本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 8 i0 z" D1 _4 m
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 ' N7 d. D1 H3 J7 `6 V5 r6 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
6 A( y+ F1 T- k0 S* `# X! J
* Z) O1 N$ n; I2 G' \2 k" ~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。
( M l) a& V% H) s * P8 I) J. n) |3 c* Y# Y, I
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。 . s C6 v1 r0 A4 V9 l* z
一、HTTP网页服务器
* r* u& c X& s ^3 l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)
1 C4 f4 r- V6 D - {$ }& }0 L9 T& v% H
- struct sockaddr_in servaddr;
8 ]; L4 S; U" O3 X" B - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);) c0 X* r5 Y& Z W; f3 P+ \& ~
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));: ], |$ Y8 J. `4 o1 ]0 q
- servaddr.sin_family = AF_INET;1 w* K- i. S, t0 s& R
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);' T( Q2 m0 [! m
- servaddr.sin_port = htons(port);
5 L! W' l/ i7 N - int ret;
/ R& H, U$ `& n+ T8 r4 k% t - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)& W# a; G& b P, ^; P4 ^
- {( @. m7 E2 Y: }1 K
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);6 S) P1 p7 ~* Q
- return -1;# |0 j: |- c d
- }
. x7 b7 \/ a% ?1 K |+ u* I2 O - int on = 1;% K: B5 B- X0 ~, U7 U+ N9 J4 x/ G
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
9 K# x" h' u+ p4 E' E - {
, y1 w/ c7 t$ l - printf("setsockopt error\n");: D4 `# u+ p' s$ V( \" h
- }
5 a% J3 X% G4 D5 v+ j$ M q6 | - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);7 ?8 t3 F; U- Z! z, O
- if(ret == -1)3 q* H6 R9 h V' L+ K' ~4 ]- v6 F
- {) g3 z6 s& J7 _; q/ J% Y) J7 \# |
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
- f) H2 V9 M+ N7 w - return -1;
6 I7 C; D6 P& i' n - }
0 g2 R3 F$ s9 ^* [ - if(listen(*socket_found , 5) == -1)7 R6 y7 ]/ u# H5 C4 G
- {! z8 e$ L2 J8 N2 t9 f; f; m
- printf("Listen failed!\n");
& V6 Z( x# ~4 Y7 ^ - return -1;/ G; p3 T. y N$ v: p3 ^$ N
- }
2 ^1 U; Q* l2 B - return 0;
% u* y, U( L0 K) j+ n& C2 Q - }
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) O" F- V( m# Z. V. f5 u, _; e - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
/ z% x3 k' b2 L$ c. k- [ - {, L1 Q$ l! V, S- |
- 。。。
4 L: {/ o- o8 s" l3 H- q9 r( @ - while(1)
' @6 v9 @" i$ L+ b7 \/ c$ d - {7 D- d$ z9 D ^& _: y
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);& t' Q9 R$ q. [& q/ x
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");- \) s0 B! v4 j m! N/ T
- 。。。
" o& D6 W. {" K - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);& n9 n: d$ ^/ V4 c: V# E
- } p8 y9 ^+ n% W/ o
- 。。。
: O" p2 ~' Q) _3 m! q1 L - }
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 e) `9 S8 K% o& H% O' B - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
( H! {6 ?+ k( ~# }$ x: D T - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
9 h$ t; m N' L& S0 Q- L% e - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;" h2 ~3 k1 Y% s
- pthread_cond_broadcast(&pct);
5 i, M$ F, M; H0 e3 D7 G" i8 b4 n - 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 ?! R3 G" a! m& y- O+ K- @6 t" ~1 C/ D - pthread_cond_t pct;- P4 s7 n9 c: _, `0 Q
- int main(int argc, char* argv[])! |$ I0 j. [$ R; g- |/ |: B
- {
5 w* F; D& q: p( r. m$ \5 j - ..." j$ |8 T) Y+ N; H( L9 l5 y' F
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
7 @3 Y' i, r! R" Z; _9 `9 r - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
) R9 h4 }- q8 ~& G! v - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
) [& q6 w, ~8 B7 u - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);7 L" v7 k: i% u. E
- ...
- y% K6 ^! e* m. v2 ]1 a2 a! I' p - while(1), a; ?; b* U6 m$ m( [
- {
) R/ J' I1 p. N* h* C. W - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);1 q9 W1 L1 Z; q; h$ ^: z7 i
- ...
5 m4 T7 y3 A* V/ r- ` - }
C* D; U K9 g5 v E& V, } - ..., r6 I( v% r7 I* D9 B
- }
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;">
! R& ~4 c9 O! ^ - </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" \
( p8 I) r, c$ }- |9 v8 |6 } - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
$ b2 K6 [" Z' e8 `$ G/ u - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
# n( O* t9 V8 \7 K D+ U9 G - "Pragma: no-cache\r\n" \. D1 Q; h' \$ c
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
: f. P ~8 `4 S' d5 C, B, u- ~% ^- W - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
0 R$ J! I! W8 ?& r - printf("preparing header\n");" v4 V3 @& `3 d* x$ h. |4 C& ^) X
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
. c# q6 S1 D; I! V - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
7 J% R$ n2 B0 P5 d2 ? - STD_HEADER \9 _# o( ~, `0 ]; }8 Q& d- P# }
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
8 [8 A- G1 Q; w# ] - "\r\n" \, o3 `) y1 I" G2 @! [: p
- "--" BOUNDARY "\r\n");
, Y4 Y2 \+ D& P3 [& t! n - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
' N# g" b% G. w$ K5 D - {
) r, s9 J8 M5 U3 m. b - free(frame);: o1 z: _1 n: m: k8 k$ w" \5 s
- return;3 j8 P# Y ]' g2 y6 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" \. A1 k0 o7 e4 t" G& h9 ?
- "Content-Length: %d\r\n" \0 H5 N! Y2 V0 b8 y! q
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
$ b( g% b. k' C! L' O - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
& F! i, [" ~7 }2 _ - printf("sending intemdiate header\n");
) r4 N' g" u! C2 J; e$ L - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
. g$ I3 |" Y, j- L+ y - break;$ I9 T" ?' ?4 o" M! M. g4 J
- printf("sending frame\n");
P- `: n5 [: o ~3 y - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
7 V" B* q" L) p6 d - break;
C' r4 p5 ]1 J - printf("sending boundary\n");7 F- y7 O9 B% b1 x% y5 A2 Q `& x3 P
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");- q/ r9 x w% v
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
+ v( {% R# ^8 N" Q/ w9 Z3 J, A0 Z4 w - 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。  2 K; O8 K @, q! h3 O9 ~4 M5 Y

: S# t3 u8 B: D L! C二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
, h2 s% i7 F) F J9 \+ s- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
6 Y% f7 E+ L t l) S) d$ V/ B, r - {
" K0 [5 @" `$ l7 d+ j - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);. {' e* V& d! P
- if(*socket_found == (~0))7 l5 M. J$ {; g8 p! \# @0 v
- {
$ `6 l) w. f1 v6 t" v - printf("Create udp send socket failed!\n");+ f2 W- Z7 T% K- S- I o- L/ |3 i- X
- return -1;/ p3 e P8 e! ?9 ~
- }$ ^6 {- A$ r! b4 W4 \% ?( O
- addr->sin_family = AF_INET;, Z. c, I4 g+ N4 P2 v
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);8 m; [4 a3 E$ P
- addr->sin_port = htons(port);2 W. d6 ?" v/ V$ W( T, A
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);7 H9 f6 S& G0 \# a! z
- return 0;1 E7 {5 b, t- r
- }
复制代码
7 M0 V1 [! U$ i- r5 ]4 q1 a; `4 ?; H g/ O$ 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:
* `& T2 E$ M* F0 t+ P: \# B3 W
. B1 v# ]$ [* w5 Y! Z
' P p5 {( ^2 t# B& w) [- while(fend > 0)- S. |$ P* p3 R; @% q
- {
' @9 Z2 W4 S2 D4 Q1 K" V - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
: U" W) O# }3 l) Q' o - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
% v9 E* ^* @6 ]9 W - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
: |. D6 k" u/ f+ o' ]4 ~0 Y - {
' F/ ^& L$ c2 F- s - picture.length = UDP_FRAME_LEN;1 ^" f' O. b3 Q+ L- |
- picture.fin = 0;
( O2 M T+ Q! m, ^ - }% [2 j( f2 g8 B& q
- else" N6 f' I! j* X7 f' A
- {: \1 L8 D0 h% `' L
- picture.length = fend;
9 r6 E+ M$ F, @4 _7 E% a g4 N" A0 M - picture.fin = 1;
" k# ?6 |) j# D/ Q8 ]. H - }
9 K# Z( y! H3 u. G8 M - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);% [8 n, B5 `1 x( N
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
- Z* a0 A# l7 ^' d( X8 g8 q5 p - if(sendbytes == -1)# n5 ]2 \- {% @0 t
- {, I( u0 K& u. M3 A" q% V6 Y+ u# y
- printf("Send Picture Failed!d\n");! p0 Q8 H: ~1 }% {
- return -1;
0 s, ~5 }3 d* Z5 Q. ^& { - }' U/ M- d% ^# t) {( Z
- else% H' i$ @5 G- d/ l0 K% a- S
- {( V# l, D1 t( R+ n1 R0 G1 @0 Y
- fend -= UDP_FRAME_LEN;/ ] S, S7 E* ?1 g
- }
5 N X8 V- m8 L4 V9 A- U. h - }
复制代码 9 h0 |4 |' B! V
: |" U: ?4 }0 v0 O/ i

+ l! `6 e+ r( w2 X$ W1 N6 @5 O& [4 N5 R) V) o
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |