本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
- z0 O3 j! ?/ `6 [. y/ i- ~6 ^/ P" Y' E0 B
 - v2 M: ?2 w7 D+ z' N5 |
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. g3 f: O* {; S2 d
( l5 Q! N6 Q4 S+ P3 V0 q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。
( T( U- k* `% v( d1 |$ O/ l ' ?5 W7 Q, ]! p) X/ f/ p
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。 $ C- m; ?& [+ L0 M, z9 F$ J6 m
一、HTTP网页服务器 x4 S2 I! |1 M4 P- d# q4 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)
# |0 t# C5 I+ s3 X- H G# z' p/ F - {3 ^$ Z0 @$ \+ s
- struct sockaddr_in servaddr;" j. H9 P: C8 Y, }$ x1 Y; L7 N* e5 R% @
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);" |/ n ~4 F% ] X' r
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));4 R8 i; S1 M E4 z
- servaddr.sin_family = AF_INET;
/ Z* P7 l$ j% C) l4 g& z8 o - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
# Q% A c. O" c3 J4 U, d - servaddr.sin_port = htons(port);4 l, f$ [2 o8 t! z, F! T
- int ret;
0 R# i- b F1 a" e0 R/ z - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
: d# G- H& R1 e% Q: r( l) M - {
' p l, ]$ F! i$ ~ - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
+ ]( _: s, ~) b' Y4 \9 A9 u - return -1;
% m5 S( }1 H: l7 Q8 ~: e q8 {* R! o1 z - }8 v8 t5 F. F' P7 t1 h
- int on = 1;# w& y# S# I& T: J/ d
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
6 m# G$ H# p$ n, g& X - {/ p5 Q1 y. a; F
- printf("setsockopt error\n");/ V( E! b% }8 z& I' G
- }, Q0 q6 q+ j5 O7 q2 p1 j, b
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);( K3 D/ ]1 i0 z$ w# y+ Q' o" C
- if(ret == -1)
# @) V3 F/ A% _9 {" [. b - {( M+ W! g/ Z2 {: g' @- e
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
- L. @+ ?( {/ C0 _8 t2 p( O - return -1;8 q M G8 S0 Z" G8 \& V6 @9 |+ M
- }
& i1 t% x2 ]# P. s* y4 ] - if(listen(*socket_found , 5) == -1)$ c6 R) M5 c# a1 n- ?$ F; A0 F, h2 a
- {! z4 J7 p% y' |% v9 {
- printf("Listen failed!\n");5 ]( }) ?7 z/ S3 U
- return -1;; ?' H% t) A9 w7 ~2 {6 m
- }
" @% D1 d+ q: P7 M2 f - return 0;
5 Q# l4 [ v: P1 E/ e! @6 v - }
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);
0 k3 D, n& z$ ~0 A. g! D - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
% Y/ h+ h0 `) V - {
2 e" ]- }( D" w3 `6 o - 。。。
0 e/ @2 J( x; C B - while(1)& `; T C+ j- q
- {
# h% _6 L+ l" m4 P4 W, u2 U - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
& Z( d3 D+ L4 U. \ - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
& u6 T! V9 y8 Y! { ?: ]. v' p - 。。。
/ I+ u$ w- R8 u1 ~( |0 E7 E4 p - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
* a5 z: I0 X/ @# S, I - }
) R- m! Y1 T2 b - 。。。" ?% U9 v- S, K) e' M* q
- }
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);8 s# z! M8 n6 Y H9 O. i
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
8 k0 r0 f4 E, S2 H0 u" @0 {* D* ^ - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;3 R" ^) h; i: I* w& j: t5 t
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
1 ~' @1 Z6 _8 a$ ? - pthread_cond_broadcast(&pct);
# ?4 ?7 }2 G) K% T& 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;
N4 Q5 z7 `) j4 A) | - pthread_cond_t pct;2 w+ u7 a& g, p2 g# _% F5 N
- int main(int argc, char* argv[])- N: o P5 t+ M; g- N/ j
- {7 x, `4 V$ V" a9 p5 C8 m
- ...
! D9 ^4 B( q( l3 B8 S: u - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);0 M2 m# z1 w7 S {( u9 [9 {! S
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
9 B- p3 K" ]) b+ l1 Q7 C; Z - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);1 y% b- D3 `, t' @
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);% c; r* G0 s. v; F6 }
- ...( a( Q. x8 X' |
- while(1)
% n2 o! O2 b+ U$ b: P - {/ X$ l+ q+ K5 D% M6 M
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME); F3 W' o* G4 p
- ...' v* I( @# c) V& H
- }, v2 ]) @/ T. g+ t7 `" L
- ...
4 p8 [2 J! N( h4 x/ z2 y/ I - }
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;">) R2 D% l4 t- r1 }
- </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" \
) Z" M. G" o( @( X0 | - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
. W4 O( l1 h& T. b - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
' c& q! p* O! i$ { - "Pragma: no-cache\r\n" \3 `8 a# j* U+ ]3 o5 r
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n", I f& L" z2 v* a: Y0 T
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
+ F3 e' ?4 G) C& S6 `5 Q4 G& L# C - printf("preparing header\n");2 U1 Q7 `! {: T1 q
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \+ B" A+ b4 n" Z3 i3 ~* N- m6 v
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \1 p4 _0 z1 N% ~+ G, z
- STD_HEADER \( x+ l6 y* n6 ?
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \! [. K2 m0 F" B4 w
- "\r\n" \( l. I; U/ o( z- b+ \/ r; l
- "--" BOUNDARY "\r\n");
/ S1 u- ~9 b8 N: ~& r - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0) D) J* v. M0 R* O
- {
- t8 T& \- R$ s7 l - free(frame);* x4 v8 f6 J p2 b
- return;
" c6 [% m: _. Q) ~/ w - }
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" \/ w+ L5 M% L5 P1 b* c& e1 ?1 f% S
- "Content-Length: %d\r\n" \- ^* R$ L' V5 z' F
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
: G( r7 Z2 b0 b - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);: r- j( B! I& d R6 k
- printf("sending intemdiate header\n");3 E: J/ N6 q9 B
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)' _& I/ o- ^5 N( [6 M
- break;
7 B4 V, ^3 H7 }$ c# \ - printf("sending frame\n");- M. [$ e/ V* v7 K! u, \$ }% K a- }
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
6 Z8 N! o: N* L - break;
- J: k# I7 C+ `* D - printf("sending boundary\n");
. g: b- X4 s: L+ f - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n"); Z( B' {' O0 s
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
' _* \- N% Z7 O, [' h - 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。  ; p% D/ O9 \# G

" N0 G1 V; c9 k3 R5 v; ~" ]* F+ l二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:7 l j- @% w$ k* X1 N- | X$ B
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
: ~" P+ k. {3 ? - {
+ u" C7 _# C, R R' W0 f: s$ P1 ?% h - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);3 |" H, Y. L( b( }
- if(*socket_found == (~0))" h1 @3 x- [% q
- {2 t3 r1 b9 [" B2 [# L o. r7 G2 |
- printf("Create udp send socket failed!\n");
: \6 @8 [, ?1 U5 L" x - return -1;
$ ~* ~5 Z+ S; `5 h9 a - }! Q3 w$ A! l- @: K6 F% F6 g: ~
- addr->sin_family = AF_INET;6 S; r2 }, D6 W6 {/ j/ L
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);. \" @. o( a" h9 G
- addr->sin_port = htons(port);
# U( k' P) }% V! k) F - memset(addr->sin_zero, 0, 8);3 n% A1 i% \8 `9 A
- return 0;3 S5 R S; p# a) g& _# l" D! R2 J
- }
复制代码 2 @3 t2 j9 U% k/ t
6 {/ X1 B9 d$ _' B0 b
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:
0 u X. T3 h' d5 ?7 @2 J% Q0 N, l, m0 a8 j. Y
# I: u; Y9 K+ U. Q1 T) \
- while(fend > 0)/ W* h: U$ V4 G, k. Y5 `
- {
1 s* |8 n: `9 }& Z8 W0 ` - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
$ z8 [: [: U- L - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);1 \9 k+ ~3 R* E$ x8 }0 y% b
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)0 a! I3 \6 T6 s* M$ ~$ ?
- {, |* P' X `, l9 A" r
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
/ E# I P4 r1 V6 _6 D - picture.fin = 0;
0 l% {" k- Q# H - }
: s9 D9 t1 }. D, [: f - else' T# t t3 d( W+ G! }
- {" O" L2 v" I: V$ d
- picture.length = fend;) C+ c5 m8 ^6 Z% d+ w2 Q
- picture.fin = 1;& M. a5 }( O) Y
- }
* C1 _7 I+ q) h9 ?0 v$ F - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
! w1 U4 D1 I; U1 S - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
0 p% R( Z& c9 T. v7 Q" r5 T - if(sendbytes == -1)3 I% a6 i! [# G; N& U
- {& H' d2 r1 X3 p5 g1 a6 t- F
- printf("Send Picture Failed!d\n");8 N6 i) M7 V) c% h2 I7 } x3 |) G
- return -1;
& W5 n2 E+ i* [) W& z - }
/ B' P) X1 r. y, f - else1 z. m# k l1 h# v
- {4 P9 a* r! m: C4 g. l
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
4 {0 A2 C( _. w4 q# p* I - }* K1 w; }3 P) \. p* ^4 K# C
- }
复制代码 8 s |' p( i% `+ O* X2 f1 u) C* [1 D
! [0 I8 u- A1 p' `5 w/ k / w& O. \+ i: ^9 |. `+ G
6 u4 z% \0 ?5 {! I: J
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |