本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
( m, n; a8 O- \: K5 r2 m' `9 b; C: F6 w7 b% N- P

% K; o' b% I! [$ J( K- 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
6 n4 o5 k$ R; f/ {8 Y: z
' L1 |# i, }9 ~/ {1 \% Z# u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。 0 h* `8 K4 f. }

" I: I) R1 S+ ?) W( k+ E. n* [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。 7 Q, k* ?# a: i m8 Q8 T, u9 d
一、HTTP网页服务器
% G5 C4 h: \6 D$ U3 M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)+ f. d" G6 w c' A7 P2 z
- {
( p4 q V* V( s - struct sockaddr_in servaddr;6 j4 }# _/ g% `5 H( h& N7 V2 W
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);3 t9 l; ]/ w8 o: c {9 c
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));5 j* C. l8 T" q% \4 [
- servaddr.sin_family = AF_INET;
$ g7 ^0 H( G" L2 ?* y2 f, L - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
+ F# I7 |! w! v# `( s6 F - servaddr.sin_port = htons(port);5 F7 x" n# Q R) v( }
- int ret;
4 e0 Y7 n1 D; V5 L3 a* S - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1) R; K% F5 Q' [( y8 M: X9 u" t Y+ g
- {
% k' f( C; I/ |& E1 v - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
$ r# E- N3 H Q0 X3 _; g0 ? - return -1;3 }- N- o N- W7 M' D9 a/ U
- }- R& H4 v) i8 p' N
- int on = 1;0 z/ s; {8 z6 o @' t" z
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)7 u8 S4 E. z" w5 N
- {
( t0 u" n( y% [$ w/ n - printf("setsockopt error\n");8 Z$ j* N. Y# B7 ^1 w7 }
- }$ \8 @9 g' L+ X9 N
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);) j% b0 P: G: P8 M% b1 ?9 Z
- if(ret == -1)9 {2 h, a; f% H7 j8 X7 e$ k# o3 H
- {, ]) \2 c/ v% A- T
- printf("Tcp bind faiLED!\n");; }; F5 U* R$ L4 M
- return -1;
) c; J/ t7 ~5 g0 F - }( ~$ y5 f3 d) E8 x% R# h
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)3 ~# K1 @. _" D$ j) b5 Y
- {
: _3 k4 t- y3 @, i - printf("Listen failed!\n");/ k: \3 C5 \) s# c
- return -1;5 r: S7 g' p8 C! G& _4 ~
- }
2 m+ T! i+ s/ A5 X! y6 \# l, D - return 0;
0 k' W2 r, h# S$ M- @3 H; c - }
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);
7 h* C+ c& u. F* E! q" Z - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)# w# o) A. H$ o9 C+ ]: E1 R# }5 w# b
- {
7 |( G: @& k& o; P! } - 。。。
$ z* T U7 K+ j6 x% `3 j- Z2 g6 Q; R - while(1)% l5 y/ N+ ~2 M2 w7 l
- {
9 T. @' c3 ` q t - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
$ ]1 V! s Q7 Q! t - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
* Z; \( S7 v" B, K0 [7 J, j - 。。。
' N- A6 o* e2 o; D/ h- j. v. j - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
4 O0 c U# w6 ]+ x& x$ x7 M - }% v. H* f3 E! v; s0 q
- 。。。; v" d- Y! y0 q. k$ C
- }
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);" f' H6 ]* _7 M/ T: n, V0 s
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
$ E6 X2 G7 q7 H }' F - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;! ]# U" Q+ V. v/ a4 @3 i! x
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
2 M5 J2 t8 `. k; O4 F1 i& Q - pthread_cond_broadcast(&pct);
3 `, P8 e; D+ H% G2 K - 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;+ J- J. N$ ^, v* b- V( H$ d2 Y; {4 E+ i4 y
- pthread_cond_t pct;
1 [# `( Z+ h1 `- {* L5 o - int main(int argc, char* argv[]) ?3 V( K$ L# }) \% e# I
- {
9 m' O3 x" I+ O - ...) Q( i' h. `: {; I% _9 S8 m
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);7 }& R1 k' T5 W' }0 G
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);: s" }% w& z( b
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
- y. L: U9 t) q* r1 J2 J, f9 y - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);% l/ r) O/ H8 F% }% G- ?7 N [4 c
- ...' ]8 k# T, p+ z7 p1 u: R
- while(1)
4 s* z' t9 d4 `- r1 Q, R8 |/ P - {4 B9 G( s+ `) E
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
$ K7 v! C7 G+ S" U9 N - ...
: E% \' D2 m# m8 p4 }# c. g - }
# J1 w. v& q9 F, m0 M - ...! r9 @; L N7 C5 K7 R( H
- }
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;">
& K/ X0 F; A$ q& F5 O0 [ - </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" \
/ Q, C# J1 A1 u% g' ~ - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \- u2 |5 U7 P+ c( K
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \9 }& W$ w! d7 v: B7 t7 q, Y
- "Pragma: no-cache\r\n" \4 n# e; F' T/ y% S- ]' R5 ^
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
5 L' `+ b# G& C8 G, q \( O8 V - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
E& V6 {1 `4 ^* g5 v% U h$ c - printf("preparing header\n");: G4 ~' U1 H* M6 k
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
$ {$ k1 \+ l2 p9 S2 x - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
$ p0 V- L; a5 h7 I - STD_HEADER \5 }% s( {8 U9 F5 k+ E
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \5 u) K; o, f% k9 M
- "\r\n" \
/ A6 k, ?; d4 v- K0 l$ b6 t& n - "--" BOUNDARY "\r\n");; a. M: k( i# J. H2 x4 o% X
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)7 [' w- X) f& C2 w9 T b1 g+ {3 f) s3 {
- {
4 I: |2 {3 f1 ~/ c - free(frame);4 i& k5 b) \8 g9 [" e9 V( s. V
- return;5 I/ t2 @0 r9 ?5 b
- }
复制代码发送完HTTP标准头之后,就需要发送内容头(Content-Type),这处的Content-Type为image/jpeg,同样,HTTP标准协议里面image支持的类型远不止jpeg一种,发送完内容头之后就是正文和boundary结尾,这样帧完整的HTTP头发送到指定的TCP GET地址,就会在浏览器中显示刚刚发送的图片: - <pre class="prettyprint lang-cpp" style="box-sizing: border-box; font-family: Monaco, Menlo, Consolas, "Courier New", monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; line-height: 1.38462; color: rgb(51, 51, 51); word-break: break-all; background-color: rgb(245, 245, 245); border: 0px; border-radius: 4px; vertical-align: baseline;"> sprintf(buffer, "Content-Type: image/jpeg\r\n" \) U. i1 l1 W2 T7 F, l
- "Content-Length: %d\r\n" \- T, S' i& i3 a/ V
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \3 o9 R% P5 |2 M
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
* M2 _- u2 c' r- h) |3 m- A - printf("sending intemdiate header\n");
% G1 w9 a7 t5 p - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
& g$ s# ~/ i( T - break;
0 O& b: g' s6 M$ M# g - printf("sending frame\n");$ l, n: z; Q9 V
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
: I2 L, u( S7 q0 j# V$ r; z% z G - break;
$ Q1 [3 N2 n4 y4 p! S. ^# q - printf("sending boundary\n");& `% n, \" a3 O) d; d5 u. B, v! ]
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
7 k1 Z- ]' H" ?7 o6 \& y* H - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)1 N, Y) ]* [( m0 _! |, ^+ j
- 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 |, Q6 B! b: a* N" t( x
8 ^/ o8 R o1 a二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
Z: u) E6 {$ r) r; b# Y1 S! `4 c9 t- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)9 L: v* m) c' r, i
- {
# f) ]; P5 K* q - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
8 K, v. @4 A/ n0 T q- Y D: l - if(*socket_found == (~0))
( H2 {- r* o; r. M5 x - {4 V K- `& t* U- [$ s/ g+ ?$ y+ \
- printf("Create udp send socket failed!\n");: z" \6 ?' [8 _3 A1 M0 ^# d$ S
- return -1;4 q/ l7 c. q( z* h7 L
- }$ W, H# q! b" \( h. l2 n- b
- addr->sin_family = AF_INET;
- W- R2 t, z- b+ Z - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
1 J/ ?) F, {) k i% S - addr->sin_port = htons(port);
' U& \7 {. [! p: O+ s - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
( w! {! ?) D5 s& Z/ v# e - return 0;+ x7 @. v/ j5 `* [1 w
- }
复制代码
( M' X9 _& \, U- r/ q3 |$ u( `/ r" j3 R2 D
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 v5 W* r9 _5 [- _7 w* s* k1 w
) y5 B5 O. G( [2 v" }
3 f+ |) l( [4 F. V6 ]* k! } t- while(fend > 0)
. Q3 x) Z5 E7 e6 [2 h - {$ J# N: A! E- c
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));! u4 p: i/ t; _0 }
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);8 S4 z. k6 n# K) [
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
5 P" v; ]: ?, @$ i% v0 D - {
+ r" w0 }5 |9 r4 v4 l. k! y - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
2 ~) c* N& I) a9 F D/ O" V - picture.fin = 0;/ x6 A) h7 M- |5 l
- }) C4 E. f% R. k: e; r4 a ~# B' I/ `
- else
! S3 Q( |, g: v - {/ J9 Z9 U. v5 }+ O
- picture.length = fend;0 k1 K. I8 z6 g# S3 \5 J, h
- picture.fin = 1;
% W) Z5 |+ U* t7 ^1 r - }7 r1 P( n4 B: {, t2 M2 m
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);3 F4 z/ m9 I0 G5 ^
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len); D: R1 o! I- s) W
- if(sendbytes == -1)
; t( l, _5 p, ?3 n# K+ I - {
) D2 \0 H& H. _4 g2 l' C* o - printf("Send Picture Failed!d\n");
1 d! h9 H) r/ s7 B6 `* m4 F - return -1;8 G8 W: s) k( R" `4 c" q/ q
- }
$ j* m# n) C( i - else
1 J' y8 s# _: K, k4 t - {( N1 e) V% |9 P; |9 q
- fend -= UDP_FRAME_LEN;1 A/ h% X- B1 Z' z
- }
1 V. L0 W# ?5 E C2 j, v3 @0 c7 W7 p - }
复制代码 $ s* T; K, _4 n0 a" T
7 ?2 U0 N2 \$ u5 e* H
9 |. j0 l2 {) g2 v1 R1 b5 |3 r0 v. N& b; u1 Z9 q& J9 O
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |