本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 # }! G4 ?, B- ?) t1 b0 u
/ U" \9 |* f$ n1 C0 P # J. D( M' @# O
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+ Y4 J- V) Q/ v, A6 w _2 v
5 Y. H& I- k: o# L
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。 3 n# t- O {7 r! r) \6 n/ ]
 # j; ?/ G$ l2 O' H- g
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。 + o# W3 B9 o& \4 d, P% R
一、HTTP网页服务器4 ?9 L- W( o5 o1 O
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): D U0 `9 q# q. w; o1 z
- {
$ i; O0 [) l5 o' b9 I9 D - struct sockaddr_in servaddr;
$ R4 x* d3 l$ ~% | - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);/ \& I) _& o& i5 S# r
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
s% ~5 ~% Z: o0 P$ M' r( V' Q - servaddr.sin_family = AF_INET;+ {" F, X4 t* _
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);( F3 ?8 P/ q5 u8 c* W+ D
- servaddr.sin_port = htons(port);3 ?5 m! K' V8 t' m6 h+ P# O) A
- int ret;/ h1 h" P6 q- j/ O# g
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1), \) U6 a+ \4 |' ~0 A" i1 O
- {. ]/ e# |- b& a& @- ?# h
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
0 l5 B; ^( |* D - return -1;' T$ ?* q0 ]1 \" \& ~$ G) p
- }
9 ^8 a1 E6 k ~0 h H8 S - int on = 1;
1 I' h/ T2 e5 r" b - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
- K1 v4 g: m6 P0 k; T - {1 U7 J: ~4 S7 b( r, k: f q
- printf("setsockopt error\n");
/ l+ H/ |! h7 f# T - }
' p! i. f, U$ K0 Q! C - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
7 n9 m7 [6 c2 G' L# o! V, _ - if(ret == -1)' a( V) y% W! J
- {* |# F e: c( I. `% s
- printf("Tcp bind faiLED!\n");# B% Q5 r2 ?8 R) u6 {: r' Z+ R& V" ^
- return -1;
+ c5 ~5 z( a4 G" a6 c - }
6 P; p! f( S+ u% c) {3 Z - if(listen(*socket_found , 5) == -1)5 t0 e6 H# G% a( b" {: Z7 [0 @
- {
, c% @; V+ L3 \" T2 O T - printf("Listen failed!\n");
- v5 s$ V) w- j( |& W1 h - return -1;
- X: z- K6 @5 g9 t8 N - }
5 |3 g) E4 M) E# R3 G( M - return 0;
$ Z6 ~# W. ?) t) o5 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);
- K2 Y8 G2 \& D0 K' M - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)2 q: Z) J0 H4 W' N- c& I
- {$ W% f% ]0 P! N5 r% E
- 。。。
) a2 r$ S3 ?' j' j& R - while(1) I4 Q: E- O/ e
- { B' t4 y% Q* U* Z, [7 u
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);, y/ p# r! t6 A1 u* l, n, d7 l
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");9 x7 F0 \( D( s6 p/ D/ H
- 。。。
) y) K- g+ ~6 k h6 t - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);" ?* s w4 j; a" l7 _) O
- }
& }( Q1 f) i5 w5 G) v( d - 。。。
. Z/ H% A5 G. X1 {5 I; C/ v3 F - }
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);
$ r+ {! l" G/ I2 Q- G5 {3 m - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;7 J) e1 |! E% [; X+ {
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
( `% z1 R8 U2 |2 T% C+ ]0 n - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;- N, j" }1 W9 r& A
- pthread_cond_broadcast(&pct);6 r" u: g0 Y4 c1 D! ^7 q
- 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;6 f) a& X* D, P
- pthread_cond_t pct;7 [. X N9 A5 N% p
- int main(int argc, char* argv[])+ {; D4 b; v+ b' M% ~! C+ w
- {
2 F8 ?4 B6 p/ p - ...
9 O$ y8 I, H% K$ o+ B: [ - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);! o' m% D+ b( M" Q3 j
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);* @# `2 X; q3 x! q
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
: k5 k" V0 [ Q7 W, P8 s - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);8 t; O& ]2 a) e* B( {
- ... `' C+ \2 L8 x: a1 a' L* g
- while(1)$ v8 K: {7 H- h, R& I3 ?- _' r2 p
- {. j& y N; j) @& A
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
+ E5 x" @1 @5 d+ D - ...
3 ?. j+ M' }) ~( `1 f- g& x# v& w - } C8 _, j J6 p6 f$ q/ R- ^/ f
- ...
* H& a Z9 J) `! ^2 I - }
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 w7 y1 N4 V; |- H9 E7 T - </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" \ K: r2 b5 P s3 S8 E
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
+ y" X @0 ` w4 v; K) ^ - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \2 I3 l4 ]8 s! w7 y. s
- "Pragma: no-cache\r\n" \
: @ o8 y( e3 [/ ] - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"% R0 f M5 w# |6 }
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
) U7 J$ h' w5 N' Q, U* N - printf("preparing header\n");8 m$ p. {& B. Y5 H, x1 `6 w
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
2 L4 w5 d9 _: w - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
- d' _; l& U' N% [ - STD_HEADER \
7 X4 _0 v" d8 H; D- j' t - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
! \) m: l/ s7 v' E: o4 \1 Q2 `3 I' v - "\r\n" \
# S) A0 Y2 e8 d - "--" BOUNDARY "\r\n");
0 ^$ \; b6 Y5 R' p1 F - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
8 z X' l1 N! V) K$ o3 _# | - {
8 _2 L$ k# s6 Q* Q8 t" a+ \$ Z - free(frame);7 u& R1 b" p1 l ~# d
- return;
2 A7 S$ @& X" I+ [) o7 v# q& w - }
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" \7 V+ \% E6 }8 n
- "Content-Length: %d\r\n" \/ t% S6 v1 E$ o/ c/ u
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \! b9 z X) v9 [5 |4 T4 N, X
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);2 _* E) K' G" }, c, h5 S- K/ Y
- printf("sending intemdiate header\n");3 H5 F; D8 c3 ^1 p. ?; f
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
; D: X$ S) U$ f+ w - break;+ \8 q3 O% Z' Q
- printf("sending frame\n");
, E$ l. U6 B1 R/ z5 R; Q - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
! b6 K& m& V0 a5 |8 E' B - break;
9 e3 `! p/ r) j9 ~, X& } - printf("sending boundary\n");
* P/ g9 T% q) [+ z - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
4 w! j' L/ k& T+ I# A% `& e - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)/ c/ W% z4 }6 u( u& ?
- 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。 
& s3 s h* Z: c; B3 f 6 I' [: \. k& f: } l& J
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
: S9 Y+ b) }& I0 P: \- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
~5 N F% V% Z - {
, p; w! y: ?" P* }- b - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);! ]( M3 u3 u( Z& f4 B
- if(*socket_found == (~0))$ Q* u) p4 F. F" F
- {* X, d! L9 ~* B) X
- printf("Create udp send socket failed!\n");
2 `, f! V! i0 b+ n - return -1;
" o( s$ F: g3 @ D6 a8 p# V4 Z - }* u1 }7 e' T( S
- addr->sin_family = AF_INET;
2 M% C, u' P( e; f2 b3 J - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
. z4 R- Z( X( j8 i) J - addr->sin_port = htons(port);
4 i S# c5 @+ T; R - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
4 E8 C& M/ |7 d; w' @! `5 ] - return 0;0 e* |' C2 J. u$ u
- }
复制代码
1 ?0 O" b& F. \' c- }# `* L9 d2 \& _/ j3 s- M+ N; c
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 m3 s( U6 K4 O$ }: M
0 V" R; Z% ?! }+ y6 t* [+ E& k! V9 d
! k9 f* F, D7 V9 m3 }# l- while(fend > 0)
}9 f, L. t3 j5 W- [4 o9 u - {' f6 y. q& o3 F4 e! o8 H
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
4 I- @5 P6 D5 t6 o/ D - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
; A9 a+ ?% d. s# D* n4 u - if(fend >= UDP_FRAME_LEN): M. C+ h' z% o% h$ L
- {
2 }9 I$ K8 {) S. y6 b- c# O - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
/ o# u/ y; l8 B" c2 B8 m - picture.fin = 0;# t {; p% R0 W8 r
- }
' h& G$ z% N0 \: P: b0 ^% H; z - else! Q6 R* z5 h/ K/ M3 M
- {
2 u6 W R8 o* p, O8 R - picture.length = fend;
7 l( `2 V q# l2 k3 m0 A - picture.fin = 1;! H5 y1 {, c0 Z0 q
- }- j% D, y- V) \
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
0 f7 t( E% L* {5 f' v5 W2 r - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
" [3 C' R: t. Q' ^" d - if(sendbytes == -1)
5 o' u9 Y* _% w! D - {
3 r; o# [0 v# ` - printf("Send Picture Failed!d\n");
, R* O( `) l% L! m# | - return -1;- F! l+ N# A- M* h% f( p
- }
! b5 `8 p j+ h. i' o - else& ~# ]+ W* ?8 }" O' X# G; E- u5 I
- {
3 Z6 X3 d2 u& [/ h* D; I- ~7 A - fend -= UDP_FRAME_LEN;
( W$ x. w% q3 `# n0 m - }
n( a p* V+ K4 ~; l% U - }
复制代码 : O+ W- {" d5 w
* w& @1 G1 I" T' O! A' ~' C * u5 R8 P9 [4 g" }& @
, x1 H' n/ s8 u4 }9 u/ E6 |
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |