本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
9 ^, p* ^& s/ ~$ J' }* o* ~- i/ `- [7 O' I1 `1 M% v

7 |. }( |) [: ^8 b- `- U" 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.html& U% O2 `8 B4 J, Q$ K
& z" `% Q' k: \5 ^7 K2 M! U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。 ( W- X# s+ S* Q

& O7 `$ t* P- q( \! b; h& S; Q' x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。
+ e# ^6 v. V$ C# \0 I$ {一、HTTP网页服务器5 b$ F7 C( z4 B, ` u* f
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)
' y0 J# z. w) f, W6 u X - {! B e I7 c# v& e, A' z
- struct sockaddr_in servaddr;
1 y% z, c8 t: {: B4 g1 C1 K# N* e1 y - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
5 [' \: p: T v$ B3 \1 z+ W - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
5 G. v5 Q6 W5 \3 [. n0 ` - servaddr.sin_family = AF_INET;# y. m$ m& C/ m
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
- h: h( P9 `2 e, U7 Q - servaddr.sin_port = htons(port);
4 U& V. y' G' F% s1 N - int ret;. M9 F; p# c# v4 ^5 X. H$ p( }
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)) \3 |$ E5 h5 P4 z0 a: r1 k" T
- {% f% d/ t0 W0 S7 D
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
& e* K$ H% i* t - return -1;
T( y7 t/ F7 [3 M7 W - }
! O% Z) k8 u/ R1 j8 \8 K - int on = 1;7 u8 q6 s: R, ]
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)6 v/ s6 O! S' Y7 y
- {2 F4 z6 o# p9 Q, \1 v* h2 Q9 x5 w
- printf("setsockopt error\n");7 D$ F9 X4 w' a1 R R/ a+ o( e
- }- @1 I1 I, q- A3 Q! Q8 v
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
, g% ]4 j: C2 n5 }+ J, | - if(ret == -1)
) @! u2 [2 S3 k5 R% e - {- \& c% X2 y- }' }/ m8 C
- printf("Tcp bind faiLED!\n");! D( N* a M9 ^& b P: x
- return -1;3 [7 d. B' ]1 q% M: P" ~8 }. F
- }
) n6 f q3 e7 {6 F) [* p - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
. z" \, c/ C8 N$ m - {
6 Z( `- J5 f1 F" s5 Z - printf("Listen failed!\n");
0 N% x% j: b5 k7 J0 b - return -1;
, c. l7 I9 {8 v! A) m7 p) K, z+ S - }' }+ z$ f. q/ y5 p$ z. U( S
- return 0;
p0 f: w3 |1 B" E2 r! J1 C) j - }
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);5 A/ R, b' K1 L
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
! l4 F6 h5 b( O# `0 N# J* ` - { |; T' r) z( M1 m0 x
- 。。。
" z s8 a7 }8 s - while(1)
' D6 ^5 _0 u" M9 p0 Y' u2 V - {; S) w0 C% T! a4 f( b& m, H8 y
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);' y, U! h/ x: Z( ?$ D
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
2 x, ~9 Q" ~" u2 p$ s; A: Y - 。。。
! b" @3 M0 Q# R. m5 i, F7 j9 u) f" A6 m - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);! |8 p; d8 j' u: h5 p. N
- }' s; c) ~0 m, Q" G. G
- 。。。9 \3 M) h/ V$ l5 h8 V! ] L8 S
- }
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);
+ G/ A# S5 R; i5 k: p. r" T' \" D - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
# R) I* k0 f3 ]( J7 K - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;7 t3 ]6 V: F0 W P
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
6 j) `' d% F, A/ Q' S8 S - pthread_cond_broadcast(&pct);7 d, ^1 O! E% `+ F& U& S
- 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;
! R4 E, f" P& Y4 m$ b# |9 x% A+ | - pthread_cond_t pct;
7 z& R& N# s" }* a- Z - int main(int argc, char* argv[])/ ^; z1 q/ ?' r9 @9 n
- {
$ r5 E6 D4 i, u* h7 d - ...
: I' [ C8 T' L) j7 A - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
2 ^/ ^5 Z" G1 f+ l; F$ [- H - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);5 c- D( l# M7 k' h% z
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);" x. J: P: X9 k& }8 |. n
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
, w u+ l3 o7 B9 ~& n% U - ...
9 o4 \3 v) E( f. k: I2 [0 ~2 W - while(1)* q# M! r9 d Q
- {
2 f3 k7 }: }9 e% y - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
# n: i# o# R7 B" n k) X3 E' A - ...
1 M; ^/ a i4 |: X) T G - }
7 W Y S' D6 k: a& U6 F8 w, s - .... J& e a$ G" \
- }
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;">
% k+ ^& ]$ q( }# m0 Z; i - </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" \- Y8 d* G( n( \( p/ O5 d
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
% h% _5 J4 V$ w0 m9 V8 |$ a - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \3 d& `/ w* i, I( m% T7 f
- "Pragma: no-cache\r\n" \- d+ f: l' y; }# }: k
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
. T2 m0 A9 p; w+ q! a, I& I - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"- x; I0 c: n. a& T
- printf("preparing header\n");( F# b% n7 q, k, j: @. T& Y
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \) @: }( O6 l1 r1 ?3 O" N$ A
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \2 W+ j1 y+ b" f1 b5 M
- STD_HEADER \
# B/ x1 J, P* ^/ M z' m) Z - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \ q" H. s+ \4 J3 ]3 _8 J
- "\r\n" \
2 x7 o `7 S4 e7 t# ?. f% { - "--" BOUNDARY "\r\n");; `1 t: q$ l- x( B$ W' b
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)/ T0 t8 G Z4 E
- {
5 }, X( G. k7 a+ T - free(frame);
) V# ] k8 G3 d. e, j$ `: t* }: p - return;
; v u& o+ r `8 t1 ?) t; M' [ - }
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" \ y. w1 n5 P* j9 W1 J: J p
- "Content-Length: %d\r\n" \
! W; p( A2 P7 T6 { - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \2 a: ]+ q2 l- i
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);: E3 l/ a3 N+ B8 L4 w7 s$ o- ~' X
- printf("sending intemdiate header\n");
+ U8 J3 M6 ^1 P v8 c1 S+ n - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
' z5 |# e& a8 H. k( X4 b3 t+ R - break;, q3 \0 {& j$ R$ J8 u/ \8 Y
- printf("sending frame\n");
z$ P* w$ G! Q* J# M - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
5 Q1 |8 e! i( z; Y3 w - break;6 k, Y1 Q3 w5 h o5 R! J% [
- printf("sending boundary\n");
" ]+ f& O; n9 l, |( H# v - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
) j+ X9 z) U; Q9 L - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
+ n- Z) r5 r4 C' b8 [$ M6 K* O' [ - 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。 
% E8 p7 t, I- ~3 f0 S6 s' ^
) j: p1 J3 C8 P f二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:( ]$ x2 J, Z. j. i6 M
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
, C: y& J' f# m. M& _2 l* A0 _0 B - {! k" t9 E$ V) N. P' k0 C) F
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);- L# v1 f# ?, T: `) `
- if(*socket_found == (~0))( ~4 y7 ?3 @: {0 n$ w; ]
- {2 H5 k) A z4 T6 t3 G
- printf("Create udp send socket failed!\n");, I) i7 d" C0 a/ g- {* f' R a2 Z
- return -1;
3 ^9 ~; Q8 e7 F - }/ c; \- D+ C1 ^6 j
- addr->sin_family = AF_INET;
3 {! ?+ W4 U1 M S5 q) z K) S0 Y - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
\4 K1 i. @5 @% m5 P# C4 m - addr->sin_port = htons(port);1 L5 E0 P$ V" ^! g$ @' T; i
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);3 q/ ] s4 v& j: D
- return 0;
' `" Q* \) C: m' D* I# ? - }
复制代码
' D! g2 C: |. D6 k: t$ |% t2 Z
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:! V; S/ @) P# s* g! O( u4 p+ m
3 E$ A9 s( ]. P; A/ j. P! c ^0 r. G
6 @$ Z; \( a4 E% a( [/ E- while(fend > 0)0 X+ G# ^2 j8 M
- {" I+ c; F' Q/ {* t9 _ ^
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
8 t# z6 P A/ S' p - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);, E* t. \9 h& [" `2 A+ v: |
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
$ T! c2 ~* B3 I8 o - {
1 P& z2 `0 s x0 n4 D - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
! s/ v5 ?- Q/ d8 x! S) E - picture.fin = 0;5 _; M9 t0 ]# I4 J w
- }
0 j8 J: L& [4 ]1 o4 l - else( w5 s( D+ x3 H0 n" y
- {
( f$ w- b, Q: i4 C0 A3 N$ S+ I - picture.length = fend;- M" j8 E0 h% `
- picture.fin = 1;
4 a' D1 @1 o) R( B( I - }) ]4 f8 U! L2 k: Y
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
) S% @3 ?' T( L' `/ P- b - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
) m/ G: x- h) m8 O2 m, Z w- ^ - if(sendbytes == -1), W9 [/ v8 u: h1 ^" |
- {$ Q5 V) ]) V" b% X2 z. w& i
- printf("Send Picture Failed!d\n");
% l P2 ~3 j4 @1 P9 r, Y, P* r5 ` - return -1;7 U1 K' ~ l. w3 O/ \8 I, V
- }
, ~9 l1 F; W2 W1 v* g - else4 S5 A3 x- _* o9 I$ E" k- b
- {
& ]9 A8 u2 ^* [7 ^* l* q: c - fend -= UDP_FRAME_LEN;
$ u4 I3 k/ `) ?7 N. { - }* s: J( ~) B- L- n9 r. ]7 i' }
- }
复制代码
: f2 S- N: T J: a( T6 h) T! s4 \' J5 M- |1 a( l! K: q' ^

0 L( m3 [: `! Q+ b* [1 t( O4 O5 Q/ H3 {# b
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |