本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
2 m# U+ d$ ?! }' Z$ e3 ^7 y0 [& I2 ?% ^9 l/ c
 0 |3 U, z8 a% P y* 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.html0 x# E0 y5 L e( I, b: e; F" N9 S/ x
, s, N, r$ c+ a8 f
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。
4 w" m4 I; E$ X# u. k
5 e. v0 C; ^6 X6 D0 a3 S5 b; }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。 , V0 @* E- t3 z* |
一、HTTP网页服务器1 N" w+ T i, d! V# a y2 r
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)! I0 v. P1 O6 n; E8 n% W8 K4 q" p
- {
; e) H5 X' x( V2 w7 ` - struct sockaddr_in servaddr;4 D/ W- F& ? g3 ~+ `
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);" V- k0 ~( [6 P5 d6 w3 d
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));, h+ B$ t: h+ S+ `4 U
- servaddr.sin_family = AF_INET;
1 G( ]& C# D2 z. W, ?5 _ - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);( o, D, R( u" c- G6 e) N* o
- servaddr.sin_port = htons(port);
9 \' j* q) T+ _8 m" i" d* { - int ret;% ?$ ], a, J: G, D; j
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)1 @! l% X( M; t
- {, ^% N# f$ S; e" U. _
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
* a. k9 }9 a* X( N - return -1;6 [( O, K2 P/ u/ Q3 V: K
- }
' P9 s- O/ A+ [6 Y2 T8 l - int on = 1;/ K, G$ h9 k# m$ D V
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)# j* }8 c" h* d) O; m3 K9 B6 V
- {2 N8 W: q) l& K+ r3 i \0 i: P5 p
- printf("setsockopt error\n");
/ {. q. `4 m! g* K, Z$ |" M - }8 o* J6 \# M2 j$ D
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
; u- O+ U3 x+ a' C - if(ret == -1)
+ G/ S- j! c& R2 z8 `$ G- F - {! b0 u# T0 w4 P; a
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
) q4 R0 M7 n- X7 \ - return -1;
& `2 @; v$ d+ z0 [4 L6 T - }% @% R0 c. O% n' b
- if(listen(*socket_found , 5) == -1); f S4 g- Q. Z7 G4 ~ O5 F
- {
- K$ Y- {6 D, c4 d8 J ]# [9 p - printf("Listen failed!\n");/ P) D) Q: G' ]; Q9 Z) r
- return -1;
/ F* D8 V8 Y8 C% N+ r! ^3 W - }1 X* h( J {5 N. F8 W& M
- return 0;
' c* x* m# L2 Y8 p. 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);
5 I/ D( `7 B+ `4 | - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg) k2 H; F5 c6 |( `
- {
# w7 e# E. y) g( |* G0 J - 。。。8 J: B$ E/ C/ a) ]" N' v' Y
- while(1)3 \6 m3 m! B2 r0 R9 i/ C6 I9 P: B
- {: }' A7 [ Z9 A
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);. V3 y5 g1 d# A! [
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");+ P; Z0 Q- ^7 Y5 I# r6 H8 @
- 。。。
5 G! N( e0 }1 S+ [/ C6 j5 d- x& V0 O. X - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
2 B- K; {% _$ j - }
( l- @% d8 p, t6 p0 L% K$ r - 。。。
; ]1 H+ y9 z, e) ?+ @9 v - }
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);
! y+ {. M! s5 } s - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;" R% h8 w" F$ V$ j9 V
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;3 r' P' d+ y8 d, _+ v% D$ l
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
- N& l A% q$ h - pthread_cond_broadcast(&pct);: I! }: u) \! b: Q/ d
- 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 ^- S6 k8 G2 K) R) n& i
- pthread_cond_t pct;7 z5 l+ f8 I1 V4 E2 V5 _3 C9 j
- int main(int argc, char* argv[])3 b/ F5 \) m* y! v8 c8 H$ |5 k" g
- {
, `5 H% s V+ }4 w - ...
! o v6 U2 d, f6 i% G# t7 R9 B - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);- A. X- {' z" {
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);$ u5 h0 @8 s" i7 C! J
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
/ B5 b9 M6 L# ?2 X- s0 A' t - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);/ I) J! A# A( i3 r. a! u3 K
- ...
, |2 P* h Q' W5 P - while(1)
* c/ _/ A6 O: O V1 Z/ \; K2 Z# H9 x - {# |" S1 s1 X! ?; t( p/ V! Y5 F$ {
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
. u8 p$ B- S' i; O) ? - .... k" |& v# U- k
- }
% w2 |. K$ ]. C: e- M - ...
0 r% _ }7 g. I% z - }
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;">
9 {; p3 y/ K+ 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" \
' a+ F; m) q; S; g - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \, X6 r6 u% K7 b& o8 g
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \3 H1 x) T$ t4 q$ m7 F0 {: y
- "Pragma: no-cache\r\n" \
4 U- T- D" [4 [1 } - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"9 D( [9 ~3 u8 U' J
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"% f3 p4 t" `# p
- printf("preparing header\n"); u$ T: P4 v5 S; N D+ _3 q& g1 S
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
- g, @; q I" ?' B - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \2 D% Q7 d- d' g5 S; Q& \6 { H1 e& D
- STD_HEADER \- i/ I+ {$ w9 R% }. ^6 j2 z( O1 u- E( F
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \: y' C9 T! @" f( E3 `& A
- "\r\n" \2 {& Y' h: ~" y
- "--" BOUNDARY "\r\n");
4 d# o! b4 Q$ w- }* C9 _ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
2 }: m) P1 g& y' M - {" V% m5 I; b) A1 h& T* \/ G
- free(frame);3 w6 I# s: T' S# Y0 D
- return;
2 \0 E4 E4 C# m% z/ A6 \! v - }
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. U [ q5 k/ W2 C, H - "Content-Length: %d\r\n" \
# E( [/ E: U# L0 `$ s0 L" b - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \0 E7 S- C! W0 m3 n- J8 Y
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);' O9 ]+ g1 l% o# ?- x$ E
- printf("sending intemdiate header\n");8 n& I/ b# ^5 W. f
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
$ i6 o) |8 }- U% T/ E+ D% c - break;
" P% y4 m5 f* b; V% [ - printf("sending frame\n");
1 P- ?8 g$ h9 N+ F! x - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)* R% f' |1 Y. K4 g1 h3 j5 e
- break;1 o2 b; ]- V5 a( e
- printf("sending boundary\n");! X+ Q% f4 i0 ~; j" y; J
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
% C6 z$ |* L3 b; c - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)7 m4 U6 r0 f) U: J5 g2 e5 S
- 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。 
! X/ m6 X, l6 ?. t 5 B+ e: t5 ^/ B1 G6 O
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
/ |: p4 T! E1 j" c- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
8 `4 M, J, f- i8 }8 }& r6 M4 q: t - {* @; P; U! n% [
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
) M( ~9 A( X) E - if(*socket_found == (~0))
' O. @; ]7 n9 k - {2 Z) l7 S$ C- L; X. r
- printf("Create udp send socket failed!\n");( |% C/ B2 A8 X1 ]2 ~9 v
- return -1;
4 P1 }$ P5 ~, }- ?7 `4 | - }
' {9 E2 k' z f9 ~# `! t" r - addr->sin_family = AF_INET;
( w- L- L3 f8 J0 w V - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);3 r1 q$ K' Q$ \9 r& ]3 E
- addr->sin_port = htons(port);
+ ?7 A* _$ C0 g; r - memset(addr->sin_zero, 0, 8);1 [- X. L: p0 f5 K" r3 _. I6 J0 [
- return 0;% }; E$ b7 }) R1 Y1 V; s$ t# h
- }
复制代码 ! R$ Y4 m- m) L& f+ Y- X% M
* g6 G9 R1 V f* u Y5 e" A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:
" P9 N. k, J+ J! H) p3 S
9 Q _3 K ]% j& T: `. N) m4 @; ]2 p
- while(fend > 0)
; p6 a$ H8 R" p! R - {
" s4 Q" a, U8 A$ o, H, { - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));3 }+ v# h/ g8 X7 r, p4 Q
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
" s* r: E: }$ ]8 i1 A - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)% F9 n: [! X+ r9 _* m/ r
- {
' {, B1 G- k5 u5 Z8 u - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
! Q& `; ?2 O# U Z& h$ T - picture.fin = 0;9 r& I% V( e; i A
- }
! c8 H& z+ Q1 e8 b; I4 E - else& \3 _+ E) ?- Z) K1 v% S0 k& M
- {
5 W9 q8 \8 C2 ^2 |: A+ f, d8 u - picture.length = fend;% F/ k- N9 a' _7 g1 P! ?4 _
- picture.fin = 1;
9 P5 [ s# i8 ^; ^ - }: B4 V2 d) E& T6 c
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);3 i$ G, z* J& Z o( m$ d
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);* b& z) h. [9 K$ \: w$ ?; Q5 F
- if(sendbytes == -1)' \- i L. ^1 U# O7 \3 F+ W* ]# ]: e
- {
- n9 a5 ]8 J! o- o3 P" G. u/ H) ?9 ? - printf("Send Picture Failed!d\n");" ?3 ~4 j) A" {% X- ^
- return -1;; g3 P' Y! D! @; O5 z: z" _0 B
- }* y4 {) n* \* p. k( J: A
- else$ z$ }- Q, U2 P& j
- {8 h4 U( G! D B" r; n" E5 }: G" W
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
4 {0 a$ d4 i8 D, o+ R - }
. {. e" N0 J. t1 N7 p4 L - }
复制代码 - g* d! E; ]# g- E, a
# b: [6 u1 C& R E" P" q; \8 f
& x% j! ^/ E- [0 A9 ^- d- I' }9 v( u L, _5 P5 f
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |