本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
0 D- A* _" g. I" u. }+ |. y
" x% i8 ~% |% c3 F
+ Q- z+ e) @; j/ N# i9 e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.html2 P/ C! S2 g: W
- U; N; Z; j" A
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。 , O& s. J6 i, m" S1 w! K
 ! O' @% f9 U0 t, P& j, c$ ?
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 P* @1 O2 n8 C- Z( r
一、HTTP网页服务器
, [$ c6 s7 R2 C! I+ W2 h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)
, L, ?7 i q7 M5 t/ k - {+ p) @3 `4 Y* T# [
- struct sockaddr_in servaddr;, ^- O) \* U# k# R. p
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
) r$ A8 m4 r" t) G* X! v7 J; a - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
* a/ G! H; O: M - servaddr.sin_family = AF_INET;6 c: g$ ]" M& x" a
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
2 ^* X% m2 D# |7 E - servaddr.sin_port = htons(port);2 S/ @+ t7 ?) f% Z# Y
- int ret;
1 Y; @, {$ Z6 d+ ?0 i% \ - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)7 E9 v; e b: v/ q
- {
' J/ @) S) `- ~/ T+ q0 d1 L - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
, M. r, p. D1 G2 j - return -1;' l. `4 K) ?; Q# K/ _
- }% I k3 h. ^- Z6 L8 d
- int on = 1;/ U* p! {; w& \, j! l
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)" Z! d" \7 J0 J% n/ C' g, c5 p1 O* ]
- {
# a5 O! ]! K( B7 c - printf("setsockopt error\n");" c+ g3 d0 S7 }9 s i
- }
9 \4 c* E- z& B9 m - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);6 S. a0 c( K1 W; z& }1 \1 f5 q" W
- if(ret == -1): G) A; ?4 i4 g' F) D
- {0 Q0 {( N; s8 I; L6 y% ^/ m5 C# o
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
, W3 ^' e' x$ w. i4 i5 G! e - return -1;
& i" ~3 L3 m. b7 { - }2 P6 Z$ X" Y" ?: }' c' x
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)+ A- I" H- k0 |# O {
- {; B# O3 P2 ~% I( @0 h' h4 _
- printf("Listen failed!\n");
. Z- V! f/ L; s; O+ u- ^0 g7 w% h - return -1;
9 p: I% Y6 Z- c - }$ k7 T c6 k7 w" Q
- return 0;/ e, ?' c& j. A: b# o& u( N7 Z# 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);9 k. z: q" e9 o8 P
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)$ Q$ x: S0 E: t, d' o8 j1 S
- {
" Q; @- G2 m7 M" Q - 。。。2 E5 q6 D% `, ?& I, i' B2 `$ |1 h
- while(1): {* c3 ^& N9 w+ _5 F
- {
. v# Q5 ?1 K5 c4 D& r: | - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);% V; p+ y2 k( u% }! D! ?- Z% Z
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
6 V5 ]6 Q1 T3 y. x. c. s+ ~ - 。。。
* g! D; p5 o% ^0 _# K; L. A - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
! \/ O" _. ~3 ~0 i0 a& S$ x - }; Q9 Z: _, d: Y+ ]' G# i
- 。。。
. W2 a& W, a# _1 I - }
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);* L$ b+ E T7 u [& k* M
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
& C, x0 R7 w8 N4 h) _9 f - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;3 l5 O3 R1 E+ V* L
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
8 U9 R2 [# h4 s' ~6 Z - pthread_cond_broadcast(&pct);
q/ J! B- d4 s+ p ~. p - 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;& }5 E0 B% M4 {8 I. K
- pthread_cond_t pct;
8 M* Y* v, W) N1 @ - int main(int argc, char* argv[])
9 e, a T% ~1 | - {) d& b; i4 j0 d1 ^- p$ w- W* T d
- ...6 t( e# e1 T3 F9 n2 T- `
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);8 {. e5 P( V9 M S1 o: x
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);( j' ^0 P$ g8 O8 a- m5 v1 d: L( y
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);. \- T8 ]3 B: [# |1 `
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);) f7 u3 s" p- K/ g
- ...: {. t; k4 j, t7 q" D
- while(1)
_4 x" y+ @+ r" x8 I$ p; ^% n - {4 u: g& r9 S: {% T! P4 D* Y
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);- f! h$ \5 P% k& D4 L- @% e
- ...
3 i9 B3 f# d# H: s3 a! ~ - }# l. g: v9 t) }, t9 W
- ...6 K$ F, r6 C# I2 s5 N& C4 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;">
7 F. @! e9 h, `: b - </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" \9 x# Q" k s$ g* E: B% m7 N3 }
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
2 v; k$ R( u* a) p( d8 D+ q - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \* F* p5 P% Q: k+ j A( u" i9 [
- "Pragma: no-cache\r\n" \
+ m/ }6 f+ v1 Z! r4 M1 B2 E6 S% X - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
. b) o# _9 \- ^7 A - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
- N# K. X' ^& c2 D; q* q, k1 X - printf("preparing header\n");
% ?9 s! j+ }) v2 R, {9 s! N) w - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
" M8 i3 T& o2 f - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
2 B9 ~4 L4 Z0 V4 @) |. W - STD_HEADER \
4 _( ]8 B! O6 l7 ?, I3 c - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \) ?* h( j# e( q% K Y3 ^$ a
- "\r\n" \
$ Q ~2 P9 Q b: t - "--" BOUNDARY "\r\n");* _/ B" f' c2 z ]6 R, b7 \
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)/ Y+ p# r( V6 S; a
- {3 V# N; D0 L$ G! [! f# X: `
- free(frame);
2 [# k4 i1 Q9 L2 F7 J$ @& W4 r2 ^$ h - return;
0 ], Z7 \6 h$ l: z3 u - }
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 m8 y6 g a: h2 U2 w1 p - "Content-Length: %d\r\n" \
6 z) \3 _, [8 g3 H - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \2 r2 x1 T% ?. k0 h& A- g9 K/ q( ?
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);8 x* W3 u/ ~; i) H; N0 w, v& V! e7 R
- printf("sending intemdiate header\n");' I) M9 Z( p- r) v3 f7 O% |0 a
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0); q+ H! [& w, \2 I2 j: F& N
- break;
0 j6 ^& }4 p7 ~0 R$ | - printf("sending frame\n");7 S$ ^* J: N. ?+ c- n
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)2 J& V7 q2 n& Y5 |+ \: H
- break;
& F! K* Q, w- E/ `/ o+ A - printf("sending boundary\n");* d, ^3 ]$ y4 Z: H! r) t! g
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");" |( D+ E0 e6 y4 z
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
: ]# q A d' X( b - 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。  ' \+ S2 h) J' D( j4 ]+ Z

& F, I$ ~; T; [# J! V# K二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:) `, f) b8 E1 R
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)1 S1 A9 y3 v/ }4 O% E
- {
- ^2 y5 I! ]' I/ Y - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
3 z- T6 ~4 u( R% g" G - if(*socket_found == (~0))
9 g' F3 r% l' G5 E3 f - {; d2 U+ }# @: v# x# t
- printf("Create udp send socket failed!\n");& O+ j& m9 h! W8 J* _
- return -1;- _# I2 b1 }& u+ ?: P C+ Q
- }
! v6 C e* W; K1 U8 S& S# t - addr->sin_family = AF_INET;( ~; o: D" i# I2 C# F, @
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);" B p6 {2 a1 J7 n; m# l
- addr->sin_port = htons(port);
- [8 t8 n: J8 i7 r - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
0 z/ ~' s% [- O! A1 F% q - return 0;- f6 y6 r, n- }( X) e4 O+ V1 h+ U5 `
- }
复制代码 . x5 W0 X" a6 r, |$ I3 G0 ]
4 P* Z/ r, P( Y* s* T( `! }
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:* @) B( M. y# @) G4 I; t: O
6 a5 |' q9 G8 D- Z* D$ C; C9 c
, `, ]- K% J+ _" e3 d' D# T- while(fend > 0)) u) ~5 f {9 X( O$ P. d
- {
6 w4 ~1 V& L1 z! E - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));7 q' w/ Q0 {/ T% |( N1 Z l C0 g
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
1 ]7 W5 \) @9 p# ^2 @5 A! ? - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)8 Q3 I) M2 {$ J1 _; d
- {
# R* [% y: h4 i* @& \& F1 k3 A, ]* o - picture.length = UDP_FRAME_LEN;; b( M2 d# u2 s3 t. \: b+ i: w; G
- picture.fin = 0;+ V" Z2 }% y R4 {: K
- }5 S% S, A( {8 E7 h6 n5 z- t
- else- ?; `" ~, T% p3 j. y, a `
- {
# Z# E& D- W* _* Q- ?+ I/ z - picture.length = fend;1 h8 Q K7 H3 v8 W8 ]- s2 G
- picture.fin = 1;, r& F/ U; q: a! w% ^) M7 P3 C
- }
G* Z( J. o4 b7 S3 {( x1 o! ?+ o - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
1 B! ?8 [- E" Q4 Y8 y9 q - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
% u, E8 v- c) ?6 r$ Q - if(sendbytes == -1): ~# c& S# M9 U; [6 I3 z+ y$ S
- {
0 \& M* J% D* p5 r - printf("Send Picture Failed!d\n");6 h, N& `- {- e
- return -1;
# z5 T$ A, i. J {0 @3 S, x% X. |# } - }- n2 w9 h9 y" V3 a, e* h7 ?
- else+ }/ Q9 u2 p* y5 I c# j
- {
& i+ ^/ j- O- X' A6 n& w5 c; e - fend -= UDP_FRAME_LEN;& G7 k0 R- S9 K- B$ t) R
- }+ S; X6 M6 ]1 ]4 @$ M4 H& D
- }
复制代码 6 B4 k& K: [. b7 s1 p1 Q5 {
9 c1 P( j5 k' L2 N) K" v
 6 S- K4 ]6 M3 k( l X
. m& n# @+ n- o0 F3 y, b, piMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |