本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 5 G# u# K) A& w: j3 @2 _2 |
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: ^2 G6 L2 L) H) ~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
* n! q# G6 X7 x/ ~& ^: H- J4 {) t* h
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。 " Q/ ]4 A; T/ T1 L9 Q7 x2 P0 d, u
 ' T2 D9 u* [9 f, v
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。 % z8 U! _; y. ]6 A6 |5 b
一、HTTP网页服务器
) }6 {0 s* u. r; p7 Y. b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)' w, @% d" U+ ^9 r, a/ w4 G$ Z
- {, g1 T. o7 i) p9 b7 M0 I
- struct sockaddr_in servaddr;- D- A! v9 J% Y0 q# t6 P& J" \
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
3 _5 o6 z+ D, T: i8 B N5 m2 w& V8 _ - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
1 H5 k: G: N7 y1 }, R: i8 B1 ~ - servaddr.sin_family = AF_INET;0 h: @) H- z. V8 t, K8 _: K
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
3 J3 Z( E# w, U+ l2 r s, x3 y1 B - servaddr.sin_port = htons(port);
9 J& q+ r/ d: l - int ret;
, c; Z+ i8 {8 e8 {: R - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
2 v& h/ T% i# }. x- U - {
9 O! k: R) j$ Z - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);% j8 `9 a, X9 r2 U3 Y( m9 A+ g0 n
- return -1;
- o# @5 o/ L+ ~- ?: w3 M5 A0 D - }. k4 c0 p3 a8 C/ S
- int on = 1;
1 Q8 H. i+ H2 r2 l - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
, W" o$ K7 m% b' M( j7 b4 v - {
0 P0 l7 J; q# ~" ?$ f$ l4 ~ - printf("setsockopt error\n");3 W3 D' w( K( C0 {/ w
- }
/ f' Y \& Z( { - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
( H4 }& i) o. i# ^# I - if(ret == -1)" J ?, E U5 j- Q$ X* D6 Y
- {
o. i+ |# W) k1 ]/ Z) W1 `9 x - printf("Tcp bind faiLED!\n");( ^! e: x9 n' k
- return -1;
' M5 C5 X) [0 k' V7 a - }
1 Z; `8 d5 i' P - if(listen(*socket_found , 5) == -1)7 \9 ^1 G( u7 `/ O# e
- {) u4 T/ m% H$ z5 a8 l
- printf("Listen failed!\n");/ L8 y5 r- {6 S6 U( [
- return -1;# w0 M8 M6 C4 f0 ~
- }
& k( D% O) Q# i& S _. N - return 0;. j+ H! I' _, [: Q% p1 O* `* B
- }
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);
, L! u8 |7 G: ~" a5 I - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
z1 \! _0 D: l: |2 j - {2 S ~0 Z& }/ ?+ @
- 。。。7 c; q2 }# N: s {
- while(1)7 B! d; u: N) Y0 D) @* _
- {, d/ k/ p- A/ u7 t# l
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);+ `6 l( Q* v) n+ [, I
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");6 L; H" q; Q% A5 r
- 。。。5 ?% T& M, S( f2 q* U
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);* `& i0 a# \6 _- P
- }1 Q, E8 S, y) W- s% E( X0 u6 r$ f& p; ]0 E
- 。。。7 [* h$ d; E. a% ?8 f% y7 j$ p
- }
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);
6 |; @0 h4 a8 T! _ - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;/ I! L% r; }" W9 u, [# V
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;1 L q/ u* S- m- ~- z3 _% y
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;; U/ r& e+ F' [7 {
- pthread_cond_broadcast(&pct);' B! G0 ?, s0 M. J
- 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;
5 W0 s) U* H' j) `% E+ w- n - pthread_cond_t pct;
. J: u3 s$ Y9 Q! L3 o! X - int main(int argc, char* argv[])& ^2 L: z# u% C' ~6 g# D
- {
+ I) J5 a* q4 o" Y* [# \; Q5 q1 k' o - ...
0 E; ?7 Q% t! F: } a9 ]6 i- a - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);7 v, L! Y0 f0 G4 T
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
9 H6 H$ L' F4 _9 c - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
8 _- f2 r6 c2 M( l9 g; t7 ? - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);' x( c( A A. R: _# i# ?
- ...
& |" I) g: F0 o% a - while(1)5 v: R6 D1 O! U4 A+ a- G0 U
- {! Q% j# t2 ^( k" p8 V8 v4 e" B
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
$ E* g" L+ C" x* v! v/ p5 A2 V' L - ...; ]& D+ y9 C7 e0 y9 u3 n( ~
- }; S! ^4 U9 Q1 ]
- ...
$ |& q, y2 H1 L# r# U( R. E - }
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;">- H) ^) A6 o1 e) A
- </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" \$ B" g. ?; n0 q3 c( v& m, N; k6 {" E
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \1 D7 y& K7 S+ P. Z
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
) ~) S: ]: E+ X. V; I - "Pragma: no-cache\r\n" \
: @ p0 r q/ `0 S - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
) s$ U; \% b8 D% d& G4 N - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
! C/ n. R" M% A: N - printf("preparing header\n");9 k) y) b* s5 i+ W7 i
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
7 ?; s4 C! V3 @! h - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \7 p' @$ x }. t7 W& M8 D2 W
- STD_HEADER \: E+ w5 P3 W6 a% w. D9 q" W
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
7 @, Q5 W2 u& V+ P! m8 r5 w - "\r\n" \& [, h5 h2 D2 V3 X
- "--" BOUNDARY "\r\n");' Y) N6 _5 j& A4 @% M- w4 Z0 J
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ h3 U3 @; w; R' k/ W( s - {
6 L D% U; f+ x4 {' p - free(frame);" h! i, \0 t$ l* y6 V! v- p! y
- return;& M$ `# e, P" M0 L9 F$ A
- }
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" \: s$ A" s: O& v$ |+ C5 p: L
- "Content-Length: %d\r\n" \& g0 \& E1 s) Z* ]6 ?0 x8 U! ^
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \* o6 r1 r1 Y# k8 f; N
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);: o# q9 [; G$ ^" @2 M$ y- Q$ m
- printf("sending intemdiate header\n");
/ k3 E9 ?' p" }& _ ` r - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)% B/ t' ~( s: X1 R" }, k
- break;6 D( g8 F4 `# @4 J8 V
- printf("sending frame\n");' w: p- |! r9 w* N7 ~( o
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
5 s q9 b1 p) ~2 n- k4 N( b - break;1 b4 b- I3 V+ U+ ~* e9 @( c
- printf("sending boundary\n");
" z2 s" C3 ^. _: e - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
9 j% l& v2 o- ^+ t - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)9 v2 _! J9 G+ z6 I5 }6 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。  . S1 P+ v% \' C8 C1 D8 y' h* d
 & w+ C2 Y; A- n& L
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
" m5 ?$ Q/ z5 f. @" q- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
, W0 P C$ f8 a! m - {* m% Y" i7 ?! p* @7 e
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);" u2 h1 ]2 O6 R; c2 j
- if(*socket_found == (~0))
" f4 E8 ~* H" E5 ~' X4 u6 R - {
) ]3 f! u! D6 U- P8 H/ j/ [" F - printf("Create udp send socket failed!\n");
: m! @/ I* Q1 i - return -1;
$ Q* z1 P: T( c6 k( ?" N0 D$ e - }
; V& Q6 x9 n/ ^0 m - addr->sin_family = AF_INET;' a+ A2 J* k, J5 t
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
, I7 P4 O2 s5 R r. A" M/ e - addr->sin_port = htons(port);0 y5 A7 `+ R3 v' w# Z
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
7 T1 W# s$ Q& w - return 0;
2 t# C! Y* z! J. L$ r$ j - }
复制代码 9 D3 A4 H# e# {3 J
T) l4 M( z3 i. U, I7 x8 B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:
* {& m9 z2 |' j2 s4 h$ g- [& B! ~6 U5 \/ L% ?
' U3 l* \/ Y( c. s5 ]- while(fend > 0)
( T4 M" D6 C5 e# D+ n3 m - {' ^& w1 ]0 T, z0 g, h# D- ?
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
d2 m+ D$ r7 w) j9 Q4 u4 ?( }! J2 c - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);: P# ?- }4 E, ?& G
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
; w3 }3 Z9 o3 F3 q- j% Q: L - {
' V& n& ?% y4 \8 x$ N: Q' n: Z - picture.length = UDP_FRAME_LEN;5 y# F* ]- S/ a! \3 V2 ~8 i7 ^4 ^
- picture.fin = 0;
3 n X5 m; P* G: N7 `& E - }
: v' q& ]. K, e" L8 b6 ~% d - else8 N- `) P& z. r8 Z. Z, a
- {4 ?2 q" S8 R9 l! J+ q" J
- picture.length = fend;& Z! Z4 T; n& v1 m
- picture.fin = 1;, d# q2 |$ L I I4 H
- }8 d4 x( O/ z* L# y$ w5 G+ Q
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
6 D' N. \. x1 [0 ~ - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);7 T1 z! }) r$ o3 i( Z- f) X4 V; o
- if(sendbytes == -1)
+ I& d- Z ]+ n; c - {
( v: r3 [8 _6 {3 y$ X; @ - printf("Send Picture Failed!d\n");
" {3 \/ x5 Q2 v: j8 p3 }6 g - return -1;6 i% Y) A, G6 ?
- }
/ O) j7 C% f# u# } - else8 g: `) R: |- w' c$ P! h
- {3 H0 u) [0 ^" J# x$ N
- fend -= UDP_FRAME_LEN;& e9 z: L9 |3 }. T8 u, q8 B( E
- }( j# g1 b1 x& b& T; A# U' h/ k8 Y* D; o
- }
复制代码
+ \& Y$ p& ]7 n+ m8 {! g! g% q0 ~) O0 H7 }

7 y" ?' C: C: w" f) U7 o. ?: K I, h5 b, C4 a V8 ]4 T1 a6 c
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |