本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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% i8 X: {. B. A- ~% u6 J
$ ^: N& R) C9 M" Z5 s7 _3 O/ a G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
- x* X/ ^4 g' v1 `* E# O m( i( I7 K0 i7 Q- _! C( C
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。
" k" t# d8 M$ N0 \6 | V; n C9 c# ^; m& z* b9 u
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。 3 `) U, y; F, P6 A/ U* _5 ?: V
一、HTTP网页服务器- U+ t; X+ I9 n4 K7 S( 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)( m+ F- G3 k7 G3 n
- {
% s1 f" [' }6 q, K r' i, ~ - struct sockaddr_in servaddr;& g6 \, ]- @: M; d- n+ V7 |5 c* a' C7 B
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);/ H$ I, M _" t
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));" L q6 J7 ^+ |/ R) @5 h) P
- servaddr.sin_family = AF_INET;3 D& _- U3 y `9 Y
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);3 L$ K5 K n! u
- servaddr.sin_port = htons(port);# k" ~ ~" l% W* i8 @6 N; V: f
- int ret;
( U* N4 Z% I" U8 H; }" F - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)3 W* d) T [1 ~- x3 J8 f) _
- {
" z' ]6 w' b1 b6 X5 g, N& Z - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);( `" ]2 o7 e5 M+ o9 q1 d# x( h
- return -1;4 R d) p3 M9 |9 @
- }1 `: Y2 R6 c- O' L: H0 @* y. Q) F- F
- int on = 1;+ R U L; T; b" n& k9 d4 s; Q
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
, P& a5 d& x; ~$ v5 T2 K# T! b - {" S4 \* s" Y E! J. W6 X4 q
- printf("setsockopt error\n");
& \, t3 X7 z2 I - }4 K0 e" y3 |# a9 e) w
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
2 B* p! k a! h. z' j( p - if(ret == -1)7 @3 y6 X4 o- C) v# A
- {
" n6 o D* y8 w; x+ z5 b/ \! L6 f - printf("Tcp bind faiLED!\n");
. ^2 u2 I7 @6 G1 R6 V( \ - return -1;
: \& D' Q+ x Z n: w( b - }0 A4 i9 ^7 \5 {3 ]7 P1 R4 C
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)- B, D/ U0 K6 g
- {
0 V C) V. D/ Y - printf("Listen failed!\n");
! T2 X' g; A* h. k5 d$ T - return -1;
( r# ?- k& V1 Y - }3 H+ O, r, r% G8 D8 S
- return 0;
7 }- f4 @" G4 q$ B - }
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);3 \3 c+ q3 b; s* q7 u" Q8 z
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
; d+ V1 W6 o# F) F - {
+ O2 q3 b1 E# O8 J9 T L - 。。。2 S( f W4 t8 U6 C% V& ~
- while(1)7 i* M! y2 e1 O8 P; O4 N
- {5 b5 \5 t2 x& s7 l. O
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);* ^6 J& k- K3 ~6 j7 B+ x5 r
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
% X* k$ O9 g9 n4 _5 d; d - 。。。( q3 W3 \, A5 V, j- s
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);, C# ~! \ Q- U8 J# A
- }
% C+ ^' |* n9 O& b - 。。。
" f+ P' g4 f( v+ ~, r7 C: l - }
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);
- ? A$ q$ D* D - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
5 O Q* f9 G+ ~4 }8 j - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
/ w# Y0 o( D7 N# O( _ - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
# x4 u$ M5 D0 q# T/ @! S% L - pthread_cond_broadcast(&pct);
- Z" Y* B* N) P, c& r ^, p - 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;( U% V+ z7 U: B9 C' O
- pthread_cond_t pct;2 J, i& a* h1 P, n9 f2 m+ m$ m
- int main(int argc, char* argv[])6 i8 t9 ^- _5 ?* l* m% C/ D0 D
- {
4 p0 J* [0 c4 j, k, ? - ...5 {0 \# M+ N: `( H) L
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
. K2 w+ {% R. I. H - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);- K. k& s; `# e3 ?4 c
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);) k( L0 }- }3 B, @
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
1 _/ m8 o* k- b - ...
% B2 P6 Z5 X0 B0 S' |8 F4 S - while(1)( D; p- H& k& ]; s, E7 ^! F$ c
- {
5 U- ^. N/ a, Y8 J/ p. J5 q - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);: p4 c' s" ^! ?; U" X8 j% x+ R
- ...
& z+ i* V$ y. H5 V; [% U - }3 ^- c4 q. V. Z' E
- ...5 {2 c8 |; O4 |4 W8 E
- }
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;">. u, h6 G: ?+ P# G/ K
- </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" \, L' w9 Q h* Y/ }+ n+ ~+ s
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \ S' v5 _( `. }& m7 ?2 n( _/ V
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \# w* ]9 ^4 V) u- S
- "Pragma: no-cache\r\n" \
/ h! G8 B8 |/ F* b, ?$ N5 X( k4 H9 I) w - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"! H5 {4 M+ C3 a% @+ a9 T, ]
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"6 @3 B. V5 N9 H3 F7 j9 _
- printf("preparing header\n");
8 R& S9 @$ K4 c9 [+ L( `8 z) V - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
/ _: z5 o/ p4 k: Y - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \2 Q' h: Z1 Q# b, A$ b
- STD_HEADER \
) O% D ?5 n X' m+ T - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
9 i* r" O- [: }' f& V - "\r\n" \
4 K" v6 F+ S: d - "--" BOUNDARY "\r\n");
# P8 J9 I" A/ y# j - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
S' c2 L$ |' h2 B K& | - {' D2 Q" ^8 Y2 ~- O0 t
- free(frame);
6 [! d' E, a4 k. k* f- B6 }( U) D8 w - return;
" l& Z/ G% L% y0 H- B - }
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" \! U; I8 R0 |; x- w5 c
- "Content-Length: %d\r\n" \. T& i1 G+ l* r- }% U
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
7 y8 }+ ~) E4 ~. X) I - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);: x% ?$ L+ ?$ ?, h0 R( W
- printf("sending intemdiate header\n");
% V$ Y1 P9 b1 L% C* G - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
( x7 u) T, ]3 _' \- T - break;
- R1 f$ r/ s! |+ `. K. Y - printf("sending frame\n");
' I1 `( u2 y$ b' ?0 M - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
9 H1 v; v' d. }6 P1 l0 R/ { - break;
: \" R' g) J5 w2 ^8 z - printf("sending boundary\n");
3 b+ q0 H+ |: e$ R! }8 W - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");4 t6 }$ q2 r# \. D
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
6 r* @8 g' [. j$ ^5 E/ K) _1 H7 | - 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。 
* T1 R" b& K$ j; [0 h
; `9 v' C$ |: v( K9 \: u二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:) D: d3 I4 I; F' _" i9 h3 M' d7 W+ @
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
8 ^6 h3 g! D7 @4 L2 e - {4 N2 V2 U: {: ]6 k* m) Q: ~" W
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);$ T' ~( {- a/ B+ r! a
- if(*socket_found == (~0))
4 N3 N; C. i: F* u: b - {
C- V- h8 Y9 m, A) Y, c2 w. x1 W - printf("Create udp send socket failed!\n");$ ?; Y3 Q. c6 W
- return -1;* I' X3 V! r! x3 O
- }
3 o1 c# F0 Y2 K/ K# G - addr->sin_family = AF_INET;( X4 k' @! j! l8 p; a# i
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
+ M. z1 ]5 J% P+ y0 V - addr->sin_port = htons(port);
5 N( A" G) j: @1 A- b3 n - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
! c# u0 n/ ^) h; g - return 0;7 O7 a9 v2 k5 Y( \$ p2 r
- }
复制代码 2 m L0 W9 J( _
) [& D7 e1 L0 D0 {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:
3 U2 i% ~1 q+ k! U/ [9 ~4 z8 V* _$ V/ S* i$ j; x$ F
" V- P, G( N8 q- while(fend > 0)0 b$ w$ L" Y& `9 K, e$ `$ B$ L
- {- u* U) a5 y1 E0 m$ e% l2 S
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
# S6 D! X* f; Y! O% U - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);9 A# V L. H0 V& G3 M5 g. z0 c
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)" [3 @2 L9 x% w! b. f8 d8 w5 V8 Y# v
- {0 W1 [$ ` I/ C
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;0 n" R/ o+ \9 r7 y
- picture.fin = 0;" p6 s% n! P# R9 p; @
- }
0 t, g$ y" f) V! k - else1 I8 S) K1 \4 f
- {
. m( j: j7 K! x& ^6 [7 C - picture.length = fend;
4 l6 S$ n( |4 r/ M6 R1 B - picture.fin = 1;* e% v x$ L" U5 Z
- } a. U5 k3 g, ^" H/ ^3 m
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
- P4 M0 \# H0 D* ^: C, n - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
9 R: V* A+ C$ O$ A6 h. ` - if(sendbytes == -1)
+ N8 l% h1 R8 B1 w* b1 b/ y5 R - {
/ z3 M6 @! l- r7 @! u5 S/ V; L- H - printf("Send Picture Failed!d\n");3 H. Z. W2 {0 n, S. E
- return -1;5 q" ~8 u$ G& b% V/ `$ j
- }
) y+ g* @4 t9 i, P8 } - else
; R5 @$ K3 l5 _/ L! N* B - {
* C: C8 M( `! V - fend -= UDP_FRAME_LEN;! ]6 \6 H$ {+ f% N" [+ U4 m
- }
3 R( I9 ^ k! f" U8 ^& w - }
复制代码
- |, P( S) m9 W- {9 ]( s& t1 I3 y, Q8 Z2 Q6 e$ ]
 ' {& S: v6 C/ I8 |8 s
5 o6 i' P( _9 N) |. F( }6 Q# aiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |