本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
$ Q( ~0 O3 b* z( q+ z. }' H/ K% w8 j6 }
% P3 E k- c4 E5 g2 k: V , l% J0 X4 W3 M8 k5 ?1 F9 S0 R
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% d2 l/ S% k) A) z c+ g/ d5 _ u9 I/ O
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。
& S/ `3 q% Y) s$ g0 t/ x
5 p! H" U* }* C' f9 ? n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。
( Z! k( G) V' Z3 A一、HTTP网页服务器
/ {: Q8 f/ G! o* x9 j3 l! F) d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)
/ Q1 i8 |. k: ?3 \* ]& ~' x y" ] - {# @/ g3 |: y1 h$ g! F) H. e! z
- struct sockaddr_in servaddr;
7 ^* \/ Y6 P; Z" t, p) Z1 u) _ - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
6 b8 d5 P- e+ \( A; c - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
* b6 T9 Q( B; J5 a* s - servaddr.sin_family = AF_INET;4 V$ [$ I2 q1 r* d
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);! F+ P: n \+ b. O7 N0 B: N' o" y
- servaddr.sin_port = htons(port);% V- ] I1 x5 R, f# s- Q
- int ret;
0 i* h. N+ m% J4 [ - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)* X W. l* W% d) a3 L
- {
3 z4 X! O! l$ \7 ?* L9 S. D - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);7 j! O+ f' l. a
- return -1;
, v2 B5 i- g. ?( t - }" l2 M1 R# Q, v4 \4 A- W% m9 ~$ O8 x
- int on = 1;
$ A B2 L" m; y- P/ W! F% N - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
( @; {; E3 u# R3 h - {2 e- b% ]) K/ W
- printf("setsockopt error\n");8 X, M4 V0 Q+ h# Q/ Y( l/ H9 c) \
- }. P6 s* g. ^' r5 [2 a* s3 l! a
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
* V6 q m2 O8 ]% z. d" k - if(ret == -1)
4 x6 k1 I( @$ F" Z3 R - {( @0 d. L* B7 A
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
+ Y* Q) m, @7 i) l - return -1;
9 X. N* e2 Q6 I6 J# @* {/ z - }4 @0 M# k# }% n2 l& a6 c! z
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
; B0 r5 b: A' _1 W - {+ j6 A) I/ h8 }
- printf("Listen failed!\n");
, i# K% n2 ?6 l) T' T8 U$ n, a - return -1;
2 c0 R( \0 f* u* |, J - }" g% W0 ^4 k* W8 [
- return 0;' X; D* w/ J* v6 e
- }
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- Y, z( P2 |% b
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
m( P7 s% z0 l6 s& ~. k! k( [( l4 r - {
9 d6 o! l! U& D. G( a# u$ ?( q - 。。。
) w1 j) T! n( P6 p8 X8 z) y - while(1)
H1 k" S! h5 k6 i/ F - {6 F4 o6 x; l+ Z
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
4 E! q9 q; J$ ^- J& E$ @ - printf("fd_socket_conn = accept()\n");5 l3 [1 ?# U' m& X& o' m; D
- 。。。9 z9 B! P7 t8 Q' w
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
/ I" q. s7 e( _! {- _# ]3 p - }4 k; A' x4 _; S' x D2 M
- 。。。
$ ^- I3 M: a: ^# T4 I" ?- x - }
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);
1 Q7 d6 B& Y, b; K9 p6 A - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;* s1 D7 t. t$ K1 g8 ?
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;" N" E0 C% ` s6 V3 O1 @
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
: c3 N2 W9 O% f$ B5 w - pthread_cond_broadcast(&pct);
6 ]. r' k; d/ a; ^. P6 K" z& N1 S - 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;
8 o" _" d+ y+ K( l, V6 C- r% k; | - pthread_cond_t pct;, v/ M' j- y0 G! U- J `( K
- int main(int argc, char* argv[])+ _2 j* @ Q5 S0 z# q- [; Q
- {
& \7 ]( \! f$ r3 J% D - ...0 i- H. b/ v+ t/ J9 g
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
/ d; v7 }2 W5 u d - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
; c& T. h7 X4 o' q# D5 r; M* a - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);/ ]% ^4 c; ~+ b0 \" e
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);2 t8 V' r$ u5 m q% U! {
- ...3 m$ R2 R) Z; L. h' g
- while(1)
Y0 Q7 I: U) O. u1 @' ~ - {
: y0 ?4 v( j, l+ w/ R6 m- J, G - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
" K& N6 I' r& A9 Z$ B - ...
6 g7 U9 f2 q8 u. w0 ` - }
4 p5 y& ?7 `7 T$ z. O, x ^ - ...; t7 ^. `7 g" d b
- }
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;">/ e' ]; P) Q7 T) O9 k+ l, @
- </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" \
- I3 p/ L, x: B - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \6 @' O( K4 }& N$ D `
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \9 O2 C4 }; B6 i k* C9 Y8 s! N
- "Pragma: no-cache\r\n" \( Z$ p3 s& f: v* j9 e- E6 t
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"/ {' H5 z- C4 K/ n
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"6 _0 M4 T) f- n: b8 R3 i/ \
- printf("preparing header\n");
5 P) `5 a8 L! u: d/ x - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
5 U a+ r9 n' H a g# x) @ - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
- n, [& _ z* a0 m: ~. C* e; O - STD_HEADER \
& ~$ J. X) C$ A: i$ [ s$ [, R - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \" q X4 r$ V1 H) ]) x
- "\r\n" \
7 ?0 O' d% a8 l/ o* m9 l - "--" BOUNDARY "\r\n");
3 r7 ~8 j0 L) C - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)9 c' R/ K6 g% @3 F9 {- m. z# g' w, h
- {+ E' d" l8 q+ I s& _! k) u
- free(frame);) X7 x4 e# I; i" f% u9 _* ]2 K
- return;$ z( P# D4 s( f
- }
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" \( @6 N, q3 P! c6 j
- "Content-Length: %d\r\n" \$ S9 ^& x" f, l4 a9 w/ A
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \7 y0 [: x- P: ^" N; A
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);) M) x3 d2 M" e& b% w( m* ?
- printf("sending intemdiate header\n");
( b* h2 u3 v' Z }& I, g v - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
' S/ Z4 a! T5 u( B, X - break;: H8 w+ J/ ~! w$ }/ n* @3 m( c
- printf("sending frame\n");/ e4 ?8 ^; v( v$ t) `/ I6 w! _
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
% d) t4 J0 s9 c w3 U - break;
5 _+ l' e. Q. h, r4 I5 m% P - printf("sending boundary\n");
) A6 y- i& q* w( N% O - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");8 ^3 L0 y3 M- d& ^
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0), ^0 ?9 `. ?6 M6 y, u) C& C0 T6 e
- 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。  1 _5 k F" k& D( n$ x
 5 q7 f( T6 F8 x8 _( h* a
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:# U4 p: b9 n; ~' r2 s6 A" h
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
2 r5 Y/ S6 z# A ^4 F - {* w' g6 H' N8 t9 @( x3 b0 o% I2 E
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);- o& a6 R/ E1 V; Y' B: s8 g8 W
- if(*socket_found == (~0))4 `# Q5 p1 c6 z0 {
- {0 i' O7 M. z$ M. W+ t
- printf("Create udp send socket failed!\n");7 V, o$ L% F1 Y6 H( b
- return -1;
+ p3 V4 j9 Q% e7 y* W - }; ]# a2 o f& ]
- addr->sin_family = AF_INET;; ^/ f' U/ h5 @: {3 T- A& Y
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);, M' c# K" @* C6 a+ B* t; I
- addr->sin_port = htons(port);7 z$ \8 B+ e& Z8 B
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);5 m, S1 b# I2 f. m* i9 N$ ]
- return 0;. d3 r9 }0 J6 k9 I1 \
- }
复制代码 / n n* K! p9 b# @) J2 M' U
; r% u+ C% e$ b; v$ V, p, R
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:- \! |9 B! L1 z: w0 d q" K8 \
9 R, W; K9 c" ]/ P9 H- b2 t5 s0 V. O/ f; \* _) }- {- n2 O R
- while(fend > 0)
8 F4 K4 u+ X8 a* M - {6 G, i* S3 ?' g- ^( f, W: J; q$ s* o
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));* j& s$ b/ {) _+ i* k8 r4 _/ M
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
- G" O6 |* Y. S9 x0 V% G - if(fend >= UDP_FRAME_LEN) f5 j1 s! @* T$ ~) n! S- \
- {
. X6 f3 o9 F# U6 x& a - picture.length = UDP_FRAME_LEN;# T, a) U# _1 t! O
- picture.fin = 0;7 X! B% X" M3 w {
- } d1 F1 q% H: c$ X4 H
- else
* o2 ? e2 W3 p8 S - {' B* ^: @/ Y6 _9 u* ?* o' Y) y
- picture.length = fend; d! _/ a) U4 K$ ?
- picture.fin = 1;
5 `: d( `; I) x/ i/ Y - }
( f- a2 P8 Y% ^* w8 h - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);/ }* V$ u9 {# p' c" o. C. ]7 t
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
# x- |" {* ^0 U6 d0 e9 B) |/ @$ y - if(sendbytes == -1)1 T9 N$ p$ }3 }, T: [/ o6 N5 ^
- {
& R% x8 [' o9 V) o8 F2 o8 } - printf("Send Picture Failed!d\n");$ Y5 E& t6 F y, K6 o7 ~
- return -1;
% R# z: d' m1 [ - }
! e+ O/ M7 Q; |) R - else( R- S2 j* M5 s; A! i% E
- {
, m) f" i8 e! e6 z, Z& N/ g ?0 ? - fend -= UDP_FRAME_LEN;
, g7 g( G( ]. H) E2 e0 u - }% r% a$ e7 d& V7 l. c' h0 y9 v
- }
复制代码
- _9 h( H6 p- w$ O
# j7 S0 y k/ q" k* I" t5 k : U/ i3 t6 |& X6 @& A( g- ?
, q0 z8 s$ G8 i1 U' CiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |