, }% Y( q5 Q$ { - {
! ~1 i3 F# @6 x7 m( O* K* x" r* K - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);8 n! i1 q& c. f" c' r) S
- if(*socket_found == (~0))
3 A# W- a! P; r4 c5 ^: h3 x1 V - {1 y: [/ r3 w3 x. S% \; {- s( O7 Q
- printf("Create udp send socket failed!\n");- |3 S2 e- c( m; p: K( d. ]. ?
- return -1;- T, g. r. X3 U5 Y
- }1 }4 p1 N/ V1 s' X5 F
- addr->sin_family = AF_INET;
! W. h1 [) p9 ^, n! J; @, M - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);* S" z: p7 b$ W& k' L
- addr->sin_port = htons(port);0 C; S7 C* |9 W9 a/ P9 e
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
( w9 Y0 T+ |4 k$ A - return 0;
+ F$ P Z) R/ [2 V8 F - }
复制代码
. w0 n! }( M; {4 C& v R" x3 L8 R* Q6 y) ]: m: 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:" `$ d2 M! K) t$ {% p# l
9 }7 }- n4 I0 `# T8 @5 @) ^0 c( q
: c8 Q3 B5 C2 a- while(fend > 0)
3 _/ C8 ~3 q9 a7 }' Q - {
8 \- }% j+ J. b4 \3 ` - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data)); {( N" N9 l! w- Z3 v( l
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);2 D6 [. ` M+ Z7 a4 ~, i$ D2 E
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
* m2 }% n# Z" P9 F. m1 q - {
1 @; T$ k, g5 F6 i4 B0 y, R - picture.length = UDP_FRAME_LEN;( x& v. r0 Y, Z% O
- picture.fin = 0;
u ~& \; N* W% W/ L. G - }
' u! ~# M4 V* f2 T" G - else0 e' n/ k% ?; T% v! q
- {' m! i3 o4 @. l% `0 p% p1 h) U
- picture.length = fend;
, A: g. m- R" O& C# q z - picture.fin = 1;
! \# t2 J0 n+ J - }
+ b# {3 R* m( I( z' A( F - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
; u3 a6 u# [# I- _ - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
; |% E# }. o* m7 h" c% R - if(sendbytes == -1)
( J! P1 H2 w2 `; e+ R7 D" k - {
7 ~; a+ l6 r; T - printf("Send Picture Failed!d\n");
8 g2 f* g' [% P! @# j - return -1;3 d" p7 Y! N. P! E% V9 }
- }
/ F3 i8 E* K0 _2 T7 _7 `! y - else
) A# e- d+ \# R$ |0 C2 k - {( A$ H9 n; u+ j+ ]$ c# o/ a C
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
, ?' _6 P/ L+ I* f' H5 a - }
. ?# ]' C) e& N3 e - }
复制代码 : V: x" k- f: W+ ?7 I! J
+ f6 h/ k+ Z3 [' e
 / M& G& O' r) Q! S$ l. Q: \
! r2 _" M' I0 S' A6 _+ HiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |