本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 ! F$ g" ~+ K& y: y' S8 n* o
/ m. E, Q8 @! B! f
 , c4 P& m9 b8 d
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- C) u* J. c) R) ~; a. M0 v
2 @' u) M' [, L# X: ]' {
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。
. V+ T1 d; {0 G+ F( T: z
2 y9 g( H- v$ q8 u$ G3 ], F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。 . {6 P/ P, d) L4 Q
一、HTTP网页服务器3 J D$ U! W1 D e8 c
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)
3 [- X# P0 }, l& W - {
" n* A6 ?4 U) g5 |( [6 _# U1 y - struct sockaddr_in servaddr;
- H" L* D. o1 o1 }1 d - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);$ z ?; ^& Q& m
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));5 e7 ] J5 b( P+ R2 o4 J
- servaddr.sin_family = AF_INET;0 ]9 _- q0 B0 K; @! I
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
! }. O7 `% g( x# y6 e - servaddr.sin_port = htons(port);& V& Z2 f+ B! Z' x4 \
- int ret;0 j8 A5 _# s/ U0 G! R I3 G! O
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
, ]: _ m# ]$ } f1 M( } - {3 H# F0 B8 P6 Y$ Z. V: M
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);6 e9 T" z: p( Y: X" E. k; U
- return -1;5 u3 g z% x7 `2 U3 u+ X* q/ z
- }
) `" F' i0 A" I% K9 N/ T - int on = 1;3 S' y3 w- j; f. d+ e1 ~& Y
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
$ B/ V6 q: C& O4 ~" @ - {
8 ?' R1 Y, p! U4 P) j( Z9 n H - printf("setsockopt error\n");. `1 ?! s0 d& P6 Z; G9 P& o+ O
- }
6 c. M) X; U! ` - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
- M( ]: |6 W8 O( m+ w - if(ret == -1)
8 i: j: Q, Z/ p- M/ w# q+ z# q - {5 H2 U+ z- O6 g3 G! u
- printf("Tcp bind faiLED!\n");' a$ s. G4 y2 z! \3 R
- return -1;
6 E7 y1 J7 i5 D0 ^1 c - }7 f" P, N8 ~& n0 q4 b- v- A( Y
- if(listen(*socket_found , 5) == -1), G# u* a5 {6 t" t6 D$ g7 |
- {
, W# Y. j: b/ g/ r) f - printf("Listen failed!\n");( U- A- ?) r0 p1 ?
- return -1;
% X/ z4 r0 z* _) A - }; U- [2 U/ }# J# B* w
- return 0;# w9 U$ u+ H0 `& J( g9 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);/ D+ h& B2 `0 F: }
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
( d1 A L) t/ c7 p/ s! \4 [ - {6 O# \; P8 b* O
- 。。。6 ?0 h8 F% J: m% X* }" K; q+ u
- while(1)4 A( T6 `6 b2 ?5 R
- {
' M+ p. N3 V- A$ b - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
. t8 ]" W9 h" n$ r - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
6 v) S+ C& K8 n/ [5 y - 。。。" i& ^ D6 b. W+ v' ^
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0); R8 N) l8 ]' z$ `6 e/ n
- }/ w$ d2 w. e. _
- 。。。7 _& ?" e% M/ l) P2 `% B# 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);
7 J/ S. `: R, z) W3 h - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;* h9 s! ]/ [1 T1 w: Q/ {3 }
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;- W @8 k5 N/ j& @9 c) n6 e6 p
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
" o/ ~- S" s, q/ @& W9 X8 T0 n7 } - pthread_cond_broadcast(&pct);
5 y" @3 D4 Q! i# r5 x. }$ T - 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;% l V: F* U- k8 u
- pthread_cond_t pct;
. U7 |2 w/ Q2 k1 K9 [& Q - int main(int argc, char* argv[])' ^. H" y W/ `6 K" `' I4 @
- {2 X+ L7 B7 z3 S/ V4 W4 S. c4 @% S
- ...& b# d$ `9 V ~& i) L @: _
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);# ]" k5 P. D6 p5 y% P/ \! `# R
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);0 b* W6 Q5 N6 ?/ L
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
. [# v+ B5 |1 Q - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
' i! G9 k& s. }9 [+ ^4 O - ...! T9 H) g1 e( A' L9 z
- while(1)
5 b8 `$ Q, _* ^+ F - {. n. S% a# j2 c& Y/ M2 u* [
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
4 |* f9 ^+ t/ r0 V; v - ...: s! u, L% ~1 L/ }- U
- }5 Y) V' p H- G- b
- ...
& ?, N( s5 k/ c; Q - }
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;"> q1 Q' l5 J3 h+ ^0 f
- </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" \
& M, _1 z' o9 y8 z - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \8 ?: ?0 A. H0 M2 a% c3 C
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \. X$ Y/ X# l9 U! K
- "Pragma: no-cache\r\n" \
" v) h' {+ D8 x) F. l - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"/ O! d! |) }. n9 u. Y: M! @
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"1 d* n; b( [* T6 f
- printf("preparing header\n");( z- I, I! R9 T7 g4 y0 Q
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \! t- D- B8 X" R9 ]; X* H
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
& t& h6 c$ R+ d5 c. T" c( k - STD_HEADER \2 q4 f" s7 U- o, R8 D
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
; F# F9 ~9 U7 R: [% |3 P0 p - "\r\n" \
7 v- F' C: H& v! H5 l0 I& x$ | - "--" BOUNDARY "\r\n");% ?" p9 _2 V* N) @9 \
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0); u: |3 [0 @+ L2 s
- {9 M2 M9 G0 h; F$ Q, k) n) N) m
- free(frame);0 ~1 W: T: E4 q: T
- return;8 a: O, m: @2 z8 @ @
- }
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" \) M$ D6 x3 e5 F, v1 x Q& u
- "Content-Length: %d\r\n" \4 Q& z& S2 ~/ ]
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
: h& y9 G3 b9 q7 D) p1 f- C - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);' S# z! v- R5 x/ Z* d
- printf("sending intemdiate header\n");% B/ a0 Y! S, J# m3 r
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
0 e& B) h+ k+ D- ~9 X" f - break;
9 ^. z2 ?5 a, T3 }, ~* U5 `& ] - printf("sending frame\n");
4 E! k& f+ ?) _2 Q7 P( F - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)* X1 S* A$ b2 o9 Q% z
- break;
1 l3 I1 F' ^8 l- q( h - printf("sending boundary\n");
7 H3 R% F- ~7 J3 ~8 I, F: ~# G# } - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n"); o' q1 d, f9 P. C1 T# i
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ A( s; `$ G8 i1 i* g# x - 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! j! I; n/ b# C$ [ + U, U) j, Q3 n. T5 h5 i' j
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:, l) u$ p9 K+ G# V+ {
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)0 @: T* T2 `8 V$ W; @& F
- {# y, u9 ^, T3 Z; z' A
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
3 Q/ @8 U w; ~ - if(*socket_found == (~0))
- B% _/ T' [& `5 i5 i0 J/ K - {9 R. W& N9 J* R" f% l+ W
- printf("Create udp send socket failed!\n");6 F: e' {+ ?2 y ?4 c% n1 h
- return -1;7 C7 }9 D2 z* c0 O! w2 p
- }
, `0 t+ c$ N2 s' ~ k- Z7 r - addr->sin_family = AF_INET;
% m% ~2 u+ l5 {7 L% E; ?7 e" F - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
4 }& s6 }* _1 ^6 W/ n - addr->sin_port = htons(port);3 L" i. H( a6 [3 S) C
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
5 f& p/ q; U* ~ - return 0;9 }& c+ ^& z/ b$ ~ d
- }
复制代码 1 U0 G; ^3 f7 f, u, c) F8 l& M
5 x* N* x) }+ Q' V
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:
2 G" Q {( ~# F" t7 W& O+ S. B5 W' _
8 N. e) ~3 x, ]- while(fend > 0)
, A' E& q8 y8 [) b - {: m. b2 w/ x* x" ^" c. t
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
$ S" q0 S$ V, E L - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
8 r, l; q% m9 r. Q4 y; ^ - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)/ [+ J* t+ I% j. D
- {
* o/ r% h1 F/ R, g. ?2 h - picture.length = UDP_FRAME_LEN;0 L% E5 e' ?# m L; o
- picture.fin = 0;# I1 f/ c. L+ m) Y
- }
. w* D" X) k: G. V( Q6 Z - else0 T' k+ i# P- s- D/ G
- {7 c4 r# a' J# ^8 E
- picture.length = fend;( l$ c7 l" D1 V! I9 b3 f
- picture.fin = 1;+ s& t: ^5 V: p4 n* \4 y
- }
* Q8 c8 k2 f: i- v& p0 C$ k' v - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);5 P7 @- @: Y/ |! {# c, T+ t3 K
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
" J, i8 P2 m1 F9 D6 y - if(sendbytes == -1)6 k8 [: L; ~- K* x. N! C
- {. [/ L# V3 H; `- `( ?
- printf("Send Picture Failed!d\n");
, P5 \! s9 d3 o. l - return -1;' ]# e Q h, i, Y
- }
4 U$ G! s5 e t4 z" \/ j s! D# O - else! T5 b5 y8 a4 g% f* v) p
- {
j* F2 t h( I+ J9 V7 | - fend -= UDP_FRAME_LEN;$ L) S% w- ^9 O) m3 c" w, _
- }
! L7 U: x! H; g5 l9 f# O$ J - }
复制代码
) A2 Z% N, j2 b$ s4 p
4 w: i" N8 H+ n& w7 b% D 4 z. b# B: ?* J; E( ~
( H3 [. Q. ^8 e+ Z- F) P7 q, V% [
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |