本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 ! F) P& q. i. @* E. d5 G$ E
2 [$ S; g+ R+ ?/ [' N; D- k
# b8 } d/ R% D7 q$ ]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
; f! E; z& Z6 |; ~9 F
) R3 r) t: [0 K; k# 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。
6 ?. V1 Q* }2 t s2 P% x
5 u1 t' D2 }% R3 G- M- S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。
! T/ W: Z; j" L& F! o5 [一、HTTP网页服务器
( ~$ G& I) Z G" F" ^+ V* a! W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): I. {! B8 ], K5 ]( V4 a
- {! B. v) n {' V9 w
- struct sockaddr_in servaddr;+ z' r, u, x+ t1 ]1 `
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
. l7 [. `( V: _$ |9 j0 G0 @ - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
& I; D/ P0 E z9 w1 f - servaddr.sin_family = AF_INET;
) C, j5 t: Z8 H" U8 J( U - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);* I7 } \" b( u j+ H
- servaddr.sin_port = htons(port);$ w6 F% e; g0 R( o) [
- int ret;0 j5 E, L' i# D
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
/ G0 T/ ]8 U- D - {
O w0 @" G6 Q - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
- W" N+ {0 N: x. @ - return -1;
1 x& Z7 n( E5 f" M2 F - }$ q- k# M- f! U. i
- int on = 1;, x& l2 q. E2 j# i& G
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)8 W+ l% P0 ~# Z4 U& z9 B
- {
9 T- h% ]: s) X2 ~2 K" D5 F - printf("setsockopt error\n");# p/ X% w# e0 X
- }
+ T# e) q: g' I7 N* {/ g9 e - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);. R9 }3 o/ ]# F- ?7 l4 s
- if(ret == -1): n, S0 h6 i$ [. G/ D8 e
- {
8 D* y5 H3 H. }$ z1 f6 p, | - printf("Tcp bind faiLED!\n");: L$ ?0 \7 l- {/ G& H, [
- return -1;
: l' d1 D* P/ ~! n4 X+ L5 J - }) i+ _! b5 W' P p& N
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)) I& P1 E' x% W1 d
- {# D$ M0 ?+ W2 f* C' B, Z% U% X/ D p ]
- printf("Listen failed!\n");1 O% z+ {0 O; t# w: g+ B
- return -1;
, J% d4 |5 Y% s; M4 \ - }5 X& E' h5 C ^" S1 b: T2 [/ ^
- return 0;
3 H0 r3 }6 a9 d - }
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);
" P5 f& R1 z O0 D1 P/ B! c/ a0 D - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)% }) o5 i! z7 K W. L
- {
$ F6 \0 w( p3 r" i+ v - 。。。
# f) y4 D1 n1 _3 P# S0 f5 P, j - while(1); w( B- k; v! c
- {
5 R7 `) L/ U! w& ~$ V3 `( c - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
1 z6 A. E1 f1 n, @$ D1 Y+ g% q3 A - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
4 M: Z* }2 [0 F* m: v! _ - 。。。3 o K5 U0 U0 H) L+ K( |
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);0 y/ z+ r/ g) L/ e3 `5 V
- } ]3 C# y6 [2 n5 d
- 。。。
; x8 h5 x% L, u0 C8 Y2 @6 M8 C - }
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 l& A0 T- G! J
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;; k$ ^7 D8 O+ j$ X4 M. b( x3 ]
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
- T, Y4 Y, r4 B - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;3 k2 U9 \7 F, P+ j
- pthread_cond_broadcast(&pct);
% z6 G" l& x! ]- i9 t% o8 I* l7 Z9 y# a - 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;4 b- i2 o7 J ^% r% X" n
- pthread_cond_t pct;. V, }7 U+ [* G9 b8 d3 X$ m
- int main(int argc, char* argv[])
" Q, Z( [& [) D( k$ h: H# q - {
3 O6 X: [, X n. o2 `# P0 E, n# V7 \ - ...+ e% j! Y8 L+ H: ~/ n% b- s
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
6 H4 j, U0 `& n) b - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
4 [" s5 |2 v7 u7 Q( [, t4 `) ?7 [ - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL); G; H9 ~0 W' K! Q a, A
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);- L& k. d9 A5 i2 S7 d. T4 m& W* h1 K
- ...* ?. Z8 ^0 D; f, s
- while(1)
9 x! [& e$ p O6 R( V. i - {: t* R3 L0 d$ I# u5 D2 ]
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
1 ^4 g o ^# J; B+ n. U1 L - ...
( n1 _3 h; t0 J2 Q3 C [ - }! T- @* s5 X, [2 E4 t4 v* {$ |# \
- ...' H, s- \$ ^+ V W
- }
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;">5 i- y0 L h. b4 f) l' M
- </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" \
: _# V3 m8 Z7 U& z: k: ` - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
' ?( c2 ?. \5 ^9 U* j - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
. T: i4 R' \! ?5 ]$ w1 M5 Z$ y0 F - "Pragma: no-cache\r\n" \
! v" @, z$ b1 h" I: `+ V - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
0 U7 z% b) N2 B% t, q - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"2 X# [# P, A2 f
- printf("preparing header\n");
' |/ F* W+ W- U* \$ {6 j8 S( ?) m. s6 B - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
8 w1 a% m/ I& U0 ? - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
: T9 W& `9 ^9 X* ^ - STD_HEADER \
1 W6 R/ j, W- {. ]4 v- m+ u0 _ - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \8 E- Q2 u* j z, h' @
- "\r\n" \3 p3 i+ `% h: ]8 k, { v4 C0 h
- "--" BOUNDARY "\r\n");
0 ?* |& R, w3 K# u2 W - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)# T4 k2 m' c8 [. u
- {1 M% d) g* p Y* X( _" j
- free(frame);. M4 W. Q* g% p9 T. ]
- return;5 N1 k* W& w) e+ }; W6 W3 f& }1 R4 P
- }
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" \
4 D9 C3 l6 |9 o& ~9 M8 n5 r - "Content-Length: %d\r\n" \' q) l$ }5 \1 B r4 w
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \/ W, }9 R9 u! A1 H$ m" A5 n
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
9 t& L+ b3 |' |: V - printf("sending intemdiate header\n");
/ g& a# A" R& L& O2 B7 I3 I; A - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
% `" T4 o- e9 w1 T' T - break;
0 S) `8 {' N: H - printf("sending frame\n");
4 g- |& R1 \4 B2 z$ x0 t; L - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
, }3 K- q$ f" K& Z' _( [ - break;! r) S& h+ G9 b; U4 I" J" S* ]
- printf("sending boundary\n");
. {8 C' V0 [' {4 f - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
4 R& o1 C4 v/ w$ ~2 V! L2 j - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
6 U2 D, i2 [: }( r- 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。  $ l9 E* @) e+ y3 b; e5 w- J

$ S% J- o: d" P6 c; R h9 G二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
7 i+ N% F1 L8 B3 U! ^- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)8 @/ B* m" t5 Y% q7 P% Y7 H- b7 ~
- {
) n2 T# z/ {$ D T8 n - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
3 V& Y0 q0 G) j4 @" Z: b+ t - if(*socket_found == (~0))
+ r/ {" g; [. A) W! @ - {$ ~; g; f$ h t) [9 t8 l( W
- printf("Create udp send socket failed!\n");) m* y: A8 T2 n# I' {
- return -1;
9 P( K/ @0 C1 z" { - }4 M# K9 r! {# R* s
- addr->sin_family = AF_INET;
0 f$ }& [6 N/ P - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);5 G' Q9 Q8 X2 ^% d) H
- addr->sin_port = htons(port);
+ U3 P& L: W% [ - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
$ k/ I; `# ~/ I& e! |' M - return 0;1 ?$ U0 c/ L0 w- m" L" i9 d) }
- }
复制代码 ' m* o* t- ^( @
. `. m4 ?' f8 ~: F/ y# T7 H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:: I" _6 S. H/ W1 m: W
# E/ Q6 y+ `! d/ R5 f
% Z; [8 T7 ^& ?: t6 G- while(fend > 0)! E w/ v- x0 O4 p) q) D% s: X
- {* m- ^3 S8 Q3 {0 @- z
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));$ j$ T) v5 M+ p' K/ h5 i, F
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
3 D1 t( i" ]& f9 @/ D5 |6 O5 h/ @ - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
& g6 R' S! v. T - {8 y" ]3 x2 u8 R) b
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
' j+ F7 \- }% v2 E* \, I o1 W - picture.fin = 0;
2 H/ D- A) A0 M% i& { - }5 g# p' T3 m! \3 Q
- else3 }1 k- E9 x5 F- a( Q v; b( u
- {
% j: H8 r4 [( j5 ?' o- V - picture.length = fend;
( c1 K6 \, H2 e* n - picture.fin = 1;
2 ]3 r7 {6 Y$ d6 U& a: z( |1 K' J - }
I: o f* }/ w) N$ ] - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);) ?, L. A* J; t- b0 C3 T3 M% c+ i( U+ q
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);* |9 d1 e* H+ S1 E/ f% Q2 `
- if(sendbytes == -1)
& G& p' u) [9 v' V3 {# I! ? - {
7 e1 H; B, E' F6 r6 W - printf("Send Picture Failed!d\n");9 f. b; ~1 y+ p5 A4 L- j- Y
- return -1;
+ X; ~: }/ I* f& @, d" A5 t( X - }
6 k- V! l) {+ H - else
; i# D1 \ w5 @* x* M- F% R - {
" W& A& D/ o3 I - fend -= UDP_FRAME_LEN;$ W$ R3 v7 C2 n
- }
" v5 S8 N; F& o) L4 \ - }
复制代码 : Y, Y) b1 L+ B- N8 `& ^/ K
" C' V) r/ z$ N' ?: ^3 `

( C( b% a) G ~. G; C: p9 X6 ^& z( d& U& H) ?
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |