本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 7 N: t+ v, a6 @6 o9 |1 ^/ n$ s
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: C" a1 |! z5 G! J( z2 p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% k0 S% s3 s1 b# M& H3 s6 Q
/ r) l7 t9 L2 Y
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 W3 J& U6 q1 b6 I + V- Z8 v# n8 Z, x7 Y$ 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。
) Z1 p2 N& p" z1 G一、HTTP网页服务器
' r% F6 W! I8 Y' d7 c% 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)
' b7 k- d4 S) V9 l+ ? - {
! \7 z7 W7 v" Q/ H8 y/ V" M - struct sockaddr_in servaddr;
; u$ @0 N3 _( V% ?$ k3 r) l - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);% |: P1 x& n, R
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr)); p2 z; V4 |. _: C% l0 X
- servaddr.sin_family = AF_INET;& }- l" q3 B/ X/ N# {
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);4 }+ i* m/ R4 d/ [8 [# t" T9 ~
- servaddr.sin_port = htons(port);8 i" s2 a2 [9 M
- int ret;" x# I* P% b3 L% f/ X% r
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)2 O& l# x! E" X7 O
- {
3 l! g$ @/ P( ^" v: @ - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);8 w; H4 w; m9 m; {1 T1 P1 y t
- return -1;
o8 Q8 q( t5 c$ F, H! s" S/ B b+ P - }
& Z2 C" Q5 e* E: M& ~' z: s - int on = 1;: n' y O" j0 j J b" j9 S2 C9 t
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
* r& J! e; A5 U( i+ `( } - {3 I1 T; B0 k- m9 t* w+ t
- printf("setsockopt error\n");, H" n( s3 A+ g* t, l
- }
/ N" [- I% E: L h( Z. A$ E( f - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);& Q, l2 S v V% r) l9 T0 X
- if(ret == -1)! c: K \! n# h5 L
- {
2 d6 }6 X( \9 a+ h+ n Z- W - printf("Tcp bind faiLED!\n");' J" R$ P g( h# T2 d2 |! e
- return -1;: z5 Z! A, b+ I3 a) _
- }) u3 c' k3 M, b5 S
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)$ f' c, Y9 z. L( Q
- {9 e( `1 z+ ^5 o( y$ u X
- printf("Listen failed!\n");- c5 H: [- V5 x% I$ `! B
- return -1;
: u: |/ B* f4 } T - }
" n) o( }' } n - return 0;% D+ C: v1 Y6 ^+ o5 o: N# D
- }
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);
3 j I5 T9 @+ I( o* U - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
/ Q. a" |2 X1 q H8 H1 ]6 z - {+ E& V; H" b5 f! l
- 。。。1 Y7 E9 A6 O9 P7 S0 C
- while(1)7 s; v* i( s% T" Z; a
- {7 f; K) |. a# |& ]1 X: }
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);9 c8 a2 W# a) P4 J
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");- I- V+ m7 |) K9 h
- 。。。
$ }* Z) C" g8 M0 p4 a+ R2 s# Z - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);' o5 F# [% N9 |+ Q, ?
- }+ @, @: q' W) [& y
- 。。。! ~: t9 b6 }# F/ F/ A; E9 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);
9 F% l% a# e, n$ u - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
7 u/ ]8 ?# X' v! [+ b3 H+ e, k - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;6 r/ c# Q4 ?. P
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;6 P+ A2 |+ }# }9 \! }
- pthread_cond_broadcast(&pct);2 w, Q/ b( k* x% W6 j5 E
- 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 ^! a1 M1 k. L- ?5 x q3 |$ {6 ?
- pthread_cond_t pct;
7 r' V( G8 A3 J& A5 I; q: K - int main(int argc, char* argv[]) Q: r6 w) C- K$ I/ J! e
- {
* ~4 }8 {8 Z& Q! e! S; A4 k - ...: p9 X3 s- V, I3 z+ ?; K% T4 G
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
! f" [9 L& o" @ u, a - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
. `# ~9 c% H/ a5 c! y! | - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
0 r- R8 k& p. k" ~/ l3 Q - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
$ Y) ~' z5 ?9 C- S4 q - ...
8 I4 F9 M" X) K X9 o: Z - while(1)
2 a- F! ]9 W$ b - {" w; m* \1 v# ]6 k8 p
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);+ T& J+ \1 r0 y8 J4 Q" ^7 E. Z
- ...: R, |8 y- V+ ^
- }- @4 V, k7 {0 `6 U/ B; s
- ...
- j5 ]- v3 F% H. S: m% u8 O2 s- 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;">
# y- ^& o! E% E2 u: G& O0 p9 p - </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" \
' V5 l) }( u- N/ M' V8 V - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
# E$ b! k# k; a9 _/ h6 o - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
% L2 f3 A$ s1 l& M- o: o: ]* _ - "Pragma: no-cache\r\n" \- a6 ], t6 g, o4 @; T3 m. B
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"+ I% a$ V5 r J: _/ `. d2 q
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"3 [: p5 [" Q& d; R; f; B
- printf("preparing header\n");: Y6 q1 r6 S5 ?3 D
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \" b9 o j- C1 E7 t1 F
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
1 t/ S* B( _- ~$ q0 V& w - STD_HEADER \
: ^: ?3 E* Z v, I+ V - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
2 w# D1 N c+ G* l2 M, E - "\r\n" \) K3 [' L) N$ _ ]
- "--" BOUNDARY "\r\n");
, q* ~# v* p. W' A% ^ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)% M# t7 f$ B! I! @: L9 a& H
- {& q9 S& S& p6 g, _5 b" E
- free(frame);( s# O9 ^2 |0 ~( G
- return;2 j+ E2 E3 V, ]! Q& d4 L
- }
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" \+ y4 w* S: ?+ |* e0 E
- "Content-Length: %d\r\n" \4 N5 Q3 {5 t( G' \$ h
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
; G6 [. F P& I - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);; q5 t" V/ ^; I# ^- W
- printf("sending intemdiate header\n");
; u) [/ i- V$ D0 Z: b$ P% V - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)2 p8 z/ }1 T0 \! ]! t
- break;
' Z& A; v# @* Z w$ r2 |5 d - printf("sending frame\n");
- E3 g& Y7 O& w* Z- G - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
. Y$ J4 q6 V l% j3 y- W0 o9 n" O - break;
& a8 k ~2 J/ H' H - printf("sending boundary\n"); h+ U& Z0 ?: i
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
. X5 n, C, S3 T& t, w, G - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)3 \7 m @- i, }& x4 r
- 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。  & M1 _" |3 M/ @6 {4 c/ C5 W7 _

6 O- {1 H- Z+ n0 @; H" P二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:6 @1 S" _& J7 R0 r7 y
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)4 f; {+ j3 l5 G% I& N0 M
- {
; n; g; c! q( W0 l c6 y - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);8 y. q8 s3 T% y2 o+ `
- if(*socket_found == (~0))
) g/ `3 S4 r2 T; d& U7 S- W- I - {
3 @- o( U: ?2 j. W( n+ \4 L3 m6 I - printf("Create udp send socket failed!\n");
5 G) v7 V7 t% D: \+ T- Z3 F- |& y$ Y - return -1;+ H, U3 S* p( N' `1 v
- }
! J3 d& V7 D+ g6 g: A$ ~ - addr->sin_family = AF_INET;1 v4 h- B0 Z0 I. e7 ^9 f
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
0 D, H8 H Y6 x% }( A$ ] - addr->sin_port = htons(port);( A" y& D1 b" \
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);$ u+ I" E, G: J3 G2 c' X) `
- return 0;
' x1 t h q: N - }
复制代码
+ T. Q& _9 c1 k$ U% Y+ M; _ Z9 X- f0 r4 }6 T3 \: n
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:
% M3 w, Q* w" s( ^; g0 R% i
" Q! m4 _& M+ g9 |- Y% B% y% A; D! p" r7 a& J$ R
- while(fend > 0)/ u" F z( N6 Z. \8 k
- {
) @9 g, m( @0 F" R$ e - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));9 o3 b8 X& L+ B# h) \/ S8 |0 Q
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);& \: T2 }$ ?8 w1 v3 ~
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
7 H: ]8 v7 R) E8 Z - {. i. p4 V# ?4 Y& g+ E
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
, u5 Y( z4 y5 N3 L9 V" H - picture.fin = 0;( u/ w; C5 J7 j. j. R# l
- }
, P- y5 T: J9 w6 I+ f9 y: P - else
$ W5 R3 F; M& Q) r) Y, l8 q - {
7 s q* x4 h9 T H8 ?6 ` - picture.length = fend;
) r# ] a" R, H! C+ {8 U- V3 X. t - picture.fin = 1;% a: P; j% \, Z# {0 p; _; z
- }5 n& O, I; m3 p: ?
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
4 i2 W2 B) Z, Y2 K - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
( V9 I5 E* u3 T - if(sendbytes == -1): U( a- s$ K4 H' b( N
- {
; J7 I$ L4 b: }. A2 L9 X& w. m - printf("Send Picture Failed!d\n");
/ c$ c: D( m1 _2 {4 r& r/ o7 ? - return -1;# J* V: y& | ?: s
- }/ u( E; f% V( ^0 W# b6 k- s
- else
1 O @# [, W" z! p& k2 j3 Q3 v! }8 L - {
$ X- R' A Z# S - fend -= UDP_FRAME_LEN;
' G8 L0 l+ Q9 ?! L0 ~) E - }
& |/ [. F5 H: T! d6 M/ z - }
复制代码 4 N5 |( c8 t7 x p" q1 g& ^) m: r
" S/ T Q) ^" ]5 C: e: C
 3 P9 n- ^9 I% o6 T+ \% O0 i& N
$ c; _! y- G/ f2 u/ viMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |