本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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! R! @, @) S R9 I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.html1 V4 H, q/ M* J7 k0 l
3 H, g1 q& p" m+ b2 n3 e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。 : j4 C* _$ c: Q% E$ Z3 ]+ ]

. g+ M$ C, x' K% T) [# k: X( j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 U0 l" q0 h; S+ ^! o一、HTTP网页服务器1 h( y5 w( y1 w( N8 y* R
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)
# D* q1 w! ~4 k - {
2 F0 B4 c7 a, l0 K+ q, I4 E6 ^8 e& g - struct sockaddr_in servaddr;% i8 c1 v/ a9 f9 ?
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);+ t" d$ | S( O
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
# B' c! b* Z, w5 @1 r4 o0 w: @) M - servaddr.sin_family = AF_INET;
0 B; ^" G, o4 c: H! C - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
. Z N) W' g) C e& l2 H- { - servaddr.sin_port = htons(port);+ G3 ?, P' a1 x1 C6 t; Y1 N/ ?
- int ret;3 [1 N0 J7 P. a4 N4 R" O
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
2 p- z8 F6 X& F - {
2 m9 m0 i# f' S' |" D: z0 v, { - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
7 ~" {! l3 L+ J# z2 @/ p$ ] - return -1;! p: \1 h6 n. L @9 L
- }
3 d8 Z; w, c9 B" @ - int on = 1;
( C, q0 C$ V ^- X8 Q - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)( I# ^. w9 L$ Y; q
- {
/ Y& s/ a: ^' \; s% z" m# } - printf("setsockopt error\n");1 \5 B! I0 J9 F0 Q t4 J3 v
- }- X9 _6 ]2 d Q1 ^/ }
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);5 Q9 S1 J$ a; H* R& {0 K' Y
- if(ret == -1)1 O K4 n! G& A* q" x' V
- {
! a- W+ n# Z" ~) R" I8 d - printf("Tcp bind faiLED!\n");
9 u/ T& K7 p! k- R. E' r k. E - return -1;
2 z6 b5 l/ T# L. V6 g - }) T. D, I/ I& w% v! O+ v
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)2 O' V8 i- @1 Q8 h- Z8 ]$ c y
- {
! E; l7 C; N |5 m7 C4 A - printf("Listen failed!\n");0 W( ?* g* l6 G1 _) S7 g! O
- return -1;
0 k' z, m+ @, X# c- C3 ?' ` - }0 w" B f, t- p$ d/ ?
- return 0;1 ?! y1 ]& w2 H2 |' o8 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);: z# g! b5 W# g8 v
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)2 B7 @, J/ D2 D- L4 Y' P
- {5 t- c$ a2 T9 k+ O
- 。。。
* u$ F# h* m1 L0 f ?1 H' ~9 q5 N - while(1)
7 L# v: [3 m1 m$ x* S - { X3 C- h. H7 w# [
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);2 Z$ Y5 N% H8 P
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");9 K. d* q' \, a+ Y- t+ q% f
- 。。。 J& \3 j8 d( }) q, C, @
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);. l; |+ {( [/ a( W' ~. m
- }
( [9 |* Y- E; a7 ^2 y( U - 。。。
' H y6 F, b. L# H3 e - }
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);
0 ^! x6 y5 ~/ B$ T5 S, h9 R - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;; v( Z5 d) R, Y& R- j3 T- a- E
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
+ Z$ ]: |* `: _+ z+ q - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;' o# ?9 K; J0 \" y. b; y
- pthread_cond_broadcast(&pct);
: ^$ s9 g- o! w: t, 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;
8 U" h9 x7 |' N. f' Q - pthread_cond_t pct;
! c( K" C2 d- d - int main(int argc, char* argv[])/ K! h) x( l/ W7 ]$ R# T6 b r
- {
I) q! ?! x. A: U7 {* H% P - ...
! m' x7 Z% V7 \+ @ - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
# r5 }7 l$ }( _+ G8 p- V - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);1 Q/ @, @# C4 |3 A7 q( N; b& [% s
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
0 w& @0 c% ?3 b. L - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
( Z# M' `! m& n* A5 F - ...& \+ A1 e! j; g" B' X) c) N4 B
- while(1)' R, P) P! a; T+ H8 [
- {
3 j8 C0 ]1 F5 e5 H( } - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);. O% A2 A# ^6 n. U
- ...- ]+ A# }# l% t# L' a% D
- }
: j- d1 O8 O, t - ...
* y0 S1 |5 U9 B: a- s - }
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;">6 j! R' J8 s6 T; ?/ t4 ?2 ^' j4 g9 d
- </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" \8 N1 ]0 }9 M" Z5 @ X Y
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
$ v& Q( c! M; |! d - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \, ?/ d' G! @# }% j
- "Pragma: no-cache\r\n" \- K) }% J# z, v+ M
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
9 o) Y; Y, p0 Y6 N. y2 [% a9 s - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"3 L3 N, h* S9 a0 W' F5 T
- printf("preparing header\n");) ^- M( F" x( ^; c5 n& Z2 T
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
2 s) W& c8 A8 s( Q - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
# @* r8 n9 }$ `4 \ - STD_HEADER \7 j8 s5 w( w- Q% X
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
+ E+ O5 Y: Q2 o0 U! t* ]5 [; j" \ - "\r\n" \4 W+ C/ R4 W1 @, Q& |0 O$ m2 j. w
- "--" BOUNDARY "\r\n");
) c+ G7 p" t5 ^6 g5 g - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
) j, O. G4 R5 q+ ^0 o - {" T& V+ C( H8 w& e# h0 G
- free(frame);
% ^# c7 U i4 W: v# q- ?$ N9 ` - return;
4 J* s; |( j; \' b+ d8 B - }
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" \
" }# ~. Z1 U& @& O/ C - "Content-Length: %d\r\n" \6 }' N4 H5 m9 }" q/ e' _$ x
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \1 t; `/ m S* ^3 T
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);/ g5 {" u7 [& X. h
- printf("sending intemdiate header\n");
! i( B7 H1 X' c! ~ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
4 V0 ~; v2 b3 M% {6 Y - break;
5 b% E+ B. K; Z |! T) g - printf("sending frame\n");
% U6 O/ N( b. |0 Z - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
% Q6 [2 P) c* u: @: d - break;
& M! G& W" t& V9 c3 E6 {( a$ H - printf("sending boundary\n");' E5 X& S3 A* h: ~3 e7 ^4 ?. B# K, W v
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
7 ~7 t) f' J9 @; A- E' J - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
# k: g' x8 i4 d - 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。  % j, Y: P; @: L' R7 m) l

0 v4 g+ v$ D# I二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
+ i! I2 u/ V6 N2 f% Z- W8 u: `' U- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
( x. e0 V( F. t2 b3 O0 U - {5 Z+ I( z, F4 i
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);! U* M% L. i$ W" ^% v+ t
- if(*socket_found == (~0))/ }5 H- g8 J8 b
- {+ w% N. o3 r/ s+ q2 c
- printf("Create udp send socket failed!\n");. g( E# c, t9 U5 `% q" }5 H
- return -1;
& s, ]9 u3 ]$ K- L+ X - }
( H& g" P5 a7 ]3 {: {6 ?* m; w - addr->sin_family = AF_INET;
; N! j4 I8 l% w - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
$ s" _' ^$ Y4 h, h - addr->sin_port = htons(port);/ |% Z5 P7 _9 e5 p e
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
1 ?, c9 b! C+ j, h# p. J' ` - return 0;% b. V4 S5 i! J& B3 i
- }
复制代码 8 R* m1 {* W' h% \% Y
* v) q; }8 s3 h& N; j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:) T' b0 R% N! b1 t
: o: A( {6 ]# h" N. Q" ?
! i! r6 g. n d3 m8 s- b# _
- while(fend > 0)( _/ U+ p' U$ S9 o* e% c
- {9 ^5 a) D7 g+ {( F
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));' R2 t( |8 u, k( O( B- M& ~/ E; n
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);0 h* @; d1 I! A+ n9 J
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
, f& E, e: ^: g' P j0 q8 j - {
/ O1 M; b, v1 ~2 | - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
4 Y; E( o2 P- M* R* `+ x - picture.fin = 0;$ |; k1 Y+ C& y f
- }
( x- ?( D, Q* ~# F6 } p2 L - else
- Q# i4 g$ ]. b/ H' ~5 d - {3 }: [# i; y2 W9 u0 Z* M
- picture.length = fend;: K+ q6 W; ?+ b
- picture.fin = 1;4 c; }) C, `. M, V
- }
& }1 Z. Z" G/ N7 ]0 r. w/ _2 ?- Z - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);: M, `- z* b3 A+ W3 X! G( @
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);6 T( s# r+ V9 }- b
- if(sendbytes == -1): X' X. i1 D4 W, i
- {. ?- ?; f a! t- {% K. B$ j+ B
- printf("Send Picture Failed!d\n");' Q2 j2 c3 F1 [: K2 H4 {
- return -1;* d" ~+ I$ m' F5 d$ F) x' b
- }% [% y8 [3 c) H8 E2 L5 x! p
- else
* h4 s) v/ t% g% c - {
* o0 s; [: |) F' c - fend -= UDP_FRAME_LEN;
# r5 J% t8 k5 r' ~) ]& `2 f0 d4 a7 d - }
1 I# S$ r" `3 n+ ?7 ~ - }
复制代码
; n# A8 r( {$ P- ^4 a
+ g1 z# r1 R" w0 a X" X
# q8 q/ ~- ]5 F) ~
6 C8 H* J9 N7 t; i8 xiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |