本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
/ A: }9 l0 d% E* n6 o1 ?
) i, z1 Q/ Q/ p2 _5 g0 L. r / g# z% ?" \4 i" J
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
$ F, m# P0 t& L) V) V. ^
# i. S) T2 p5 K4 R( o" E, }8 ~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。 ) _* P& z5 y* C, Q
 # N$ D3 Y) ?$ R9 g8 R# 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。
9 _- d, v0 F% A/ ~& q一、HTTP网页服务器
! M0 y _7 W; t5 n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)
- T; V+ p0 X$ r; L. k( R - {3 r# q4 L. f% U8 B9 A; S, E: F
- struct sockaddr_in servaddr;! ?% W" a1 y$ H; [& L' r# l/ [6 u, v
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
. h9 k- L, ]$ ] - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
- H8 K3 C1 o8 ]9 p - servaddr.sin_family = AF_INET;
& @6 d4 |' J9 v7 [! i - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
$ C2 B1 [7 O1 I0 H7 C: j1 P - servaddr.sin_port = htons(port);# _- d. B, L& S! h/ m
- int ret;; Q' S/ Z0 j/ N1 O5 d) p7 |
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
/ ^0 X2 ]- c/ V - {
% X: z8 R, D; y, L - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);3 B: o' a+ W* K9 z# w' D2 w
- return -1;' j3 V8 V! @, _8 T
- }9 S; n5 A) I. m4 r& W
- int on = 1;$ T ~" S" l8 N- J
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)9 v0 U% X6 M+ s& H5 B( y
- {
/ \8 Q) }* v+ F8 a4 j9 ?9 P - printf("setsockopt error\n");! x& n: G# J& D; j" I
- }
3 u5 `& R/ i) `& C& c - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);+ A" y( V. D! F* T9 C
- if(ret == -1)
3 o! A) [) f" f7 ?- R- ^% y% L8 d - { ?9 U* F( c' p+ [9 q# j
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
. v, J* `4 t5 ?1 t9 l! @ z [ - return -1;4 k e+ F) Z9 S& L# i! O
- }0 ` O. |9 T8 n0 }8 X3 C
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)( K9 V/ A5 V8 C u! D3 V ^ o( ~
- {
$ {6 o$ G Y& s5 P* Z) ?" E7 [ - printf("Listen failed!\n");
" { `/ K+ H1 j9 D1 \. q - return -1;3 x* Q9 x9 ?0 C( E8 _- y/ Y, h4 ]; B
- }
6 [. _& B3 I8 H4 ]6 v - return 0;
7 |4 f0 M8 A8 f0 k. ]) b& G/ 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);
- i b$ O, h ~ - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)- Q3 w! p. m* T
- {
+ ^: M* k& j5 v - 。。。
, ^ F9 _5 Q& `5 F1 s+ w3 D - while(1)/ [- y) I# [$ [* @( O8 }! B3 h
- {
$ w' S5 |0 X/ t2 ?, ~2 J* q: \ - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);' V% ~4 F$ w5 m0 _. b( D, e
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");8 I- D$ x; p) y5 a; [6 j4 T
- 。。。
e3 y. q; B: A# h - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);9 P4 ?+ r9 u$ j* _
- }( j$ e& V# F" Z/ g: y& }" I
- 。。。3 w3 E1 A1 w0 Z/ c3 F0 w2 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);
G# b2 I" X7 [( M3 G3 _ - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;* n+ m2 h" a( @! U
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
1 J3 r c% K2 h; [ - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;4 O8 h; b7 K/ T9 N3 J( s! j5 F+ Y: h
- pthread_cond_broadcast(&pct);$ c. Z4 s" f5 T
- 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;
( W' J; M( G6 T: p9 y - pthread_cond_t pct;
6 x6 {( |" W+ m - int main(int argc, char* argv[])) \# T9 v$ l! h7 W6 m
- {
" \! A5 H, u2 E* T& T - ...( ?; O! I* d' m* i' f6 F
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);$ q# t6 G8 i9 ?6 s9 ?
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
# a* t- r/ q* n" X+ z - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);% B3 J7 e' t1 G
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);6 \6 g: |, [# I* i7 h3 J6 r
- ...
$ x) {' A* c: |# ~4 ?% c - while(1)
; ~7 a. Q6 p. x/ G - {
" z* f* P4 g: c* s2 ~& m - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);' W' J6 a2 l6 y H
- ...
. w# s% h" C. E" F. q% J. C: L; q - }
5 _. h1 G! T+ _! }; y - ...
8 G9 H9 G t" |2 G' O0 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;">7 f' C: W& a8 m* T
- </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" \
- F( }- H- t& D( x* x - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
7 Y, n% s+ w- z9 d2 J - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \9 B/ T7 l- U8 J q& L
- "Pragma: no-cache\r\n" \+ y4 r" P& [1 F) o
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
; y8 o9 H1 E2 ~/ ? - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
+ t6 Q8 U! P* E/ M$ K% ^ - printf("preparing header\n");! M0 w8 @& W: _7 v
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
' h5 Y$ [( J( G1 J7 l0 Z0 K - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
}/ A9 }- `7 Z! ^' h- Q$ T - STD_HEADER \
9 |" ^4 Q4 n/ b& @9 U/ B - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \8 P6 Y5 H6 v( X. w" m6 @9 b9 N
- "\r\n" \+ H8 A+ V; n; n- J2 f/ C, k, V
- "--" BOUNDARY "\r\n");6 @2 q1 B% C' `9 q# n
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)% I# G! ]1 s8 y/ R9 D {2 i) E) m
- {
; m6 Z6 j F; K, s! e" `) ~ - free(frame);
, U, D' k/ Z& J& M - return;
3 f. \8 ^$ N+ a# o; `: ?2 o8 _% | - }
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" \
6 [6 ^5 |) x: i& A6 N0 m" b* Z - "Content-Length: %d\r\n" \
; L1 t K" k" P6 p0 W$ r9 x' ] - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \, J* D2 ?1 ]! w
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);" N" g6 O) ?1 l' x$ V* ^/ ]% ~
- printf("sending intemdiate header\n");( t" {8 Y9 V: {- N. _5 `8 o
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ L w8 O$ U8 j - break;
; b9 @. J- a7 w6 ` - printf("sending frame\n");& b/ Z6 A8 t0 A4 O" ]6 A( l
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)% q2 Y, F$ }8 }2 t
- break;/ j8 \6 _6 ^3 O0 b
- printf("sending boundary\n");
. z: D$ R4 Y- f/ d1 l6 M: D. R - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
9 W2 @6 A. C, X7 W+ n8 M* _ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
3 d# O: Y+ V$ u& @ - 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。  $ c) @( C; a6 s- `
 + a2 F4 v" k2 _$ U) Y& d& B- R
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:, P. Z {; p' A8 g* }
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
4 ?1 N& e8 S% r - {
y8 y2 f+ C7 l: H5 O: Q - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
( h6 I+ ^- C7 o% W; s - if(*socket_found == (~0))
; f2 E% f" x2 v+ Z2 A$ _ - {
4 W {1 `/ F3 D+ q0 M - printf("Create udp send socket failed!\n");8 }8 t: q: O" G9 Q
- return -1;" e j" S4 C' Q0 Y4 |1 @6 M) i; K
- }7 S9 l) B1 u: |/ F5 D
- addr->sin_family = AF_INET;
9 B- J8 K1 l$ w+ P9 q" @ - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);/ S% P( g$ X8 t; } ]
- addr->sin_port = htons(port);
6 F; M' [0 |# }. B+ E - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
V- C( S& h8 |1 k - return 0;
: R; g3 ~3 |0 ~$ V$ F7 P - }
复制代码
- e- I, u5 V# b$ P6 n5 J( R) t
$ D- R; _0 K7 q& I) A& H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:+ C) G1 i7 p$ M* L p) a7 v5 y: D
/ f( y4 t( Z0 n9 P& W
9 h3 Z+ E r4 B' Z, K- while(fend > 0)
. `4 l6 ~9 N5 W4 @ - {$ Y5 z' U3 D5 x, K% q1 t
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
* t( P! w& V9 `# F1 ?. r - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
' X' S* E5 W( o2 L( n - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
6 W' [, m1 S8 x9 _/ b% Y# z - {; W1 Y0 k) f9 F: Z% w7 b, R1 G
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;# ~5 Z& ~; \& k! K# }+ K4 S, Z
- picture.fin = 0;
* m3 K( p+ e' p. v - }
0 [6 U; F; Z$ t5 G - else6 m5 u/ J" `- |0 i/ T8 S/ s
- {9 u, K" p: _3 y k3 m
- picture.length = fend;7 m% |: u( D) O4 b
- picture.fin = 1;. A, R3 z7 m3 U' I/ n" f
- }
0 T4 Z2 |- `+ O T - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
7 f' u+ h8 E" A! v1 J- c - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);8 J0 S9 x P' ]3 P/ A
- if(sendbytes == -1)
( r4 \' W) V! X6 f, j+ n - {
/ A& f }" k& k - printf("Send Picture Failed!d\n");. N' x' i$ {( y* u5 s# v
- return -1;9 N6 s4 \& m1 [
- }
6 I8 S k! z8 q; R8 M - else
2 ?/ Q {% X+ H9 z0 M' { - {. A& M. ?. F- F9 j! ~" J- ]
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
- v6 D3 w! i6 C3 e) [& J6 F - }
9 o2 a- w/ ~" `: v - }
复制代码
; u& K7 p3 O1 Q2 Q0 Z. ^! Z
. U2 \$ \8 E% c
o+ S8 H5 Q$ ]8 l
- k8 B( k# D0 b( J$ H: FiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |