本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 ; s" S* G& m* L7 V; j) M
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* u& u% C! T1 E4 d# C/ I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
9 H: n/ r7 o, p' A8 l
& W5 d9 x+ ]: ~' E8 x- Y( B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。
% `6 u" a5 ]8 ~" v
9 w; I0 R% X( L2 _9 }. P2 ^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。 - t- E7 o! A% q7 ]& B, p2 U' n
一、HTTP网页服务器
5 Z$ ], O! {( [8 Q2 R4 J2 o- d3 s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)0 S# c+ |9 x7 I% _
- {& P! u+ K& ^: P# c) @# }
- struct sockaddr_in servaddr;
& t6 A' K1 C8 S4 }# _- @ - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);' }" S" X% @2 N, j6 z( p% S/ M
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
$ @. v1 o# k! X; g - servaddr.sin_family = AF_INET;
3 s/ `" d: m$ P+ y m, } - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
$ ?; n9 W. X0 z; N4 @ - servaddr.sin_port = htons(port);1 T" s# I+ N7 j0 F, ^
- int ret;
5 `0 N; [; G8 X& P' v - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1). g3 f: g( ^! n6 F+ A" Y# o
- {
5 o; e( u R0 A! W# u* @ - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);5 v" o! m8 W7 H! t* F6 A
- return -1;4 b/ ], }1 G) | u9 h( A
- }5 ?6 m O/ `5 a
- int on = 1;
! }0 H* \1 c2 I4 Z9 S, ~. y - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
! a+ [( T* q8 p7 O - {' V) B% F w! m! A# f5 h
- printf("setsockopt error\n");% p' L; g' B \# i
- }
- O- }$ f. V9 c: ` - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
1 N- Z4 c5 X2 u - if(ret == -1)! m9 n' V9 f+ X$ S& F
- {
! S6 F V7 k- q1 S4 g - printf("Tcp bind faiLED!\n");
! B& G# C. c2 q: @- c - return -1;/ l' V- R( b" Y( D
- }
# ]$ V+ F' J }3 ?& a. Y, | - if(listen(*socket_found , 5) == -1)+ `! K/ ~3 J7 T. J) `: Q2 F6 R
- {
" l3 {1 P) V2 E3 `' H - printf("Listen failed!\n");" F g& h+ m4 R3 z
- return -1;& T6 \, i# F" l
- }% ?) l5 Z$ Y( U+ o9 F& b
- return 0;* U, g. r4 `5 W. `' }* N* m
- }
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);4 `" e, x4 I: T ]" R7 T) e# a
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
; K1 P& P) w" y5 ~$ ?2 H6 s% L# K - {" _. b1 B6 x% _. y( ?
- 。。。
3 G4 ]5 E) G: y, H - while(1)
) A& m! b- K8 e# h3 M- U, H) V - {! c6 Y) @* z7 c8 e$ X
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);& o; e& Y7 J5 }, \& G
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
; X; ^! x' u/ m v9 I - 。。。. U0 G' a/ D* l$ J, @
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);8 O! t; b! r) w( ~8 Z7 @1 ~& C
- }
/ X1 X, V; v4 n G B* R, @! K - 。。。
$ ^: `* _+ I$ U3 z- M0 | - }
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- S) I O4 _; _: t" X
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;1 e# M* t. l+ h, y
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;/ p) ]2 ]& z$ m
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;8 h& A6 d7 v( T8 R+ ]4 y+ `
- pthread_cond_broadcast(&pct);
8 O+ K7 Y! Q, d9 W" ] - 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;' i+ w" v8 M' p2 w( Z* g; |) {
- pthread_cond_t pct;6 N" T, {/ c0 O4 B4 g
- int main(int argc, char* argv[])
/ g. [3 B& v( A - {7 ~2 T+ f: O7 N' j( u! h, L
- .../ l. f4 `" U* ], c
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);/ o+ Y# R9 K' K- Z
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
- p a! _% G6 H* Y- l( n - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);# R! B1 I4 q9 [9 }( h, A9 p5 x' U
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
K+ X) U! ^- M# |/ T* S, | - ...
/ c+ y, g/ m* `6 q. y9 E: |3 o! x - while(1)
0 P$ O/ I& F ^5 u1 Y8 V5 `( N - {: P$ b/ D2 e* h; Z8 q, ~
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);& I# k ?: B" Q1 u m
- ...
5 B A8 n/ ?% q5 ` - }
" K: @% n! `* h7 ~ - ...5 Q& r- t! f# l
- }
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;">
2 i/ I, C% ~ d& @: c+ I# w! Y+ n - </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" \7 m+ f) K2 _2 c n
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
: }) Q6 K# q: ?4 {" f5 W - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
8 r3 B; V j( t# x6 S- g5 p6 G2 d- M - "Pragma: no-cache\r\n" \& u6 l+ w0 j) u- ?3 I$ K/ v# q
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
- a. ?0 Q) [! b7 x: A0 [, H p/ @ - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
/ p7 @" C2 O+ I9 u4 N$ e - printf("preparing header\n");9 F; j+ o) H+ k( K" i3 a
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
& |! F e# ?& F - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \) h! a% g' i3 P. l9 C) |8 P. [, u
- STD_HEADER \
' H2 j* T, ]# K6 ?, ^ - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
- C0 q* B* \. X/ g' i9 h, L+ `* G - "\r\n" \# l; ~" k) `5 f# E0 v. r/ |# [4 S
- "--" BOUNDARY "\r\n");
: J; _$ F+ B7 @$ s9 P+ u X1 b$ O) s2 i - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
1 K- o# |, V! f2 z3 k - {
( |: r, \ v7 r5 |$ \9 b0 M' E - free(frame);8 }+ r4 ]' S; ~# C) |
- return;
* D) o2 } v4 b. n3 A6 U+ v/ Z - }
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 C6 g4 o* j# e) I: ]' z8 o - "Content-Length: %d\r\n" \# ~ H; P. G7 ], F6 G8 v* `) v
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
0 B2 }* r7 s( r# D7 q! t" d) s, Q6 o' g - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);* ^( u* o2 @, j2 F \
- printf("sending intemdiate header\n");/ Q V, O, a" m4 U0 Q
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0): o0 e- M% D. S
- break;) S! H* H+ {: O3 i; y# }1 u1 N
- printf("sending frame\n");% ], A& h3 j4 `: T% n |
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
; }0 A( n7 W2 F+ C, O - break;
/ X8 ^( Q- V' l& G9 p/ U3 G - printf("sending boundary\n");
# y) x1 W x) b7 d* d. `" s - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
0 k. e9 P% h1 U) T+ V* F3 E) b: v2 P J - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
' x% b. |: X1 M, A* P - 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 q) e2 ~9 G
 2 c) U# N( M- @4 K0 Q- F& Z
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
9 q4 I, z$ C4 t5 h1 p" f; U& u- p- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
: ?) B+ ]* r$ \* } W+ s1 S$ D - {
# u7 b! [5 p# `! I( T - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);1 z1 w4 t5 X/ ^2 p% z/ N5 m: y [
- if(*socket_found == (~0))
) O b2 `' g( D" U' E6 f% V! w- u) p- \ - {
# d) s% K- ?3 n7 n& a) R& w - printf("Create udp send socket failed!\n");" R/ i3 `7 r. C) n7 x! p
- return -1;# r# W( o% C$ @" L# y0 C
- }
. C# K# k) v: ~8 N0 h - addr->sin_family = AF_INET;
, s7 v& D3 N" Q6 {; r3 u - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);/ J6 s' i5 m: `1 {# n
- addr->sin_port = htons(port);
1 t- w+ ], \; [0 m; }1 d! X6 K - memset(addr->sin_zero, 0, 8);" t+ P$ ]* V8 v0 A
- return 0;
4 Z3 a) m9 o, G: D8 X3 o+ E - }
复制代码 . r& L' R% F5 ]; `& n* \& @6 I9 L
4 {5 t) ?0 f* ~# S3 P7 R1 |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:
% I( d, a5 U. ?
& X% C2 j8 R. ~, O
8 s3 ~6 D: m1 q- while(fend > 0)
+ s7 c- Z7 p( B9 L- _6 x - {) E/ j/ l" C: s) M: u7 }- M
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
. T% J4 b+ Y9 W. a - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);. k7 H$ g& A& Q% ?
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)$ y; v+ d% A, m6 U0 t. {/ n
- {4 C7 ]. F1 S8 ~& L
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;; m8 O1 J5 @5 p9 O6 E& {
- picture.fin = 0;9 q6 V$ x- O# X8 B/ v9 G
- }7 q" Q+ V* L2 i) ^5 x% k4 W0 V
- else
2 H* r- }( i. [+ S1 j. @ - {
' S$ s2 y/ N; F. H - picture.length = fend;# P0 e+ |( }2 |( l& x. g" [
- picture.fin = 1;2 E; r4 Z6 K# m9 ~4 C
- }
4 |& V; v/ Y9 ] - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
8 U, G7 c% ]; ~$ S+ o - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);2 E# C9 E9 l( _
- if(sendbytes == -1)
* x- n! d/ u+ Q6 U - {) u1 `/ Y# `/ g' m$ H6 h" x2 J
- printf("Send Picture Failed!d\n");1 ^- K7 g; l4 e( H
- return -1;
4 `! V! b9 I4 t8 {. J - }
3 |# Y0 u/ r% D+ V1 ~0 C$ y- Q - else
$ h! F' k0 n. C' }8 B - {6 u$ j( n, ]+ U; G& C+ Y
- fend -= UDP_FRAME_LEN;% Z; @" d1 B$ t% M* i
- }2 n+ M( j+ o; v3 v! Z1 [
- }
复制代码 4 z9 I' I2 y( ]* r" Q% p% o
$ R5 R, c4 Z4 z) i) `4 |5 [7 O( c0 O

' w, d! h+ Y5 i) A! ~# P
; L3 J1 m3 }( G% O3 riMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |