本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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9 U7 Z: u2 B1 L% A9 ]5 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( J( ?5 U* g! [" m
; t, Q7 F) N/ \( Z! 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。 , A; N8 V: O2 F& V! b

& w+ `* z# I( Y" i) 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。 2 u' k4 F1 d+ O9 ?& ^
一、HTTP网页服务器0 v2 h$ j% R( A. ?0 |8 g
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 R' j3 @' g! O: F% u$ k3 x# s
- {4 V7 v) w% L9 X/ q
- struct sockaddr_in servaddr;9 m! E# ^! Y. f3 i
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
; p. b# K- x; I8 D( K' [ - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
' W# J- E. ~2 ~9 J/ ]' o3 n - servaddr.sin_family = AF_INET;( e% Q/ [1 z( I' }) ^. \
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
: G% r% Y4 z6 O/ E, `, T8 \ - servaddr.sin_port = htons(port);% g% v+ K5 H2 v- O/ g9 k. g
- int ret;2 w; q9 F) x. _4 A& T7 D7 q: m8 C2 q
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
7 |! K" A9 w h - {+ E6 a# X, S* b8 ]9 I' ]
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
: q! h4 p: w% W0 g' J3 Y: i7 b7 k - return -1;$ v& I$ q( ^' w0 j9 x, T! Q
- }
, B q5 ~3 o5 q7 p4 x0 I1 \ - int on = 1;1 }4 x7 P$ }2 }: b( Y
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
. W5 Q: R7 s s, i- Z - {
- q4 e' O$ Z. q/ X, P4 ~; V1 S- E9 c) n - printf("setsockopt error\n");2 c' r2 v; d% u* }. T( j
- }6 n) {' ]( m) c
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);7 y( A% K$ q3 {9 V
- if(ret == -1)
* l, }# P$ d$ Y$ I - {
9 x+ f# v1 J) x* F - printf("Tcp bind faiLED!\n");
& }' J% j: l1 \5 y# G - return -1;; O5 T" I$ d M
- }8 j, s: n! w2 b1 o$ J8 {
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)" c4 f: P( ]4 d) a
- {
& D# g9 I) g! B* D! i! P7 R - printf("Listen failed!\n");
# s' G8 [5 \9 E" F0 p c9 m - return -1;
0 b) t# o) C# s - }- [' j7 X# F0 h; D
- return 0;
2 p- Y* z) Q& ~; V# ^' R - }
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);- a# `* i/ X: Z% ~" u a9 O
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)2 V4 w" _, o# l, `# G: W+ ?% w) f; U
- {
: L! v9 Y' h$ ?' ~6 o - 。。。7 M' M$ ?+ j. T K, H# c0 h
- while(1)- L" _/ l5 @) S" A
- {0 n/ l- w* J+ I& f( k0 g2 @" A
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);' g$ [) M, L) R" v% R. x! E
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");& \1 ~# r" d: s. p! k+ P1 Y
- 。。。
' g7 y% Y" [* X9 \ @( j7 b - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
, V" d% W/ H6 l4 [) D9 Q/ ]8 a - }
4 @! G/ e: M, K& | - 。。。
5 d, ~" S0 r- r8 h8 { - }
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);$ j! Q0 Q( H2 L
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
! Z5 s& r; L3 Q/ g( B - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
5 q- e. G! `# Z0 a9 @% h - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;9 f" l0 q/ r9 \% r
- pthread_cond_broadcast(&pct);
( x' \8 M1 g% `( 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;, E2 J# F4 u2 g: n1 f: l+ k% {9 i( l4 y
- pthread_cond_t pct;. V9 @" Q! U6 H4 N3 ?7 k
- int main(int argc, char* argv[]), F, K$ ?) T6 J; U' ]5 a6 }/ y' e
- {
% I& d( d- z8 j* c' I( X8 L - ...
0 m1 k3 }9 o+ U$ Q9 ^* a, c - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);1 n" y2 ~' z6 Y7 }* V# P( b# X
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);+ Y2 {7 g7 m |
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);# G' A5 A7 s+ L7 l+ f. S
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
1 F5 i* p$ G2 r9 E% J* ?, P - ...
$ L+ J) x1 h- j% G - while(1)
% b/ M8 Z. L: s: I; U/ ^) h - {
6 {# ~* k* ^* y - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);6 q) m- h+ o+ ~4 b
- ...
* o7 K$ r% f# B @ - }
9 T( [+ v, Q" Q; M$ p: Z/ p - ...$ B: m( ]4 ~4 o: t" T, n
- }
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;">2 z% t2 D5 ]- w1 I% i( q' f! x; F
- </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" \
- ~2 P/ [% ~, i8 k7 O - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \- g* P+ I( C( D: d, O- H, D1 K
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
. ]( i7 g8 \ y" g$ t' v7 F* _ - "Pragma: no-cache\r\n" \/ @2 g, A5 l: `3 k- q; ^; x/ x
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
" I V. _/ x7 K& D9 ]9 k - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
4 Z* b) D0 N, H! \) A2 ]8 [' f - printf("preparing header\n");
0 Y. k8 N2 P* A4 @3 Y2 j" F$ l - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
, b8 k( I2 B3 d' O2 ^, Q - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \& `( n# V. }- |; A' Q
- STD_HEADER \" ]# A% G5 [4 b9 n
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \, Y1 r4 C! z4 w; s w3 R
- "\r\n" \8 x$ ]2 [$ a c3 @
- "--" BOUNDARY "\r\n");1 J! g* G- ]1 c% k2 P
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
5 S, a9 U" j4 t/ @# Z/ J- V - {
0 J1 @% q, S6 {5 [1 G2 n - free(frame);# A$ L) Z3 B( m' J
- return;
" f7 ~) Y4 ~% K+ z k& j+ I - }
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 q2 ^+ Z( N$ r2 S! |. [- {
- "Content-Length: %d\r\n" \9 h( w% ], c& g ?; X# Q
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \7 }8 N2 ^3 p: B3 \8 W
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
6 _, Z, J8 \% j' ` ^ - printf("sending intemdiate header\n");" `! j$ K/ z6 {, `+ l
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ {9 x! ]; ~$ M - break; F- O' B" M' m' M( g
- printf("sending frame\n");( O" e$ P' ]: Y7 ?
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)0 I" g: {% P9 _( h
- break;9 w* r/ F& i0 a7 }) V
- printf("sending boundary\n");5 {2 Y/ \% g/ p9 s: @
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
% O3 V! ]7 L T! {9 Y |: T4 ` - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0) P4 M4 B# l' @' U& Z& k* i
- 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。  ! u2 W! L1 G( r

% [; e) v) P* c二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:; X% d8 B5 s' o; `" _+ a
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
9 K; ], h! L: ?4 H/ B& j - {- e4 @9 i8 {* \- I
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
' k5 d& X. ~+ c0 F: P$ k) _; z) y - if(*socket_found == (~0))6 s: D% F/ ~7 g; p+ N$ f+ [
- {2 i' Z5 @" z/ S- F' ]: D! v j
- printf("Create udp send socket failed!\n");
. a" C5 _3 J! r* e$ x - return -1;
6 m% q! X- |5 U; }7 D( b, j - }
- H* Y' \$ o# x4 u) |) z+ W - addr->sin_family = AF_INET;& y! t0 B f6 ^; n8 T
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
* A/ W. L# o6 W) s: d - addr->sin_port = htons(port);& `7 v y: k# x" _+ e, D$ I
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);/ G! i4 s( L+ m; j: j; }/ d9 C
- return 0;
! m1 ~, p, l" h p: f - }
复制代码
: [5 ^3 B# F. J O4 I' U! d6 T5 W% B) T/ k. f1 z" C4 _0 @9 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:
) R, f9 w) b5 g5 d$ b
: t2 N' G/ ?4 _( q4 B/ r$ ?0 G! O+ M: f0 P' Y( [
- while(fend > 0)
/ s* p$ N3 z8 R) S! x - { `% W! I; u D& f; v" ~
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
y5 t: X, U* [- m" i - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
- ~3 \ ?* X8 O: g- J4 M - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)- s3 F4 [9 C3 N
- {2 c1 S$ ?9 `/ K" X! N- @
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
3 c2 K+ V. N! V% M% D3 U - picture.fin = 0;% G3 O% V+ I6 `' T
- }
! R8 _' @) n, _! i, m$ V - else
/ ^6 F L- }3 Y& F - {6 A e( R" t$ Q
- picture.length = fend;
: |6 e6 k1 z: K' M/ Z3 V; s o - picture.fin = 1;! n) C# q8 C7 l5 f
- }0 b* ]' W' J/ V
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);2 m8 W) t" X# u
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);) V- d6 r1 @- w, ]0 N/ ^
- if(sendbytes == -1)$ R+ _ _& |# U. Q9 I; S
- {/ P* b- J( s0 ]& s' q" z7 r
- printf("Send Picture Failed!d\n");4 A% U7 W% t9 F. w
- return -1;2 G3 s1 m0 r7 ]+ u
- }
% H' r7 B3 B8 i0 \4 ~. N2 Z# q - else5 N; N S) }- v2 R4 f7 _# Q J
- {& |+ x" g |/ a1 ~0 }2 E8 \
- fend -= UDP_FRAME_LEN;! ?$ q8 ~) O; d) [# m! i0 G# A
- }! j* ?/ a2 j$ v' J+ E
- }
复制代码
8 J/ w0 k" @$ m8 H$ \- _$ B0 ?
% R+ q% W2 d) W* n* q9 h
2 G. b1 \! T& L1 B
3 P8 K4 L3 }5 D0 {iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |