本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 6 h! s) S4 u% e: H
+ q! x% k8 I) f: ] ! h1 f8 R& w3 R6 ^; d6 A3 g
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
+ a: J6 l8 W. Y* x: F: O
) n4 b' w8 B3 B+ W2 Y1 U4 e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。
# ^8 g0 x- o u1 f, d3 G8 P % H% ^" |/ h G1 T7 Z7 [( F/ s
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。 # j) g3 C7 X. V. b
一、HTTP网页服务器
4 N0 N( z" W, C% H- t3 i: ?' r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)
6 u8 l1 o* d9 r3 S3 z5 b% Q4 } - {* t) G! l" J' R6 M- s
- struct sockaddr_in servaddr;
' E+ P! o* X8 J: {9 ] - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);" V- G, ~" e2 n% S8 F: x
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));; c- o8 W+ g" P' H; x, s8 k* a
- servaddr.sin_family = AF_INET;* u: ?( n, o+ k
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
2 Z4 o; k& P4 ^: Q. {3 j - servaddr.sin_port = htons(port);0 c# y. ]* T- y7 Z
- int ret;. u1 R7 M- F& W# J1 |$ c& E- |
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
6 t; R, a0 @5 ^8 T! n: a4 N. N - {) _- X$ C( d( N m2 w
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);' C9 J) `* F N: P# _* ]% N6 [
- return -1;- V0 }! |2 R3 O! l" V" V
- }
. h: Q; q4 o D% v! q9 Y. u8 U - int on = 1;6 J: F& ?1 V& n' ~
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
3 m. G! C1 L( u; G+ C - {3 V; T& x* t6 L. U: r0 l
- printf("setsockopt error\n");
0 D1 ~/ A7 V$ p( q9 @/ w - }' q3 B0 \7 c, o s+ f4 s |
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);8 F8 e7 H6 s, P$ U' r4 ~
- if(ret == -1)
. i, D, l* G4 _ - {
+ C% x; O7 J. b+ n - printf("Tcp bind faiLED!\n");
0 F& ~( J* d$ M' \* H0 o; y - return -1;' Z- q9 G0 T# ]1 N. P% N
- }& V. Q% B3 M; ?. _
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
" M+ L. @% e: m: o - {2 C) t& z0 a% W% m
- printf("Listen failed!\n");: }' @+ ~& F/ ^$ m( n k a
- return -1;
* ]2 @. T$ Q0 J/ b - }
, l, [2 D$ ~6 C1 \, x - return 0;
/ M, Q+ A3 d: l- ~0 | - }
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);' r! k( m6 O, d8 u8 i
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
4 o2 f4 u2 |, P4 d% }' ]" Y' | - {% |6 z4 Y: u! M, V3 A& f
- 。。。
1 u1 P% m3 V" A+ Y( I$ C. J O1 r - while(1)
: I4 ^" S1 u4 a5 e+ `& J9 V - {1 L, L( G7 y, T5 F7 C6 Y: T
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);4 N$ L: I8 j- h. ?7 Z r M+ I
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");3 o5 |; B( x6 |9 G' u+ S# G
- 。。。
}3 h! g! q. L) S: ~ - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);4 P% U% i6 ~0 T" @% r3 b$ z
- }3 f0 D0 M7 q8 I- m7 Q! o$ g
- 。。。
* j0 I! c- V0 ` - }
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 m U7 m$ o( K8 @ - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;" N! x0 J& O$ Y) G+ }
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
: U' d# `! z b - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
! m" i. J$ q8 T5 ? - pthread_cond_broadcast(&pct);! W" v _7 d3 d {
- 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;
& o6 V$ l: y0 K8 [6 v - pthread_cond_t pct;8 M2 u- r( _3 \0 R7 i4 _5 l' n
- int main(int argc, char* argv[])
' C' m0 A+ G3 H/ `/ M/ A F - {& M- X. D& [* `2 J9 Y
- ...
4 D- @: ` j2 C$ @" L5 w - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);& U6 I2 v8 I2 W' Q5 T" D
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);& v# l2 i/ I" H
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);0 w% f. D) ^5 Z; P6 A
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
+ o$ `- \1 ]/ n8 r& S& \6 o& L - ...) f, ]3 e5 g6 k5 k0 p4 j3 s P
- while(1)
/ B6 }. ~4 N0 a! S+ i$ |9 v - {, @6 M; c) C9 ~ p0 b0 L
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
/ m0 J, l, R. ~8 ?- { - ...
0 y; q/ q: q. n0 m) Z - }
; w: j$ q1 t$ x1 A4 L8 j F, a - ...6 w6 ]7 D$ t. g. v1 c3 F
- }
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;">: p4 e' t7 F z
- </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" \
F9 v2 h# W! c5 Y - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \2 q. w; t- ~% T& q" o. w* g
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
* T3 @. v8 v; }& D# s0 X - "Pragma: no-cache\r\n" \5 J+ D$ W# h7 A7 V$ f+ }* H
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
4 c- J7 |' X* w0 ^1 J: g - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
* }" B5 s3 h' s) S( o0 F; E - printf("preparing header\n");, Q! V" n$ X1 C
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
0 H1 O3 h" \2 G9 d+ g9 ]& \- _' M' e5 Q: o - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \- y X _9 `( T, z P% U
- STD_HEADER \) m+ Y5 G1 a0 ]' y6 y% @2 y
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
6 Q2 X6 v' j; Y8 q% `- }0 m - "\r\n" \
* V# Z" Y3 m% W& P: V. o% s - "--" BOUNDARY "\r\n");3 ^7 T) C, q7 ~( T) t9 E
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)6 p1 L! \$ ^, U2 z) Q
- {3 w: {3 f" A; X# s
- free(frame);
+ q2 H2 K9 _* d9 N; Z, } - return;
7 j3 n7 u6 K& O. R - }
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 ~ U+ m. b* N- \& n - "Content-Length: %d\r\n" \" {( ?% Z8 h4 h/ T$ b
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
( i% r' S7 v/ l8 f) O' z4 w - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);9 T, \& W8 ?* Q, d; A! I
- printf("sending intemdiate header\n");
+ ?0 p0 W* X' [' _. S" c - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)) N* I& J/ P- I, ^
- break;
5 I6 u# e" E: j9 L; `$ m1 u - printf("sending frame\n");% u* A5 O- _* h) Z; M8 N; j. q# }
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)( }$ X% Q9 V' [8 q- p- u7 y
- break;
9 I9 T+ I6 U. u% P1 E - printf("sending boundary\n");7 F7 w2 ^! A, U9 H3 M- Q, [* `* [
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");0 x# I8 K: \0 j; R# Y
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
7 ]- D) f# d; Q2 C9 w7 a6 z, l$ T/ `3 d - 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。 
) O- q( p6 a: ~( m2 ^5 ]+ J 8 j/ P0 l4 T5 N" ?
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
( t/ ~6 i* T+ V1 v) i- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)) a4 R: J& k# L1 ~' ]( @$ F7 \
- {
) x3 d! G X7 | - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
' |3 p, `9 r; i: H! T - if(*socket_found == (~0))
: a5 N9 m( l: }' q* \! `+ [) k - {
8 R: [4 G0 P( M - printf("Create udp send socket failed!\n");
$ d/ M+ @ [" C- \2 O7 ~ - return -1;; I. O5 L3 r9 w+ Y
- }% q- {' c/ u" J& V- @+ _; b
- addr->sin_family = AF_INET;( S# t+ E% j0 U6 X
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);- n+ d8 a. [' B" E1 }/ n
- addr->sin_port = htons(port);$ q2 Y" D: J1 L9 c, c& ?( b. `9 Z
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);# H) G) M( P* B% }: o
- return 0;
# U. [7 c1 A, x7 P' | - }
复制代码 4 s# J7 k7 p* }3 ~" e+ `
+ }' o) F; L7 e: ?' 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:# u' a1 M1 V7 c( g$ K* L
& i8 e6 q& x* \/ n
3 [) K: s5 [! }$ p- while(fend > 0)
: ]8 D& W5 P" V' ^ - {
: L4 L I& L6 M. b! N) s - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));9 {+ `% ]; k! l0 |" c9 \
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);$ `( c8 _+ a2 T4 N9 z y6 T
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
) A% C7 w# a9 Q" X4 ? - {
' t% o8 i7 N& T6 f3 M2 F - picture.length = UDP_FRAME_LEN;' d3 c+ i" r5 g7 F. R
- picture.fin = 0; P9 N1 S6 q" p$ A0 q! X1 f
- }# H, O/ ~! S9 L' [* m) E7 A
- else
+ q; h4 C C r( u; W - {0 |6 {. i* \2 \2 H4 ~, E2 `- u
- picture.length = fend;
% x7 L! ?: m1 Q6 k( @ - picture.fin = 1;* Y6 V$ h0 T) u$ e! g* ^
- }
1 X3 e) j9 Z; r# F+ ?) k/ u - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
9 L/ u; I- C$ T3 D8 q4 A: @& z8 c1 l& K - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);5 D- ], b6 {. o$ @ [1 g* s2 @. @5 @
- if(sendbytes == -1)& `* [$ T* l9 }5 c
- {
; O7 D: }& a6 s) w( E5 ?# C - printf("Send Picture Failed!d\n");
( @5 P* z3 M4 s) C, w+ ^ - return -1;
& z* v7 @/ G4 y; F9 T- J - }+ n$ G5 [4 E" I* c) n2 j
- else" X3 C- x) h' B0 X, N3 {1 k
- {& k0 ^7 b2 C- ]+ o+ F/ h
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
8 L. S( z6 w2 m, W, x; n" o - }
( A. l5 h( S3 @' ` - }
复制代码
3 `) y3 K; P7 v9 g
" m! V% I7 M# v) W1 u 9 l; c( R4 j4 j
# o4 w4 F( J4 G8 A
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |