本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
6 h3 O" |! f; z' d% o7 @1 ^( ]
. _+ w* o8 Z* ]2 }7 M$ ?7 E $ e/ ]* s; M% L
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! h ?+ |7 a4 z/ g9 l) B, y( L8 ^
g- v& j" l- ?! o8 Y) \6 `; `! N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。
: r: h; _4 Y* [6 i% o# |7 ]
* w: }$ Q) ~* d2 n! g! T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。 " H4 V! u# Q4 w# l/ K
一、HTTP网页服务器
' M. r T0 k- ~' o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)
5 R# R$ F- P3 n/ X/ @ - {
. M; T! B# x+ A L - struct sockaddr_in servaddr;, X6 C( d0 D& y9 }* Z5 ^
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
' u1 w( o' D# q, `- o9 V - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
6 J) D3 K( x! P; I0 B3 _ - servaddr.sin_family = AF_INET;
* \- m( c( R$ o+ h4 T# @ - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);- b% Y( W+ h7 V! _9 C
- servaddr.sin_port = htons(port);$ c9 A' t& j0 @. {# t) m% n9 p5 }
- int ret;+ I9 L e( X4 _: c& q7 ~
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)5 v; G7 p) [1 H8 n
- {% _7 f1 q0 U O8 m; t0 T l
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);9 ?4 y% k1 K+ g) c3 v# d
- return -1;/ d9 O p& Q4 L9 W8 a( [
- }
; K: b4 ~7 h& V A D! e - int on = 1;* w* \# v+ I6 ]! Y
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
0 o' b e/ e% W2 T8 h0 K3 S% ^5 P - {# }/ }8 W1 n- O( l2 H, U2 Z& A
- printf("setsockopt error\n");
# V; p: d+ s+ T# I6 C - }- J* L4 K: P( b8 R5 P. n s2 E5 C% h" W
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
, J# X5 I! P& G5 t7 Z" c4 P: f& P2 S - if(ret == -1)9 x7 s, ?6 b9 ]) Q
- {
. ?2 R+ ]4 Q; k5 ]# A6 l. n - printf("Tcp bind faiLED!\n");
+ C; s. ^# {" [; M' k4 }, d( _, q - return -1;4 T# |& j/ F x. C. y
- }
: L& ]. k0 w% X/ W! O - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
1 s3 K+ A- q$ o8 [ - {
4 R$ ]% b% D" F2 G0 n t - printf("Listen failed!\n");: K1 C6 _* f. R/ F1 v! ^+ Q2 ~
- return -1;2 h2 X% O( D2 h
- }3 I4 s0 E1 A: E) l5 b
- return 0;
8 Z& w* y0 ~ `" g: p+ y. b$ {8 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);
1 G5 k0 `0 c) t8 `) R2 i - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
7 ~; O. f% v& k; F5 Q - {
+ @. ^, I3 R6 D" q. O0 d- } - 。。。
5 D; R8 g8 e2 w8 ? - while(1)
' H6 P+ M; Q3 @+ W$ r# J7 l' D. x6 l - {
, Z: P' y/ V$ e' r& N - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
) X6 N- U: R1 W: l" i - printf("fd_socket_conn = accept()\n");9 _+ a0 l1 `/ D1 a2 l- D4 |
- 。。。
- R- I: ~! K( @; q4 M - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);- E% Z" T5 N- Y7 g
- }2 x a3 B" a1 M5 e3 v6 u( d( E r
- 。。。
: P) R+ I7 C7 v4 j: X# r - }
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);" B1 l/ x( u& ?. s! D. s7 ]3 M0 p
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer; r0 E- U, W$ P- \
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;7 U; n% u- \ h1 r
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;% J8 }1 s: _7 q8 {# u. J
- pthread_cond_broadcast(&pct);* ?/ a# A( q6 \, W
- 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;
( ]1 L0 g" \( D2 u - pthread_cond_t pct;, Y2 d# i5 Y+ w1 R: h
- int main(int argc, char* argv[])) D6 M' A3 o/ H, i; X
- {
. E& k# R+ l& t8 O: N - ...! m9 {* T8 e: \" P+ {. u: \
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);1 e" b- t3 U1 a' {
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);8 X3 r, Y! E- ~, k
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);0 X! a) y a& Q: X- z
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
( F$ z) q! A( i - ...
9 T0 V* o/ ~+ u1 @, G# V$ | - while(1)
. _9 j5 V0 k- \7 [$ a0 r z% A - {
3 W8 ~. I& \- }3 Y: I! ~ - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);. N# K% G. ]' \2 g/ ^/ G% j
- ...
& V1 _3 f0 t0 A0 @$ ~ - }
, G* T4 l8 K! B9 M' }8 }& r# M5 K - ...
3 x; h* g1 n9 O j2 j6 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;">
$ Q+ W' U# Q8 J2 @3 d$ z5 u - </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" \$ f B5 Z' r/ U3 A8 Y7 m
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \! S5 g7 l; {7 u4 [ S5 k9 |
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
, D* O* y8 r- Z O7 D, @ - "Pragma: no-cache\r\n" \
, p/ v5 [/ K- a( c - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
- q) J6 q* F7 p% I7 j; W - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"# [! H5 e% B$ s; L4 X2 w6 A( E
- printf("preparing header\n");
5 b& U3 A _: Q - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \5 ], a8 E2 U, @$ A1 z
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \* I4 e1 J! j1 m3 M, G
- STD_HEADER \& b8 ]! g2 i e
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \, N$ I' E! c' p/ E/ }
- "\r\n" \
: G2 f, \- v" g5 O/ d/ F - "--" BOUNDARY "\r\n");& W; b% j: q7 T& [: N
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
3 v$ m' `+ e' b6 Y3 d - {" U. {1 m3 r8 n" ^- j5 v
- free(frame);
) `6 q' d w7 b0 h - return;
* g, C6 ~8 ] u7 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" \3 ? y. K: Y! t/ q$ e1 o" F
- "Content-Length: %d\r\n" \
, }- \0 P O' z3 | F+ D8 x- l - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \4 g& G+ u, v* B! P' K) R
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);! u2 ]- y) X2 n; s2 E- B
- printf("sending intemdiate header\n");0 \& r. ]6 y3 a5 m9 c3 K* _5 F
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0): @- | A$ a |. N5 `" Y4 m! n' }
- break;
7 t0 T: v9 M* i, |1 y9 u, b - printf("sending frame\n");- ~5 e3 \& t5 M) A; P" b1 Z. _
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
. O6 W' J k O. w' P$ c$ X6 Z' ] - break;
+ S# e8 h0 f4 Y0 g' w% l - printf("sending boundary\n");% u& e3 Z) u0 o E7 e1 w
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");+ t0 d; W; R, m) Y! @! H& B
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0) N5 _, X/ J# {; y
- 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。  " e% n# Q! O5 _# ?" u4 ?

: ]' [, S( `2 W& u7 X" I. O二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:4 `0 Q$ q h T3 ^+ U# E/ b7 t
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)# f" s" |& o7 H& X3 L* C" C
- {$ O6 I& ~3 ~7 `" B0 B8 `
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);1 l) B! j, c* q2 v
- if(*socket_found == (~0))7 x- P) ?# n% A7 T% n7 p) }# |) h
- {
/ [8 c( y. {6 s. M - printf("Create udp send socket failed!\n");
& }5 e) t* P3 a( O, O - return -1; p* N+ ?: M* I8 B) ~7 m. ?. |% m
- }* q% ]) t/ n+ J% S: V: `
- addr->sin_family = AF_INET;% |8 i' ], E2 c( H8 h; M9 |
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip); v2 {) n: q! O2 f; I9 b+ S2 |5 y
- addr->sin_port = htons(port);
5 ]4 x1 c& w3 b5 y - memset(addr->sin_zero, 0, 8);" c3 S$ O/ ^5 y, C
- return 0;
! v/ E6 e& o% Y0 b* u& Z - }
复制代码 G6 Z9 v" S, n3 a: U3 p: f
5 k8 [: O u/ M E0 ~/ d( w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:
$ a* K6 Y9 P3 I: |' K
, q- s- D: P G9 O8 b
$ C6 P- G: m) B) N, {- while(fend > 0); M8 h( B; G0 B/ R" r
- {
6 n/ W' C& E$ G8 Y& e - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
0 `# D$ [8 U7 w# o" k+ Q1 f5 q - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
& ~( y* { L5 r3 _/ L1 F - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)5 d5 L0 F) J) M' B0 n
- {
/ n" Y1 B4 \: p3 ]; C* @8 n - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
& U8 Y) _: g! a" q; Q. D& { - picture.fin = 0;2 L; v: o% x& w I
- }
, `. h$ T3 @, z- x6 S, l, o - else
K: R2 C3 x2 B1 N! J - {
; E! i! l4 z+ S N/ S3 p4 m7 \/ g - picture.length = fend;
8 b: S) Q7 u" `" v5 ]/ V1 Z - picture.fin = 1;
2 D# L6 f3 `7 `3 O - }: g/ e; h4 M0 S4 P
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
9 i |# m% v* }2 P) n; ~* x4 A - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
( K8 O% `' X( T/ @; \0 a+ T( x - if(sendbytes == -1)
( \+ F% U% m- j( v( X8 J - {
2 T, V& s& ~5 J$ h- i" N - printf("Send Picture Failed!d\n");; Q' P7 {6 d: g5 `
- return -1;
# B0 i" l" b$ j2 _# O: U, J; K - }
. J6 O. J! ^4 i6 y, I9 L - else
' j% c: c: f2 _* q - {5 e. ?+ v3 f5 P" {2 l# _% O
- fend -= UDP_FRAME_LEN;) z) D7 {3 h c1 u
- }
1 r# |9 @! d8 |" ], j) w - }
复制代码
0 Q9 U& e/ S% Y. F3 E2 q3 R. C: [9 J* w$ X
 ; Q+ I4 N/ Y! [8 F6 l
, |( G; I: y) u T6 OiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |