本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 : _0 q+ U: n6 l" ~* T. P/ ]6 B) B
- l. g2 N$ M* G2 j" l; u

% I* e) r6 o7 ?! E \5 f% P' i/ n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
) d. _! M+ O# |2 r% V% W( S8 R% [( B6 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。 % g* |) u, G% Y0 w5 x9 m. J
 1 t5 t$ D+ o- J5 c+ 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。
1 ~$ F+ q' g5 I& B( J" L一、HTTP网页服务器% A+ x" W2 I9 C0 l+ H
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)* l( q" y% p4 i" ^1 r. V+ L
- {
) F2 ]0 f- K( k4 x - struct sockaddr_in servaddr;3 ^- O( a7 |1 S1 E b7 |
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
/ h$ w, O+ t* h1 }# @1 E - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
& V5 f8 i: N1 s% ^! T1 z3 l) B9 [ - servaddr.sin_family = AF_INET;
5 l; z( L7 X" f2 {1 ?! F - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);* p3 U1 X. O0 k
- servaddr.sin_port = htons(port);
9 A; r/ f4 ?2 o* | - int ret;
$ e* {8 R. F1 A( n/ v- Y - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
; ^9 W" f) ~4 N, X2 l - {
! N0 D& }- h' s C; L - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
# C7 f `& z5 F: t5 P - return -1;
: [# n" a& D% c5 [2 w: T. f/ ~ - }
6 \0 o% w) j" \. c( I% x: T' \ - int on = 1;, }$ q# g/ w t3 F0 t" o; a
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0): [! E3 |5 `( J4 g9 H' Q7 d
- {$ Y, I4 s% @4 L
- printf("setsockopt error\n"); N) P% y7 M8 b6 l( Z: H
- }
* g9 O2 M1 ^/ U) i E" w, I! R - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
' n( l* i8 j$ @0 G2 g E* h7 H - if(ret == -1)/ s$ L4 A0 m! n* b7 u5 u3 k8 J
- {
% G: u+ i7 |" n" ]' T - printf("Tcp bind faiLED!\n");
' T( s# `8 k, ]' u7 b - return -1;8 J8 N& @0 ?& `4 o: [/ \! R2 }
- }
4 Y( s/ c; t" a( @2 o$ L2 { - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
4 O( h" m, d- Y - {
4 |( Z9 W" l1 h1 N% I9 q+ D - printf("Listen failed!\n");
# N4 D* x5 y0 @7 m9 N - return -1;+ v9 O: |) S; F0 q8 i$ k
- }$ T- F9 [* _9 D' d7 r
- return 0;
" o) @/ \- A& d% N/ M+ \% T5 q - }
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);! _+ K- Q, V+ U* B) L( c& q3 Z
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
& w- Z3 Y+ b( c: ?" v' y - {
& l- P1 q7 X7 y% Q. m& U - 。。。7 E" n# H5 ?, d5 x) a
- while(1)( |) Z* i0 b( z: X+ A: P: [8 Q T
- {
' A v: u4 ^. g3 @5 F - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
2 O$ A/ N3 v2 O; e% d& k; V' I - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
1 w/ m' A8 o0 T% C7 V0 [ - 。。。
+ g! k4 l; G- c0 W - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
$ Y! A D. }* O# o* x _* g, p- O5 l- z - }% C, L- a. M: U. a, |& Y3 ~5 x; |6 s
- 。。。% I6 }/ }9 X! p* g
- }
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);: }/ x& Y4 q! M4 `3 }% G9 G
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;- w6 F$ c7 P% ?% A- ^& O1 z3 |
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;+ P& }, `3 P4 ^* U! i
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;; n2 [5 K* Q! }- G, A
- pthread_cond_broadcast(&pct);
& M$ m+ L- c7 g. x- L9 ?+ ~ - 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;: j2 y6 M3 U% R0 [3 b
- pthread_cond_t pct;
# l: C1 E# G* J4 q - int main(int argc, char* argv[])8 p8 B5 C; J- B0 z, C& }
- {( M. b, G) y# [+ R* E
- ..., ]; ]. }8 c& L% O2 B- h2 q
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);& c% x6 Q# s( ^
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);% R2 U3 G- Z, j6 q, b* D$ B
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);0 |1 a3 e" z0 E: Q
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);' ]* ~$ a$ h( o0 d
- ...
% i. ]* R( U6 T8 t - while(1)
" b* \& ?8 r" R% n# n0 @ - {- R( L. Q2 a: O8 `% A3 Y* X4 i
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);4 Y( j3 I, Y* }/ [
- ...
. X; k% ?" ]4 U- q5 B5 z2 i - }/ Y8 E- N/ V3 t" |- |8 l
- ...8 C' M9 _" r$ f! T2 s. K+ ]# 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;">
3 e ^7 s/ D0 Y - </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, d8 K0 S5 G Z - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
( D0 J) }0 T7 U/ ?. z( G+ C - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \8 {3 X: H; Q/ p3 N, C2 Y' B
- "Pragma: no-cache\r\n" \
2 I" `2 [. H7 ^ E ]1 |. i' n. O. b% j - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
~: U' P2 J+ o7 r4 o; d - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
1 Z/ R, v- F' k2 o' I# j5 I - printf("preparing header\n");$ q! r4 C! z0 x$ n0 \ S$ m. M# n
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
" K* z# K! q8 T+ y# U - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
1 n, v$ w$ z0 E8 l/ [ - STD_HEADER \
, l4 v& [4 f+ t8 Y - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
0 G' F+ J$ A# |7 I - "\r\n" \
5 u7 e4 J7 c7 S E( d5 u - "--" BOUNDARY "\r\n");0 r& U n; h# _3 y
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
" U9 B# X. P1 q' Z - {6 s6 j: b- S2 l7 U* F) c. t1 [6 S, Q _
- free(frame);
. d8 V3 |- N2 `5 f' u1 ] - return;+ a) c8 U; l$ S! U0 j& N* A
- }
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" \
2 b+ s# s1 v$ U- w - "Content-Length: %d\r\n" \2 b$ Q& H: A1 N+ b
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \, `$ K. _; K' {
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);5 A/ c m5 c: u$ g
- printf("sending intemdiate header\n");
9 \3 S: z9 z5 ], |1 w - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
0 a7 i4 W- M7 J - break;
1 I4 |+ I7 |# b - printf("sending frame\n");
y7 j5 M7 b4 V& b - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
. W0 c) `, Y! }! R5 t, y5 a - break;
+ Z! z5 P. k! Q: s* J7 r - printf("sending boundary\n");
6 S; F! T: t* l/ N2 b! @) z& `7 Q* R - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
3 m! `( w2 F, e8 T: N$ f6 O r: k - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
. R' q; P+ T; j, k" A- c - 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。 
0 Y4 ^2 b# }5 q/ |
2 o( ? N, R: p0 P |( w二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:, o& w' x1 g: ~4 W
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
! P+ @7 ~7 N- C7 V A2 ]+ v- F - {
. h* z; |$ m# K4 f - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
- V) K; P" A& ? w - if(*socket_found == (~0))! W6 N0 i1 n" ]) x8 S7 ?/ a
- {
+ x$ T/ N ]# x7 o; s+ K - printf("Create udp send socket failed!\n");3 `- A0 n5 @$ e6 U8 I4 _
- return -1;
3 {. d* l! N! `# ? - }, L5 V/ x( n4 c5 ?4 E/ O# Z- }( f
- addr->sin_family = AF_INET;. F. Y' l* E8 }5 ]* ?
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);( N6 c) j) t) R3 b- B
- addr->sin_port = htons(port);
+ a& w. x& j, `# g: H0 ]. U - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
/ \, L0 |7 R( u% N7 \ - return 0;
1 w# ]; W( D1 B- o- Y - }
复制代码
9 b5 G4 B9 n/ t" a% P; R- U& n! @+ T' h f1 ]9 y
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:& F1 W) k; Q' ?- N+ u; G1 X
- O: f. d' N* H- O) D) U- |
6 N1 y" `+ [, W) B6 F7 f$ ?) l2 t- while(fend > 0)& x p% b0 a0 i" s. o
- {8 T$ D) S: C: m! w% q
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
2 U; [ r2 O6 J7 U' H8 u' y - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);: I- C9 H( W( }9 a
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
) A: v7 U. j1 x8 `+ Q" G" D4 ] - {
{) C5 X0 Q! h, d! S - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
; i# h C" e0 v. T7 Y - picture.fin = 0;
* I l% s$ N3 W5 \+ b) _! c - }$ T; |: V3 s! `3 ~
- else& C$ P6 E0 z1 a; X) m1 Y9 B
- {0 E! u( n5 L; B7 X, }
- picture.length = fend;
+ O) q; D- w2 I! T) t - picture.fin = 1;
5 T5 z3 V+ V! Q# K" o - }
" G1 X* Y9 x. m0 Y+ A - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
3 z% F; o, q1 J! o+ q - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);8 `' J* a. y8 X
- if(sendbytes == -1)9 m. r, t# T" P% O* M
- {+ G- P2 X) R; w# i& ?* @
- printf("Send Picture Failed!d\n");
' ]& z4 E1 n% p& Y7 M9 L - return -1;
. n/ j! U' e% ^' p - }! y9 X: |8 F* {2 P8 k1 e
- else
$ a; T) ]: u% k. X% I5 Y7 S - {
5 c# \6 E, @# o: [( K( g" n1 f: w$ F - fend -= UDP_FRAME_LEN;# ]7 p: @5 J! m: x# S
- }
# v6 }' G+ ^$ H& N - }
复制代码 # D3 J, ] v$ u% c
! b% B+ D1 Y) f6 _0 ~ V! R3 } 5 T5 `9 b! k. Q+ X" w
: w6 D0 ]2 F% l$ [9 [8 z; RiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |