本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
; R& ~2 ]) C+ M- x: l" N2 }0 X$ e: `2 F: _

5 t; ~. J3 w7 q U' Q/ U! F3 {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
+ P2 Y5 A2 z: P% J# \( ]9 g5 W2 @+ a' J4 m
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。 1 |% z% r# K; g' s# S+ H7 i
 + k' ~) ` a1 s$ G& 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。
6 l! s8 l4 w- z0 h* x7 d( y9 H4 \一、HTTP网页服务器
# [! \1 Z& {% [+ V- f/ e0 l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)
t+ W2 T7 G1 u v2 k - {
9 ~: a4 X( c3 Y& z - struct sockaddr_in servaddr;1 f1 j$ A* B$ L
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);6 y9 m0 ~) c9 a% \
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));0 j% x9 w* u. |4 W$ X& a' p% a2 I+ @/ e
- servaddr.sin_family = AF_INET;
8 F" B0 ~; |' Q) ` h - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
. Z+ q. K r4 ]- Y - servaddr.sin_port = htons(port);0 B( } Y% g6 W* U! o% P
- int ret;
; {5 j4 w% V- d0 J - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)7 P9 ?% i# B- k; M
- {
6 y0 I8 d3 D* s. k. @2 p3 U - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);2 ]! g% t, j. D2 S6 s0 U& o
- return -1;& r n% x) m8 n! O
- }
" z V# S" Q6 [5 H1 P! z8 Z" [/ D. c [$ @ - int on = 1;! g9 M" Z, m2 P
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)( }. D2 O% a! \3 D: w
- {1 T# |) |3 o) `* u: H; B
- printf("setsockopt error\n");
/ o9 x6 v5 d p$ t$ \0 u0 b2 g0 | - }5 J( }+ o7 C8 o
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);/ M2 U8 u- w- |7 ]+ R! P8 i! B
- if(ret == -1)
' H$ B5 C; }" w - {, ^0 ~! _8 x& E, u: N4 u
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
+ H, D( s' u$ m( D( y2 l3 k/ l8 O - return -1;
! d% k5 @! W3 O! D) C8 F) ~ - }
W6 M, C3 { l- a1 q - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
! H& K1 x1 b$ R5 R9 J+ |8 M) I - {
4 i3 y. D& U: [) X2 F8 } - printf("Listen failed!\n");
/ w* U" C# r* ` - return -1;
: `. B. F+ |+ U3 t$ C! r/ a - }
2 V9 y9 ^- B9 a - return 0;
R1 f# P8 ~8 p' a! J9 p' 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);
) a2 p8 M4 G0 w9 x2 _- n7 q, _7 d - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)$ L9 _! }% x2 N' x3 Q& t/ _1 e4 p
- {
' L( y0 p: @7 ~, _7 F7 d1 T7 P - 。。。; Q7 j; H! l* Q1 E3 H/ V7 A
- while(1)1 h$ g3 Q Y$ X. ^( r
- {
3 v. u+ T* [* i. x, i - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);: F0 U1 y% }3 j& k( `. L) d) Q
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
0 b9 V! Y1 Q+ P& E! _; { - 。。。
+ E; Z, Z# s/ R; e - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
$ [: x! j. M7 D - }- T8 ~+ B4 O. j! s7 `: O7 C% K8 P
- 。。。
^+ U* _! F$ W2 Q) W9 Q/ u - }
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);
& f4 z% d6 |7 S - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;. G( |7 G1 |% L- N# d( F( P K
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
$ \4 v/ q4 J; g$ L! b7 J9 F - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;- g! B# \( ]! a. R4 O
- pthread_cond_broadcast(&pct);
5 v5 O! N( K( Z w# f4 |8 _ - 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;: y: C/ O1 K S: ?7 A, ^
- pthread_cond_t pct;
3 D" N) i5 f! M* ]# j - int main(int argc, char* argv[])
" t0 k: d" _3 w - {
: {1 i+ g9 }* B+ R6 K" A8 g - ...3 ~: r9 s J. M( `/ j7 ?& T
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
& X* B; J4 s( K: w- o, H/ k - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);2 w V4 q; o! I; @0 a6 [, b, q5 T
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
/ f; o" ?( J0 g - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
% J C4 n! \+ q - ...1 s& @* ~. r* _5 t! j9 u
- while(1)
, |) ?( ~1 C. {6 k$ [" p' Z& P/ H$ U - {1 j; t' T1 o7 }% J! y
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);+ c' O/ I* w; L: j6 L# l$ t2 c
- ...5 W' B% u2 H* i; F! P+ \
- }. U, [0 a7 U3 Z5 D, b# F
- ...
- e3 n- e0 M( j1 ^8 q% a - }
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;">% [$ K4 { d+ k9 K9 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" \
, t8 C5 z" w5 v& u4 W4 _3 z - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
3 M1 Q' O1 o" }% X' d9 k. l3 b - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
, s3 l0 n5 ^% e9 @% k& K1 ] - "Pragma: no-cache\r\n" \
/ Q1 Y2 \& h( U - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"+ ]+ g6 Z3 j8 C: a& m* n6 ?
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
2 C. Y& i/ Z B$ U0 [# y - printf("preparing header\n");
: D7 n' |8 w1 |8 X9 T - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
- j: b- w2 w7 {) M) W6 ?( @! ] - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \4 A* }% {& c! P/ D1 f& P
- STD_HEADER \
& o5 l, w, H. n* c7 b3 i+ P; q4 b - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
& H0 o$ Y U1 q0 n# W7 r - "\r\n" \7 L7 \8 T6 l( I8 U0 i. f- x; B
- "--" BOUNDARY "\r\n");
1 [, n. n1 a$ S6 S9 t, z - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
! G* i7 i) `+ j, l" R5 Y% O - {
$ P A$ `. t6 ^5 l& d - free(frame);
0 W& b- o0 t5 M - return;
# |) W7 j: s% v* G0 b0 M- G; |. k - }
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" \
, {$ H( H) N; q0 @ - "Content-Length: %d\r\n" \
" ]% u- t2 p4 c1 v6 ` - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
4 f5 O" u: d# @; l4 i6 d7 Y - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
" @; \% c$ Y. M5 F7 {+ Q. P - printf("sending intemdiate header\n");
0 Z# u6 t' u9 F& h. U - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
1 A0 t3 G0 v4 \- q0 ]! c - break;8 Z" P$ {3 j" x. ^4 A$ a
- printf("sending frame\n");
7 b5 [" j5 |4 |' f% G! Z1 A: l - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)# C* @# f( U7 C8 i! E6 M
- break;
f# Q3 t- p2 Q7 ]7 O8 Z2 d - printf("sending boundary\n");
. z7 W8 a4 k: J2 I - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
* I2 o" Z! X1 I( H - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)# D, a4 H. v8 o7 G9 |; w
- 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。  , C+ p* k e" P; @, n: e5 D$ I! g
 & y: l7 H3 P6 d) d! Z7 O# f. @
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:+ i- Z8 Y/ i9 z% k( _7 u' a5 B% L
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
4 Z$ t# W' |& E7 }! s: P - {1 ^6 x5 M- l1 b/ v6 r3 Q! x
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
' w. n o# ^/ V( u. e: `# V+ `- L - if(*socket_found == (~0)), h' ~0 T! z! o) A! ^( @9 ^
- {+ h6 W. J* S8 _( ^6 c4 J% s
- printf("Create udp send socket failed!\n");; H k R+ \6 R$ o# D& \
- return -1;
. t2 |6 ~ {' m - }1 a/ X- D. x$ K7 k2 M
- addr->sin_family = AF_INET;7 j# N+ z0 r$ N! m }6 Y
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
9 L3 p U \. Y* L3 i; P2 ? - addr->sin_port = htons(port);
: D( M! h' }: V8 u4 G - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
* w$ P* Z) u7 |0 }! R - return 0;
3 U; N1 v* R2 G8 ` X - }
复制代码 / F5 t/ v1 Q$ g- ^; N' p
3 h& E" l9 l) V5 S( b. F
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 x/ J9 m2 i; A2 J: `- }" r/ D1 M
6 O! i$ @9 |5 y
" T) O, }: h2 h! B- while(fend > 0)
- C0 i8 v! C0 \) B& X - {8 L. U/ t) e% n7 {& Q1 t( K' N7 e
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));7 X5 c. f, [4 Z$ }
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
Y$ \9 X9 S( } - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)* ~7 Q; g% g: o# t5 w! V
- {
$ K# V; K: d' |' s - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
8 ^3 u8 ~' r8 Y w( c1 C- X' ^' \ - picture.fin = 0;
5 a2 J( d9 Z: [& {2 p: }; a4 S - }# z" D, y- ~8 h9 Q7 K X
- else
0 i, k9 a: V" h' z - {+ C8 j+ F D/ w% j
- picture.length = fend;& A- e# k `2 }7 }/ z/ H
- picture.fin = 1;. D9 b& u" }; ]. e+ D3 E
- }
" q4 r6 q/ B' D6 K% P - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);& C% Q( _, ?- e# \
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
7 U0 v- |7 a+ g$ b - if(sendbytes == -1)
, k2 S2 s( L3 _+ L5 J* J - {
/ H$ e$ g/ K" i4 X4 q - printf("Send Picture Failed!d\n");
/ V! W1 J9 ^* K# u - return -1;# c7 S9 a+ j9 n% B% x4 k
- }! a- v/ U: j' s9 o
- else
) z" W! c$ K7 E - {
2 v% [0 P/ e0 C9 b) c! G - fend -= UDP_FRAME_LEN;8 b& l2 }* y' p6 K6 m
- }
; ^; r' C: x! \ N, q, Q - }
复制代码
1 h/ A1 d; z: I( i$ o3 {
3 Q+ W: D* y8 @6 b
* s- T2 V6 v: r7 [8 ]7 X+ z* [8 K
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |