本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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9 S9 V" I; F1 b1 A" W, g 5 ]: l3 Q. W8 C3 e
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.html1 K& m# S) Z) W( j7 Q
/ d$ }1 L( _, d7 k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。
# U) z/ s. {+ M1 t/ q% I# x * V# _0 `2 j u% z4 G) I
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。 ) e) W& K- t- p1 I4 B! w! @
一、HTTP网页服务器
# i/ t4 L. v3 B" C$ y& Z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)+ m, F9 {' K! X G
- {6 j$ m9 E5 s4 B& r7 q& q
- struct sockaddr_in servaddr;
- Q. Z# C! s$ E5 w, x H - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);/ e/ C# Q7 h8 b) ^# u
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));9 ~' M5 N: b# j) A( d/ @- G- B/ N
- servaddr.sin_family = AF_INET;9 a( f4 k, `- }- p8 r/ D- l7 `) v
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);3 z* c0 B) h2 @: T8 q+ { h/ S
- servaddr.sin_port = htons(port);
- q+ f$ O" s1 v2 p! a - int ret;
B6 V8 ~2 V" a3 p: |7 g - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)( Q% U+ }* @# e- R2 ~3 w8 T
- {
/ H* g, w+ o: r- ]8 O }; s0 G - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
- R% h$ z7 \" P - return -1;
4 k2 u& S' T3 `- o' I T3 s1 D - }% B6 U# S# b" \7 Q2 y
- int on = 1;
" b9 h- x, L( G2 D - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
, i! w8 S* t' f1 h [( f2 S - {+ @6 \' o9 |8 e' F* g* v
- printf("setsockopt error\n");
- U9 n: G- n0 ]! z - }4 z( U5 f8 E2 ^) N, l
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
- q* u. H6 n4 u* A | - if(ret == -1)9 W" x: h( R! [( \ \. t* a
- {6 w% i! |% w3 v
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
' S$ r N3 P; h+ T1 m! h$ [ - return -1;7 B1 k4 [0 {. s7 f+ h3 W7 s
- }
; p1 F8 d ?. @6 x" ?* c/ ^; @/ ` - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
8 p8 i5 ~8 N" a" T* e! } - {0 G3 Z' U- t& B/ T
- printf("Listen failed!\n");
$ r: f4 {6 c) K# {0 ] - return -1;( y' ?( w# X+ u, a) O& X' K7 J
- }
3 f. K* |. w* T* n5 O - return 0;- D* g: q! a3 h
- }
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);
* |" x( j" R) k0 N) L - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
' t. N; u! c' d0 Z1 l - {
$ v) V5 H. Z$ Y) G3 b& y - 。。。
- Y' {% f5 ]2 `3 H - while(1) t: g3 L0 j N# \( E
- {2 I9 j5 Z# E9 L: e
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);* L& j/ M& l2 q" h, k
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");! }$ T0 [& J I( z$ s6 }" J7 W# \
- 。。。/ g" }% M- P+ ?6 p7 K: V8 G B# d( s
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);4 D' S, |" e1 ^, T
- }# v) z2 {2 c0 b8 z, D9 O9 b
- 。。。
9 [6 C, W' n O: | B - }
复制代码MJPG帧可以使用Grab操作获取,获取到的MJPG帧需要在TCP线程中读,在Grab操作线程中写,这种被多个线程访问的资源需要加锁防止读写冲突,即资源被Grab操作写入时,需要上锁,不允许其它线程访问,操作完成时需要解锁,允许其它线程访问: - pthread_mutex_lock(&pmt);
1 M( P; R5 Y, [( E: s - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;. _5 r0 t' I) a2 C. t
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
6 t& g5 e3 b/ ^6 Y2 f3 d Q; h - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;6 y& A6 S, i$ p5 i* |. ^( _' A
- pthread_cond_broadcast(&pct);
' H6 ~" q8 ?5 ]% z8 G - pthread_mutex_unlock(&pmt);
复制代码线程互斥锁使用之前需要初始化: - pthread_mutex_t pmt; ?# r5 a' W) c/ g
- pthread_cond_t pct;6 Y) f$ Q: ` ]3 N
- int main(int argc, char* argv[])
0 Z/ R1 @; u# a3 z: e6 Z9 g - {
# V( }% I) ], k" M5 P) [* s5 _ - ...
5 F( R- W7 I% ^+ T$ x$ j7 N - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
) [$ H$ ]% f3 H( k/ |/ g _* m - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);* J( a. J& \4 B/ W6 c' ~
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
+ N5 A% |. ~( L - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
. l9 X) `4 U; e2 h/ p7 W. l& A - ...' t2 q |& o) Y( k% a
- while(1)4 g; k( G2 k: w+ }: V; P, e9 h& u" V* V
- {3 k$ e5 _" S" E0 [) W# N# R
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
6 Z& P; V, P0 j5 z - ...
4 g5 M" Q( E" R, c; V: H3 p - }
" s7 \) j1 e9 \) Y8 w- l - .... Q, {, Q! m0 {) {! M/ ^
- }
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;">
: b n! |2 Y8 U$ U - </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" \
- j: ]: \1 h; B" J7 w - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \6 t0 `" ?6 E0 r/ K" f1 I& T
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
% ]! A8 X6 H9 x! ^& v - "Pragma: no-cache\r\n" \: {/ t: V2 g1 v5 ]2 A! A& n- l3 @3 k
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n". e: b" f6 N4 K% N
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
! h# w+ P6 u" K3 W' f' U - printf("preparing header\n");
+ Q! H4 Q" N8 C2 L% z" i8 b: t8 u - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
' u& l6 ~& G3 q( l - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
6 F8 J; C2 R8 q - STD_HEADER \
" L0 _3 e4 J9 R c$ l - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \, w# p4 E" K/ q- [3 }6 o; h( k( l2 I
- "\r\n" \2 O9 G9 X8 J$ I0 P7 t
- "--" BOUNDARY "\r\n");! ~2 ~2 J* X. I$ o8 P, ?
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)3 H4 g, i- \( P7 M& I
- {+ g+ y! c8 B: T( W
- free(frame);
( P4 @/ q5 E' B - return;9 _# M) g& ]* U3 g. n
- }
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" \9 {, ~; N$ Q+ k( H$ G
- "Content-Length: %d\r\n" \2 T& b5 F5 g1 U- s
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
$ f/ ~' {/ n8 P7 T( Q$ _6 C - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);( D" O: I* D( U6 n* t
- printf("sending intemdiate header\n");7 Q7 }! ?2 s; ~
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
2 T z" t: d" Y( T& @# u - break;
0 }8 Y. u2 U6 O' C! C5 a2 g% r - printf("sending frame\n");( L3 l$ P. m9 p" X: c$ p) g' F
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)1 D5 y( j2 C& \
- break;
) R2 c# ?6 s/ H6 b' K; U - printf("sending boundary\n");
: H% R! _0 G- f$ l - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
0 D/ e$ i, ^5 e - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
6 u9 B" J1 \$ c) h% }' U, ~4 A - 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。 
' j1 i" l7 Q2 Z9 p% Q1 ]1 n 4 b/ s; o% f- ?: ^) |
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:% B" L5 N3 g+ w2 D1 E& F
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port); o; d6 q- N$ L: x
- {# Q3 x( S) {& H# x) {
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
& V9 n! p1 l# O4 M4 X- |( a* U - if(*socket_found == (~0))& K6 ]4 N0 X7 W& V1 K
- {" s% L; L% N) {5 }1 Y* f( |
- printf("Create udp send socket failed!\n");
' [: @" k+ c% P3 ` V& t - return -1;
; d( F% n' c/ |2 b - }1 [0 l) `8 ?0 Z+ G. S( L: B. A: [; B
- addr->sin_family = AF_INET;. a* {% p; _/ p2 \, p! V" ~" a
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);8 `! E3 @1 w4 I; @: U1 K) |, O
- addr->sin_port = htons(port);
! x- i) Z% [) @4 q$ I- X2 ]- P8 _ - memset(addr->sin_zero, 0, 8);% y$ ] m1 [2 U" z0 D* W& J" ~
- return 0;+ T, ~ h7 j% |& ?, H4 k: o5 l% o
- }
复制代码
1 @) y1 u% T# D" n3 s5 z4 t
* G& H! q# E5 L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:0 Z5 i! C) j" Y& D
: {4 x, i! } o2 M0 Z% z4 O$ g+ H5 r# n
- while(fend > 0)
+ F( I0 u8 D9 Z7 W# v5 M - {
) C" y* {. E, U, ?. B3 y - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
6 \5 p8 ~. s' x# k e; P" F i - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);$ [/ D: Q9 U+ V4 U, y1 O/ N, R
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
% D( u, b- \4 a# q7 L! g - {8 T4 E. V, B& D( n0 B
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
) a0 M& P; J: A( R - picture.fin = 0;) p8 l( k0 a2 D T
- }; z3 E6 G3 [$ W2 R. u) x& D5 U
- else5 [6 V7 V& x4 j( ^
- {) g* w4 T) y" o1 a, U' _# t
- picture.length = fend;
( \5 j' ]" o9 ~; l - picture.fin = 1;
- f; M/ a/ D1 ]1 B# E2 B - }
+ a4 p, E* i+ \" U2 r! n8 ` - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
, k! ^4 |' \) s) G - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
7 q# H% Z5 {- A0 w# y( `, f - if(sendbytes == -1)( T4 ]/ z0 x% [1 {* @* u5 y( k
- {
5 G3 }: v- y B! o - printf("Send Picture Failed!d\n");
* H9 h5 p" {. \( W$ Z/ e1 v - return -1;
: m! y1 c/ h) H4 B1 p! C3 G - }5 v* E2 @$ R% ]" k# A6 C! c+ z+ D& m4 G
- else7 ], Z6 l1 e, m. b5 [% q
- {
o% n- H4 d6 K* d+ D9 m - fend -= UDP_FRAME_LEN;
% A6 v7 n2 G" _; ]4 K7 N0 t+ V - }
/ M. S2 K9 D9 A8 ?& F - }
复制代码
/ p, i+ K6 Z- W/ G& m! G* `2 D: a. n/ A8 {0 X! i# O5 Z

5 V+ T# x7 Z5 I+ ]2 m
" |3 Q0 c/ s) H$ q1 ` z: [! I/ B; _ CiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |