本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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: x: ?" Y/ i0 Y7 B
. d. g: {' m! [6 s; W1 Q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.html0 H$ s9 {5 R# }$ f0 F) x1 [0 @0 t
$ j, a! [) U$ o# @$ m
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。
6 P; y+ G5 X9 f3 I" r
8 @* Q: S' w6 c3 Y5 P7 v% Q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。 ; y, g/ ]% q |; V- _2 h2 z
一、HTTP网页服务器
* J+ S+ y W9 s7 y1 V& ]) Y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)
2 i7 b7 f7 A h! u# h+ ^7 r - {
: t4 L& r g8 A1 Z* l+ M% Y - struct sockaddr_in servaddr;
( a0 H& x/ v1 c' \ - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
& e( U. b1 o! _ - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
+ @3 ?/ \0 E% |% V+ Z - servaddr.sin_family = AF_INET;
. N$ L( Q+ L( z! h1 { - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);$ \) r0 `+ W% D
- servaddr.sin_port = htons(port);( m# O/ h# H. t; a$ A' x
- int ret;
6 A- O9 I7 m) Z- w. I- H - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)! k3 i9 ~$ X6 b! ^1 O0 Z( E- a0 {& M
- {
, a; Z D/ U7 x5 X - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
/ m: d. u B& \: E7 Z2 l- H; s! b/ R - return -1;6 O5 w. Y" x3 c& P
- }
/ r# N: X! c1 X4 [7 w J2 c - int on = 1;
/ m6 C+ Q4 C4 [ - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
- x1 p! i+ k0 J) y+ i - {3 D# q7 ?1 q4 s+ e; _! i! ?
- printf("setsockopt error\n");
' P5 z1 c: A- b6 V; ?& c - }
3 i( [! h3 y/ B9 L! b - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);4 l; z" s- A/ b/ N$ D0 n
- if(ret == -1)3 L3 f! g& ~7 u m
- {
! Y3 L! f$ @) h5 r5 H- }1 I: U - printf("Tcp bind faiLED!\n");
) F4 b, b) Z! m2 P: } - return -1;
4 g3 i7 k4 z! R+ l - }# L2 W) ^9 M0 U7 l7 w, W
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
T; ~* t2 d: a3 [( j - { e8 v, V" ]7 v. i6 b. e5 g
- printf("Listen failed!\n");
' y, i3 X* {) V1 O - return -1;
2 p& ^7 Q! q. j' V$ b: n7 b - }. `2 E# e) \' Y) I6 W3 t5 d$ B \. h
- return 0;( n- r8 n' ]' b
- }
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 e& E$ @- F# B2 j/ V
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)7 H+ y6 w1 R$ N. O2 A: Z3 {5 p
- { u7 }4 v; J( T& J
- 。。。7 |& ^6 g7 P' w; v8 n- W
- while(1)2 i, }" ~# B) [) F B( j, p
- {8 M+ P, q$ e! ]; V- l9 d" Q7 B
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);8 E9 S: ?# R+ g% i, r, F) y
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
: e) M M1 w% ^ - 。。。1 [7 I8 N! ?7 t% J( D% Y
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);$ p$ _7 I. m, _ t( m) M
- }1 v& F4 V, u5 F" f' v$ l( ]4 X6 z
- 。。。9 X' T( k- |% z
- }
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 G9 c. U" J2 {0 z6 }; C
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
' ?6 k |$ j" e" w - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;, ?- V# e! G' y# b5 h
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
/ x0 T& A, L' r& Q - pthread_cond_broadcast(&pct);
7 f0 |* \& |8 O) z - 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;9 N4 u1 A' k3 I6 f5 n
- pthread_cond_t pct;4 ?' R; k# a8 S* X
- int main(int argc, char* argv[])
$ W+ x7 c6 [8 m7 X9 M - {
) h1 F! a: O$ C: |% {4 x - ...
6 Q' U' x, A* m m& H - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);+ v+ D i' ?% c1 P/ l: ^; z' \* v4 n
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
" }7 F/ E4 n% E; v - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
' `" v$ _& K: w" ?$ n - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);0 Y& m4 E, U. T1 E( }# K4 I0 e' B, }4 }
- ..., e! L$ j( }5 c! |$ C# \
- while(1)
4 b: c% v* P. l - {! A" Z0 n3 d }6 s! ~
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);5 j) g" g& g k$ V B' e
- ...) a2 C/ M; X- g) U
- }
7 H! q. J% n1 J# G) B - ...
- A6 }: Y" S6 ]( d Y$ V7 C - }
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;">
( V' l" h) y2 R0 c' O9 K+ k - </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& |) T* U8 x' u# p/ W/ F
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
* d# k$ a( j. V/ e( s6 R - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
5 T5 I; Q+ a. \: n - "Pragma: no-cache\r\n" \, m- q+ g$ j2 \
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
6 S6 ?# V. g/ g2 U# N7 k) s - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"6 J0 ~) Q9 c* E) I& W4 ^
- printf("preparing header\n");( z3 W c4 G$ K2 ]( a& ]1 Z2 C
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
3 n5 N- \5 {/ I, E$ M - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \& S+ p- G% i: D4 V3 i
- STD_HEADER \9 v) ?/ v( W% a1 g6 p$ K) V
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \% @. H: L! G6 B* y) J
- "\r\n" \" e" p. }! |% [8 G
- "--" BOUNDARY "\r\n");* I# }& Q+ d2 Q. v% T5 S! e
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)5 b' S0 H: d5 |3 \
- {
$ [- b4 p- z9 W* ^% m' X& T - free(frame);" `1 P( V& ~5 J# h: s2 C4 Q! ~' T
- return;
2 F% f% M0 _8 g0 c0 x5 G - }
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" \1 C) I# s2 t0 B3 a# P" ~
- "Content-Length: %d\r\n" \
: E5 A# N: W* c0 W/ w0 w# {" ~6 m' i - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
( U3 Q& F0 ^. C6 t/ F9 V% L$ c - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);# Z: R5 i- b" D, B
- printf("sending intemdiate header\n");
& Q' I1 b# k) K& ^) u - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)8 k, s2 o' |$ I# E
- break;, n- B6 R0 u) B# s q( l
- printf("sending frame\n");
7 i, u: {6 ^7 ]( i/ [ - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
" ~/ U% t8 {5 ~$ j! F' ? - break;
& A1 g8 O* I5 E f& Z) m - printf("sending boundary\n");$ r7 T3 ]; h) y' X4 K0 j9 P) M
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");0 c1 K6 p' ^( o$ _
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
2 r/ u+ K2 s% i2 S0 @ - 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。 
! g h% q; T" {* f# P; Q
# O6 H2 z0 P! y4 o1 J2 o9 t: u二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
) y2 j& F) y0 u4 s) \/ ]2 @- w- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)7 m' ~( }, [) K* i7 b) w% m
- {3 B6 \: X) z: |0 l4 h
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);; L) \9 _: {% `1 P! s! A5 ^
- if(*socket_found == (~0))" x. K1 L! w& ^* h% X3 l: v
- {. p* s i( _* q: Z3 c6 g& E/ c
- printf("Create udp send socket failed!\n");
( S3 O) R2 j- P; N0 Y0 g - return -1;( q- h4 a! p1 ?. L7 c- z
- }+ g0 w3 N4 m+ `( `0 V6 d! h/ s
- addr->sin_family = AF_INET;
2 m: O |% s/ M& i! ~4 t - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);' q& G& P# b% D
- addr->sin_port = htons(port);: w8 D. U" ?4 i4 Y0 A! c
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
2 f7 Q6 u' L3 P$ a" ^: N" u - return 0;
: G3 P0 G/ q( {- H# B( U% j - }
复制代码 6 ]. N4 a% s, A* H
7 F/ J+ y/ [$ v/ n B1 x
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:# {* Y s5 @9 j2 G8 n# k- i
6 H- o* i$ A' d
' f* p0 M1 B9 V& P4 x. A9 w9 o- e. ^/ d. {- while(fend > 0)9 I5 s8 q' w7 r- `
- {& I3 {; D" H. Q
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));8 b6 ~; S2 q3 D, }5 Z
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);7 L8 U' t; j' e$ r
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN). w. d6 n" @6 Y0 k! u6 Q
- {6 v+ v( ]$ y- c
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
$ ]# w. c0 L2 {* b* n/ | - picture.fin = 0;
+ ?1 h& N/ @( N: D$ c - }
' ?5 Y; f. F8 _- W F x% k - else/ ~# E( K& }% p: n7 R
- {9 z9 F% A+ Y6 A' K- |
- picture.length = fend;
% H3 n9 c$ x5 w- q5 |% d - picture.fin = 1;' T& b; Y) ]5 E7 }* Y
- }
$ s4 D+ O; S% {* K/ I* Z - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes); W, Q3 j7 ~5 ~4 o
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);1 _! \; O$ K8 m w: s
- if(sendbytes == -1)
, D! Z: O2 a: r5 F6 G- y0 T9 z) ? - {
6 _9 O, }8 A/ T' T3 L5 v' S - printf("Send Picture Failed!d\n");
1 F9 c C. Q( k( W' Y: u+ V* _) H - return -1;
- [3 e; J* `6 p7 c/ l- D - }& S/ _- q# l1 W- Z4 _
- else3 q8 A1 r/ S, C* x
- {0 X; i, n1 B g1 G5 @! D/ q
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
: y/ f, c$ w+ G$ c7 F; ~ - }! o( o( @' _, J! p
- }
复制代码
1 i% {7 i& u( V% F W, P7 B! e% N* Y8 X# c4 F0 b% X) ~
 # I3 [: `: ~ J$ U
. F- ?$ T { @! S( p3 A2 XiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |