本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 7 a% k) O! E- A3 G! W
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) ~0 f* L% Z) `8 \+ 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- {3 I; r6 ]& h H
: y' f) _3 |" t* h9 f4 j7 r" b3 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。
. Z; p1 J: f5 l4 i - G$ @* m o; S
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 O/ x- j2 X2 g0 f一、HTTP网页服务器
4 p% B9 \. U6 |$ { n1 W& ~/ H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)$ C I6 X) S( P [- Q; r! N7 v# `4 b
- {9 B- M- ]! m( G& L1 H8 X8 `+ R
- struct sockaddr_in servaddr;" S6 z0 O8 G# `. [* r
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
: j m) X% p ~7 a# j' b" o8 C - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
$ j( b( o7 z& w" C7 M( Q" f - servaddr.sin_family = AF_INET;
, V) t! U( j |! n- E/ n* ?$ Z8 p - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
6 f# s0 h, n: F0 @0 f - servaddr.sin_port = htons(port);
5 s, d; |5 \; }8 |# ? - int ret;
: b$ f* e) b8 T1 D8 ?( p r6 T: v7 T - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)6 @( K3 f0 \* ]! @ l* [( |( Z
- {/ k( o+ l3 c& ]: e/ o0 w1 @0 J' j$ k
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);% D4 d5 @9 X. p) ]
- return -1;( J- V' d; A0 }4 N# O# A& p8 `2 G
- }
I1 O0 t# u& ~ - int on = 1;
7 \7 h4 B2 Q2 ? z I: R - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
2 `* q: f" m5 B3 X0 R" j - {
5 F. Z" J% R% h: m T - printf("setsockopt error\n");. v% g r6 \7 [# s; e+ C5 S
- }
1 V$ K+ f6 y2 K6 w9 O5 Y, _ - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);' t& U* v3 \" p, q! @6 k- }/ l
- if(ret == -1)
) A B0 K$ M" y Z5 [ - {
5 u+ F2 x6 m. O) X - printf("Tcp bind faiLED!\n");* K1 y( d, p7 Y# {7 W
- return -1;4 T. q6 u+ L e! _: C5 S8 R3 M
- }
( O0 p! w8 h- p7 p* k - if(listen(*socket_found , 5) == -1)9 |. r2 _ y4 s7 w- ], a, G
- {! K$ g Q, z' l& \7 s
- printf("Listen failed!\n"); \/ n5 Y* c7 n7 R& ^4 R! q
- return -1;
9 D3 x7 [1 ^3 e1 j* o, ^$ T3 k - }
9 H7 r. h6 n/ V1 \0 g3 f" R& W' f - return 0;" L$ M/ X& D- x" P1 L
- }
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);- |# E {$ }; j3 f& x) U# I
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)3 x, n: q/ a# E! n# ], y7 f3 |
- {$ s( G% E5 G0 L4 _3 {! x( L& a6 }
- 。。。4 y4 Y# x1 ?3 y* u% m$ {# u6 U
- while(1)
$ x$ [+ P; s/ e* a. X( ?$ [ - {
2 o# |; W, g: s% K% Q - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);5 I. g* S/ Q0 y5 `8 ]* g
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");) g0 ]1 E5 a2 _4 m
- 。。。% u) [, z d8 S! z- t# w; T1 f8 n
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);. ~0 t4 g' V; A0 q
- }2 r4 c1 }/ I: O6 q4 j( u" X
- 。。。
, [; z- U& P; V# y - }
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);
, ?! Z" _* k+ }/ `9 g - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
. w. F) @7 P# M: Y% m - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;2 P; r- H( m; L1 V; d
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;- Z; `0 A& b! N
- pthread_cond_broadcast(&pct); f* }* T1 U) x, @* O7 U
- 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;1 Q& `5 g( X1 U$ K i/ b: N# g
- pthread_cond_t pct;1 z; Y" J, }! x6 _
- int main(int argc, char* argv[])
( x+ @! I- z1 Y" c - {1 T1 |% G5 r$ f. A( V1 @& O
- ...
3 d* ~ `2 x% } - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
8 J+ f$ |/ k0 a2 | - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
1 p/ x S6 U5 ^; V3 B - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);8 \% _% i& x; j/ \) l, F
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
9 Y8 W, I$ S; \( v. @4 l8 q - ...
. `! d. N2 ?8 g# R9 n - while(1)
5 ]! p7 @# Q5 \! g- i- N - {; X* Z# u, @$ v: ?
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);9 o' J3 n m) `4 s# v
- ...
4 w& x, Q( S/ E% ?* d/ T- J - }- j: p" |2 X* X2 e8 f1 k! n
- ..., K# O$ I- _1 S' Z! o
- }
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;">/ C0 G, y( F Q; W9 L
- </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" \. o% g) K+ e1 t8 ^
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \+ e) c0 j# V+ g1 I
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \0 t, N* P1 U% b4 t; K& z- Z$ ^, }- y, W
- "Pragma: no-cache\r\n" \$ m( K& I! k" ?( J1 g' L; E
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"( ?! V7 ^! ?4 _- h; V
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"" ?% Q, F+ B9 Y* s% F* T1 U
- printf("preparing header\n");# c7 j& g: K1 P0 y* e- _ k
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
" _6 Q$ c% T8 t; v, u# _( R - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
' n# ?: e& C- @ - STD_HEADER \
# ^9 c5 N4 ]+ P5 m& k - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \/ G1 f$ u, p# h" R* u+ M9 C5 ?
- "\r\n" \1 ~) v5 v5 O& t. ^ v
- "--" BOUNDARY "\r\n");
8 z% M' P0 x3 @8 S' D7 u - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)% O; {/ ?, ?: T) D* H( R3 G- K
- {3 U# M3 G/ t* F9 Z' a; T6 k
- free(frame);
# ^# x) D1 W2 Z" h( N4 O$ M: G - return;) R$ N8 W6 k/ P k
- }
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" \$ ^. w- ?* i; w1 G. z. e9 D; o
- "Content-Length: %d\r\n" \7 Q6 ~0 L) Z) b
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
3 F5 F; s2 W! Y; Z- Q - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
}4 Q* M: S! d - printf("sending intemdiate header\n");& K* ~/ Z* s: Z8 K. p
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
9 B" j! ?: T& V9 J4 ~ - break;
; O" R7 O; K+ w( d0 ~ - printf("sending frame\n");- D& B: |0 o4 @9 v- n, `
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
: B. }) u& q. w, W/ g - break;% l, [6 }8 I6 O9 X" r+ }" l- R, `7 p- F
- printf("sending boundary\n");
/ ~6 }$ ^/ i& y1 K( a, y - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");/ s. z0 z0 v6 L
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0), a" c0 Z# A, y1 l7 `
- 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。 
' j5 f% ^. V( U5 M% d
- C- H" ?& Q1 M& S8 D; X: d) o7 O二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
$ x1 \& M0 j7 X/ z1 W9 x- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
0 D; x/ \4 }! I5 j( ^ - {
" k+ _. Z* j% v, H3 k; ^ - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);% {) ]& q U! |1 f
- if(*socket_found == (~0)); P$ b0 R/ g; L9 ^
- {# y. K' z% _* i- j2 G1 w2 {
- printf("Create udp send socket failed!\n");5 G/ @, ~$ B) k8 Z3 Z4 _
- return -1;; ?9 @2 q# k3 k# c9 P( @
- }! R1 b7 \0 V R, i
- addr->sin_family = AF_INET;
/ A# \- V/ @" R( ^# _; f$ T( q - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);8 F: j6 w' c2 R* M
- addr->sin_port = htons(port);- `7 }" ^+ y' d+ W% L) c ~5 S
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);0 a ~3 D t! G: k( R, v
- return 0;
! w Y% U8 p+ j - }
复制代码
" u9 c% X g& T E( e" L
5 a1 x, I y$ [8 w9 I1 e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:/ `" L. H a3 h! J: A
+ r5 b3 B I& [" P' @6 z/ \- `
3 M. s9 {2 J# z- p
- while(fend > 0)2 U8 i. i! L, U7 e5 [, J, n+ Y
- {
" s N) {! y0 d& S - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));5 `% y" U* |3 X* I
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);$ T( w* k2 E5 _$ D4 H
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
, b: [% @! U* ` - {
4 Z) N p, K1 b! d& K5 Q - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
" ^8 `! `5 }- ?2 N9 n# h# n - picture.fin = 0;
! }- n) x* _1 T5 w& m - }7 D, r( F2 V1 D$ O$ D2 ?5 u& ?
- else( T- ^3 C# b7 C3 [/ M( { W
- {
2 O- i$ m$ B3 @0 |7 V3 [ - picture.length = fend; s8 _# M3 [9 e3 m& S
- picture.fin = 1;
( h* h4 n' d& D; Y' b/ z - }8 Q1 T6 }! K, D& G3 B2 a
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
# A0 }! Z1 ~/ D/ ~ - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);) u k* d) z/ Q7 ]$ m" y3 m! K. @
- if(sendbytes == -1)
, h$ p, v0 n6 f8 I - {7 H& m7 } c% K
- printf("Send Picture Failed!d\n");; \5 m4 ^" o* ^0 b9 }7 D& Q8 B
- return -1;) r+ q! T- R! v+ U W! s3 \
- }3 R6 @& |. Q- N8 w
- else
) C% k( J* K' w- |4 u - {5 t$ U' U8 Y" V8 h/ J; d7 _. }0 R
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
/ `2 L5 ?6 L; r* t% O- S - } g6 e0 w" _" {5 C8 U1 V
- }
复制代码 5 k" V* t8 o0 A7 p, ]
* v* E4 N4 {4 f# w" X: u. b $ K9 C, s1 F- t' X8 ~/ P# |- q3 E
, }% r4 J- s, t) r$ j* D
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |