本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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7 k2 k+ s# Y% c" S ~; H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; H& |7 m+ a7 v% g1 d4 |3 b
1 O, p0 p$ o- w" T0 A4 e, G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。
+ @5 P3 c* k% I/ n k Y4 i# Z2 h# p1 p' V6 Y8 \
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。 ! i6 H' H$ t6 X. X5 q
一、HTTP网页服务器
1 {; V! w1 D f- j/ ~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)
/ M' g! H: G% q1 x - {# D- G3 N; Y: N$ M" V! G1 C
- struct sockaddr_in servaddr;! \: ], @. ]0 B$ L R
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
: r9 j* {1 p H+ J4 d - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));1 i5 I, L: G& p4 W& N- d t
- servaddr.sin_family = AF_INET;: _" m* O7 `0 d8 A0 R3 g6 ?
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);9 A; I' v% Z. k9 `2 K% X
- servaddr.sin_port = htons(port);
9 a( w9 o0 P- l7 o; U - int ret;
( C" A3 A, J. t f+ O% h0 z1 i+ X+ S1 \ - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
- F" u/ H/ K0 S" P3 h& `' o& ^ - {% S" o; n0 |# `4 Q
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
" ]6 Y J* T. h m- }1 S4 l' x8 x - return -1;$ t/ ]$ k' I! X0 u9 j/ I
- }8 m2 d7 w. H( s& b! {, [
- int on = 1;
: O8 P" l1 A" L! P% B6 t+ q7 F - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)0 ^6 K+ Y$ F0 X2 X2 _
- {2 m+ @ }7 Q4 H" n& U. F
- printf("setsockopt error\n");2 P+ b7 F9 _7 k0 Y* p3 u1 A$ S
- }5 Z( G6 g, c5 E/ W& M4 j1 W
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);! t* i# b9 m3 S+ A, Y
- if(ret == -1)5 G$ Q( X$ d% m+ c. S+ r
- {" Z/ D6 J6 [( a! {' O" i# b x
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
, b; {1 Q, s* O/ v8 k - return -1;
& E. o; b) W% |. ~6 J5 D - }
0 D9 I5 J! v' Y& J" W - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
3 C: |- y3 V/ J% J$ r* T - {
6 }, a% c& Q# G( l6 Y+ c - printf("Listen failed!\n");2 ^- M0 E( {; O6 c9 e1 e
- return -1;" X' ?3 i$ Z7 w A0 H
- }% O5 X# B9 @- H6 g5 Y$ a
- return 0;2 L7 |* b3 H, M
- }
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);
, `' D, T$ n# s$ k( h: f - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)$ W* y2 z9 C& n' Q8 m/ Z! ^
- {
/ I* ]$ Y8 T' D$ Q - 。。。9 [: X- M3 n, z v2 o! V
- while(1)3 N& f, [# \7 i' e* w& D' }
- {5 `/ O9 e9 q0 A7 X# q: S% @ `; W
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);5 V% v. w+ b. e `- I& ^
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");. k( u+ t9 C+ P8 f* |9 |& [( I
- 。。。
/ s0 ?. ?. ]4 S6 j4 r - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
7 g- g9 ]# H% O7 y - }
# t! ?6 N) b8 J! Y! N5 Y6 ] - 。。。
[8 U- B# W* a - }
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);
' W1 u% W1 r$ U4 T - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
; J6 Z f9 z5 x; K' \6 u7 H - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
$ w! Y8 J8 Q. P+ V8 p - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;4 M" j0 ^. G, l+ c: Y2 P0 E3 I
- pthread_cond_broadcast(&pct);/ a+ o* q0 ]- ?! c6 y5 L
- 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;
8 j) F( U* |- x4 s6 u, O - pthread_cond_t pct;) T! q" K8 V2 I: X; f8 {+ w
- int main(int argc, char* argv[])0 H1 O7 l! E6 o) |& |1 [$ P
- {+ F, Z& \; L: i6 p
- ...' V. W ~/ h# O5 q! f# h4 V
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
" K$ @- x& |) u - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
1 N. r. K! `# o- u - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);. O. b- Y+ x/ ]# t3 v
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
( E$ I* h5 U/ n - ...
! C/ u' r7 M4 p9 b- R# N - while(1)
% }8 S. `: l) k# |/ f - {
5 P2 e9 ~& T, R/ s - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);! K4 D9 O. x+ D2 ^8 c2 i' z
- ...4 K5 M2 n; f9 c; [, o$ D$ v( O
- }/ H7 Y. i0 ?# [: t1 k6 q: Y1 J* T& y
- ...
, q* M( O" J: t; Q1 K3 i4 g8 { - }
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;">6 N, M; \1 r* \ \2 g& u" P/ ^# H
- </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" \
5 S, J% X; s. |2 y. n2 e - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
" H$ P6 n* b" P8 C( x, i! g5 { - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
9 Q- h+ i9 T' p4 v - "Pragma: no-cache\r\n" \! r. I5 q( i) K1 S: w* X' z
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
! n+ ?: d; } e - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
: ?4 ]$ Y8 \. V' d' ^4 b - printf("preparing header\n"); u; f* A* G& ] H* f0 K
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
' \: v2 i6 n9 w' ^' r$ f2 K& s - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
, {' i. x8 ?& Q$ p' x - STD_HEADER \1 D* B) y, }0 w* w7 n. E, n# q! V
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
+ O/ H2 H# R# }' C - "\r\n" \& d$ K ]" {6 I2 J$ q
- "--" BOUNDARY "\r\n");
# ?2 [: M6 S4 b - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)+ N6 j4 `1 X) `% T( a
- {
; | h. v4 A9 y. i0 T; m4 M - free(frame);5 r$ C# Z' _; D2 @ d: r! l
- return;8 c' h+ S: {+ H* }' ]
- }
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" \
& D4 i" R) t+ @5 ^ - "Content-Length: %d\r\n" \
( R3 t# y2 w# l8 w0 b: X - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \8 v! m! T3 D6 A/ K( H, i0 ^* E
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
- Z/ X* ?6 c- U' C5 T4 b8 @. q - printf("sending intemdiate header\n");' ?; i. ~7 u0 A$ \1 k, B
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
( S; \0 p @$ U( U3 Z# s - break;: y7 y& X9 u* ^8 \; n# I0 H
- printf("sending frame\n");# I+ b, T) S0 o5 [# [
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
: Z" A$ D3 Y0 R3 `: X" w$ Q: l1 [ - break;
" M! s3 x2 T6 u9 \& H, o) _ - printf("sending boundary\n"); o+ s& C% g% F6 C! X3 w
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");- P: e- S- O4 r9 I, K9 K
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)! v; o8 G" H' c: L" Y' b2 g
- 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。 
/ E$ n6 A6 x& X# l% R9 ?. l 2 x, w( |4 i5 f! i4 k
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket: J. ^1 N) g/ G0 |1 i9 I
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
$ j+ l5 G. c" ?& g& d* R E2 m - {7 o9 B3 e m v
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
6 q$ p6 r$ w* |- `2 @' V - if(*socket_found == (~0))! F4 Q" M( ?" n
- {
# W8 b V2 v& a% @% _4 k X - printf("Create udp send socket failed!\n");( ?0 z W* ]( f& q9 b0 v
- return -1;" I, N# Z6 d" f
- }& U( d& W7 \& _9 {+ E9 v
- addr->sin_family = AF_INET;" J |: p: n1 W( _ `% h
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);$ s1 A' i* S) T
- addr->sin_port = htons(port);
6 Y4 p# R! h! Z! h9 G - memset(addr->sin_zero, 0, 8);9 S7 Z8 F- L5 b! x, t2 Z4 ~- k
- return 0;8 H+ r; L1 v0 e) b; A6 y# U
- }
复制代码 . [9 G5 O* I) b4 C' r4 U- h
- j# S* b; [) V$ ]9 J' I {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:$ o3 d! f0 u6 S" t/ n
, P! h4 I$ X$ ?4 b. S+ w0 |
. e/ L: y2 o- _+ i8 O- while(fend > 0)7 u1 _5 W0 D1 `; x
- {
6 h/ o2 V) Z# z& b; L - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
6 }1 T+ @6 Z( X - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);. W! V q1 s1 c/ R: y7 Z0 a
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN), j9 [1 j2 f+ W
- {% e/ M$ a: Z% E, c3 f c) n; V
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;6 g. J* ]& q- G( r' \3 f
- picture.fin = 0;
# A. ~, A9 w+ p - }
9 u |" M3 o; Z: D: a+ I& Q: k- ] - else
% @2 b" Z) |3 c6 D. O: [ r7 S - {4 Y; O4 K D8 [0 a9 }
- picture.length = fend;
/ t" a! [- q4 \& a. [( c - picture.fin = 1;- z% T4 q6 U7 ~2 h2 A8 K
- }
: P; R3 M2 ]" b$ F - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);) A+ x9 B6 o; b' G
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);+ B7 r! E& e; q0 I6 [- n& }9 V
- if(sendbytes == -1)
2 }( {1 P4 n" J1 W2 [! `6 i/ Y - {
, {3 u6 p6 E/ l9 s - printf("Send Picture Failed!d\n");" ]. z4 K( j3 L
- return -1;* q4 O7 e, Q0 j6 @& N1 t
- }0 A& _9 n/ L5 H* z7 X# U) R
- else, {: \- V* B0 m3 d$ t6 ~. c& k
- {
0 k& D `: D6 I5 i* S - fend -= UDP_FRAME_LEN;
$ y" o5 {$ v* l9 ?$ p5 W - }" {0 W) z- l$ K; j/ o
- }
复制代码 2 i! W" z0 G+ O! @: p8 ^" H
/ S9 A% r$ t, H) ]
3 x4 j a8 j+ y$ n0 F1 X8 h7 B* C9 b: s8 U* g6 L5 W9 m
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |