本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
9 w" K; [2 l( w* S" E) ]
* s# Z% B# L! S9 g; z0 K " i4 o& J: @1 W: p
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
" k1 S+ h# {- w# p! h8 {( C s( G8 Z: d
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。
* [- a5 Y7 l. ?+ f9 J $ c& W5 m) G! O( a( Z
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。 8 ^- T# v, J7 }2 O0 E
一、HTTP网页服务器9 ~6 v e6 f, v. u
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)' }) _$ A; f( n
- {
* @' |3 W# ~* O; L - struct sockaddr_in servaddr;
/ q( d/ V1 N; a* Q% M - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
- g F# B7 u! U0 w1 f3 ?9 H- d2 N6 F - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));8 e% P0 I2 M( C
- servaddr.sin_family = AF_INET;) b5 `: m7 K* s% F
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);$ j: X0 R7 \) i3 {1 B, ]( W
- servaddr.sin_port = htons(port);+ C, u5 O: U! A. e3 ~' p
- int ret;% }) E* X( z; h9 k$ A5 F
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1); B" N3 ]! j- p# J# C
- {8 c5 ?2 _, ^; e
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
2 Z5 ~3 V5 Q; G1 C7 c( W3 ^ - return -1;
- E" s9 |$ \, t0 j( j' n - }
3 r; ^4 g$ W% c, y1 Z( f* z - int on = 1;
: v9 q/ I- U* L - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
0 F. B( f5 c' g - {0 i1 t. r% S+ j; A* N. ]# K
- printf("setsockopt error\n");
- Z5 T' |5 |! i* c6 X8 t( B0 Y - }
) |8 O# N& W0 B$ y, V - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);( G$ R0 C& `% m( j5 n, S
- if(ret == -1)
$ T _4 q. O) U) r6 Z) |+ H - {
; N3 t0 i6 m/ f; E7 L) x - printf("Tcp bind faiLED!\n");
& [2 _! c$ c G: s6 T! M4 w5 z - return -1;* V8 E) G5 [0 A+ @9 _
- }
) M# M/ m5 Z8 P D5 p - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
% @; y( c4 y* {$ ~% d - {
; N- ~0 z, F& N4 S" u* S- p: F - printf("Listen failed!\n");: `# @" |% _1 _1 T0 D4 q7 \
- return -1;
# N: k# v" w& C1 x8 e/ Y9 } - }4 k0 Z/ s; J7 w7 r5 e
- return 0;
$ E9 Z3 q" i& _, i - }
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);& n, C2 q* I0 h, e
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
. I1 s1 ~: e* w% u - {
$ [( i9 v* p* j$ z - 。。。! H7 L) i0 }' t5 L6 l
- while(1)% N3 P2 C( ^7 n- Q: R
- {- u6 K2 D8 w' Q% k' C4 V9 g
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);; `/ s; q6 m k6 h
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");2 T' q! V, f1 K% [ B% |. m
- 。。。
0 J0 U7 `* U8 t& n) ] z. f" s - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
3 C" h. v" V' _; j1 s9 r- k - }
+ B* }: V: V: R* p T5 h( _' y- H - 。。。
. X6 e6 P1 p B) o1 S9 D, k - }
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);
. B+ h0 ]+ h' m' [: h" Z - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;9 B1 Z& n- Q& r; ]; P
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;6 _; b0 e& W& S" ?, x$ |" T
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
$ [+ a: |5 b6 l. l7 d3 W( f4 ~ - pthread_cond_broadcast(&pct);
& f9 I$ m. P( A- G6 O- ^/ 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;" J+ G7 _3 S3 x% C) |# V, t# C
- pthread_cond_t pct;0 L% a% H1 U2 D
- int main(int argc, char* argv[])
$ L6 R- k" b% n' G3 B* | - {
4 h- f9 G8 a% c+ x2 w - ...' _! y+ V4 A, q" |
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);) \9 f" @% E& z
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
* h. W& h- X, s# f# m - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
- N: j7 @( X# E# U; }# y& J - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
4 b, |! ?+ ~% I/ \$ d& J - ...; s6 n' W, t+ s5 d9 r P+ D
- while(1)% b' ~2 \- a5 D( p/ R* s9 N4 h
- {
2 p0 i* ?/ W2 E6 T: t - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);# b" @' L3 Y3 U# ]' j4 B
- ... E2 b4 {( m; g- n0 B" h
- }
% G6 L8 e7 t3 a8 r$ ~ - ...5 ?) J1 h/ D J+ x+ ]
- }
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 ~5 {+ q Z! W4 [6 b: e
- </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" \
5 h/ ^, p9 O) | - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
3 A ^: [7 U3 F! T. y w; ^& c - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \3 K4 L6 D* q$ Z
- "Pragma: no-cache\r\n" \0 `1 y2 o, m, [) T& I0 R* @9 t
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"! O5 w6 z" d! B g; h& A
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross" q1 Y5 T' r7 P( c- v( k
- printf("preparing header\n");
3 A9 j" x3 L+ k/ K - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \3 ~/ _ T q% D) S& I
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \0 B) o' b6 t0 |; S: }9 o2 Q
- STD_HEADER \9 C: j9 z8 |7 R$ F
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \* |* i9 B E3 B) K4 `! n+ e
- "\r\n" \
2 L5 V" Z( m3 l/ B - "--" BOUNDARY "\r\n");* B+ ]% U0 W- }* P
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0): d* B* u' Q# z- t! g8 j d
- {. p& s* K) i: W" ~) Z* f4 r
- free(frame);0 z9 T$ U, b/ r; p8 ~( l
- return;, a0 a! K v) r# ~) ^
- }
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" \& J; ~, i2 r, G
- "Content-Length: %d\r\n" \
7 |9 p2 G8 c( b% ]4 X- x) }, O - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
. P9 r; U! M& |& T& g+ F2 O. n - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);( Y1 o/ v7 i" S
- printf("sending intemdiate header\n");
0 t3 G& ~' T" m4 o6 o5 i" U/ \1 O - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)3 D) [3 A' J( b: c4 h& b
- break;0 y9 C: J2 z- k. X, w
- printf("sending frame\n");0 G- _$ y2 p( F" `8 z
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
" d# V" p" J6 M; e$ o - break;" ~, _7 D" L' D2 ?8 l$ j8 R4 n5 ^, s
- printf("sending boundary\n");
1 C, N; s( y% B5 J" m3 _+ o - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
; Y+ n, k5 }4 K1 j- } S: r - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)" o: B: n2 P e; O7 g. o7 a8 I
- 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。  0 a" E% }/ ^$ ~, e/ y, `" w
 * H/ F" G- \8 ^* D) n. l( {' T) W
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
' Q5 y/ D! z) P- s7 t* ^. O- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)/ |7 ^. |2 a5 v% L- y
- {
0 U1 ^& T! o( ~4 u9 S+ W- l - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
! V V h$ A3 u2 Y: o, }7 m - if(*socket_found == (~0)). I4 |- K/ G. F4 r: J+ \
- {1 D2 }- X/ H6 ^# i3 P& Y! T% z4 W
- printf("Create udp send socket failed!\n");, K5 Y! @0 L# y7 \% v& M3 w
- return -1;2 j: L0 ~8 t) L/ z/ m2 B
- }
$ F/ J" O4 C+ r4 P - addr->sin_family = AF_INET;2 z3 p- [& c, \, D6 L' V8 q' D, v
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);& `" n* p; h0 r( J; y/ C
- addr->sin_port = htons(port);. f( r6 t7 a" C( c$ H6 l* j
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);2 D) {7 \, h; p- _& m$ k5 d
- return 0;1 Y+ W1 h- ~3 h0 s- ~
- }
复制代码 0 U8 s& \1 o% j2 j. V9 F3 \
) ~$ V7 a' u2 c. M) W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:
. D) p/ U/ e. t+ G+ E' k6 I, Z$ o* l" ?4 F% T& S& f3 R
- {4 I* O) V* k% I0 e- while(fend > 0)
% |1 W. H9 ^* ~+ e& { - {
& D/ g1 n; P: Z/ ^8 a - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
, \# ~4 {9 L( s& W4 Y. `; v - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);/ K# x- U2 F5 M/ ?- o" G
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)4 q" N( |" p8 x* g3 v G
- {
9 q: N' s* s: }. Q - picture.length = UDP_FRAME_LEN; z. J0 u+ Y- T: b5 S6 n
- picture.fin = 0;% r- a& q& f4 \* p& B3 A
- }
2 s( \$ [( V P8 {5 X" u( N - else8 b4 q1 X* y, r. T
- {/ p' O' }9 l% U9 w0 ?" {8 V$ U0 Y
- picture.length = fend;
& e: `0 B: e1 v. r2 o - picture.fin = 1;
. r& q$ `& o; A$ B" G$ o: E - }! d, v8 ]1 m. V: c# C9 P* N5 Y
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
+ J r4 D5 e! ~0 V2 X- v0 g - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);. k# b( E4 M( ]/ D
- if(sendbytes == -1)2 z+ H$ j# s7 X' S Q
- {7 N3 `) R' [; k' X
- printf("Send Picture Failed!d\n");% a3 c9 B0 |8 ]2 d1 K
- return -1;4 Z z. q: _4 c+ w9 x6 y
- }
# g* L; l2 @* {; e - else
# L; s+ S9 _' ^0 I5 J0 m - {: Y; |: j$ `( J' {( L: ^
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
" S2 _. H |6 E0 I1 U - }5 z( d1 O. t% @: u: } w
- }
复制代码
* M ~- C1 Y; F1 X4 H3 b2 Y8 w; z, F a% v

# D, V& L' L8 q. a6 a
# U6 r3 S9 D' `% ] O G' ?' fiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |