本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 # @2 T) R: }* _4 l+ B0 S; ^
2 K2 u+ ~9 B8 O! l; w1 n8 X; v. V 2 a2 H6 B1 Q6 \
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( v. Y( |' L* b% [: ~
, }7 X: o9 x, c R5 w. C3 a
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 g1 o$ C E0 d+ p
 + u$ W z$ x2 H7 g3 y8 L) ^4 H
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。
+ X5 H2 x- p! T一、HTTP网页服务器, I7 z0 P9 q. S6 c$ ^. e6 D( 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)
6 P$ {+ P0 r7 ?2 O! C9 G - {
6 P; ^& P8 O: F2 w* v - struct sockaddr_in servaddr;2 o1 I& s1 ^- j8 @; t; s6 S
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
. n# ~' b; b! p2 D5 R - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));/ b1 c) }* o$ y
- servaddr.sin_family = AF_INET;, y/ Q; a: Z( P6 \3 {# }# e- Y
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);3 Y! X0 Y* w: N( j; }5 a- W' d$ d
- servaddr.sin_port = htons(port);
* V. O$ c, j Y) p4 |& G. C - int ret;1 H+ ^2 E+ i6 g) c/ s" `: F8 e
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
( @" H3 S" U) U - {
; F! O' a$ {9 h - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);9 i9 N! f6 w& n. {& @" e
- return -1;3 n& N+ c. }2 x8 V1 B9 W2 W1 b8 _
- }3 W6 e9 F2 o, E. F: u& p% D Y
- int on = 1;
; \$ L; l3 s- \' t* l/ k - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
9 _6 O c: ~/ C4 a - { i8 j* e1 X1 i" N9 E8 {
- printf("setsockopt error\n");
, Y. `/ x$ a6 ?3 k - }
! k- m G T2 M5 L8 ? - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
" ~% K" n, n! {7 y2 C+ b - if(ret == -1)
* J- U8 F0 X; ?! I o2 Y - {7 j, ^ L7 {( D# p, w% r/ C
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
: @4 U( G, J) T2 D* Z - return -1;
' L* {* B3 r: I+ D P' Q# ` - }
1 b& k0 {7 ?1 f) ? - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
! Q3 B3 C. y x: J' F - {
( I) W; M7 p7 s U( P z8 f - printf("Listen failed!\n");
. x2 F+ U6 p% ?- d9 p - return -1;
' L; u+ y1 t( l/ j1 m8 U7 N$ | - }8 w- c" ~$ V6 r$ _, [# S
- return 0;
3 e0 I2 U, p( {$ 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);
* a% J# t( V. L" K7 ^0 S' } E - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
! O: I: ?" s7 F( V& P" H0 ?; ~ - {# c) x% k- @# \2 m
- 。。。 {9 Q( ]/ k" I5 Z
- while(1), j1 z0 v, o' K$ g1 J- X, @
- {
9 j7 {5 L0 w. F" I: @3 @; a$ s - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
7 c$ n. H v* f/ a - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
. E+ U" e$ r1 x. J% m/ `; d - 。。。
& Y/ u0 j$ R9 D/ w4 A - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);' u4 n+ ~' @6 A. | r
- }
8 e; K: X/ L, Y& _$ C - 。。。
6 E7 H: H5 I9 O- i: Y3 [ - }
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);( {, G3 K% V9 Z8 j) f' Y6 W W9 c
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
4 }' E0 f- n* g$ D/ B - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;% M, @! ]3 Z/ H# c
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
7 V$ Z3 u$ l1 y6 E$ W+ Z# R; T: O - pthread_cond_broadcast(&pct);5 o# V! P) z% b' ]* ~/ y6 M
- 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;
. @0 J6 g/ m# }( x: v. O* K - pthread_cond_t pct;1 C: y) E9 O" a3 W8 s% W4 O
- int main(int argc, char* argv[])
" C: L. T% m) I7 R, x9 x - {2 c3 `& j) V2 }8 L H
- ...
! c0 i4 L1 ^$ z% r: u' \) D - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);% |. q; e+ {$ \! t. j" L8 B- {' `
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);! A3 C0 F/ ~6 W& E, w6 q
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
' S2 b7 A3 Q8 r8 g - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
7 J4 f) A0 {: w/ w# {2 o- W4 G - ...
/ R' u( k. p; q - while(1)$ T5 G# {* F' q. Y/ r8 p8 o: A4 |
- {
( x% F' L2 v0 C4 Z% s - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
5 E2 ]8 ~8 m. ^! a) [* F% Y - ...
1 x* g; ?/ v' c! u+ ^# n - }/ C: r& @" ]- P& {
- ...% p& I$ n5 |7 p5 S/ 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;">7 X" O2 B6 F% h$ L
- </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" \0 t; B* l/ B2 ]. {9 d0 w6 e; t2 d
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \9 j8 q6 s$ i+ N* p) n: T
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \) B# J' g" k2 C0 q
- "Pragma: no-cache\r\n" \2 U# l3 V: V+ m) {% J- `. S, n6 j
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"0 {% l5 q" ^( i& O
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
: f$ g% I9 S* E6 {4 J0 d - printf("preparing header\n");
5 n) T- z3 q4 y& [6 b - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
# X& ?3 m9 j+ k5 J8 P - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
x5 p" `' X/ o- a0 J+ G - STD_HEADER \2 K+ ? [7 r0 n8 C
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \1 y' ]7 v; K9 F2 ~
- "\r\n" \
7 I. x \- j# R1 Q1 t: v( q( m: L - "--" BOUNDARY "\r\n");
; I, {/ a' k6 h0 }- k - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
X. K4 v7 @8 b: ?$ j - {; Z4 ~" {+ V% b& H( O/ t
- free(frame);
# @# e8 ^( n0 c. H! Q - return;8 J1 |0 x9 g& V3 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" \3 j6 t9 @4 }3 \$ H
- "Content-Length: %d\r\n" \
) @1 I5 b5 c8 }" u7 a" U3 d - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
* e J& i* ]! |. z! ^/ r - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);# d8 q; @' ?( L H1 I
- printf("sending intemdiate header\n");
2 f, o h) K; x8 P+ G - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)+ F, }' @ M0 M2 ~+ o l! j. X0 l
- break;1 l' d |8 t* u
- printf("sending frame\n");( g+ \1 y" q. V ]) M' o
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
6 T, a* z/ u3 y8 I( R3 K; ] - break;
$ h6 ] a0 e$ P5 u: z - printf("sending boundary\n");
$ P; m/ @2 N% K# [. `1 y - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");/ S' [8 N, [$ `5 j0 Q/ S
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)1 @8 g5 V1 G1 D+ s! V: O
- 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。 
. _; Z# `6 x3 o 8 P; J. Y0 u# c( P$ f5 j- R) s
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
3 P8 x$ ^; ^1 f0 b2 \, D8 Y- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
3 l/ f- u9 B: T/ G) v - {' C; `9 ^. C1 _' Z6 F# b& d. H
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);% w- a$ F, O, a$ G* C! A! M) K
- if(*socket_found == (~0))
7 v& t% F9 w0 y/ O9 N# n - {, `" p- F2 c7 f3 M2 i. \ A S+ y4 p
- printf("Create udp send socket failed!\n");
9 b$ F: [6 w4 P1 E5 i+ l* z - return -1;
' m. ?" i: y+ v! W6 ]9 B - }
# w9 ?) D6 L6 V+ R4 ^/ t - addr->sin_family = AF_INET;
" U" z h; ^ H - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);5 y! v( P# b+ f/ X) u7 [6 ]
- addr->sin_port = htons(port);6 c7 O. A( g% M7 f5 I( H# S! Z0 `2 Z( }
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
! d" L& p& V* E" m - return 0;
$ Q' K5 y: P1 ?% ]" M4 n - }
复制代码 3 o2 a d% Z0 H9 G) i3 W. ?% }
- g- K) o( \' h+ m3 ^+ P
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:7 K- z" x/ X* x7 m. R
9 v( O' c# X( U: `' K3 V# ^8 k6 M' E7 K) e7 E% T% Q2 r: { D
- while(fend > 0)* ~1 X5 {+ r E' s
- {
" Q6 S( q: c) F! q, @5 C; S' y- c - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));+ R5 s" _/ M% ~ f2 H/ W
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);3 L& @: R; Q, T- L& M2 c( G
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)" \% E; w: A) E" {2 n
- {
; @4 w9 j9 v$ O3 R2 Z - picture.length = UDP_FRAME_LEN;' d# F0 H4 a, Q5 i# N/ w0 F
- picture.fin = 0;
7 @% S, k7 [3 V - }( Z$ j! w% Y/ x1 X2 _$ ^" c7 @
- else' D- H( [0 \6 b, j: N) E6 Y L
- {3 ?0 W7 W, j; `! n E, i- [2 j* D
- picture.length = fend;
7 F; Z9 ]* E; B$ N) _( `; [4 l - picture.fin = 1;' k. |) P- y5 y5 n5 B/ Q0 Q3 ?6 h
- }6 n1 F( s, l& f, `0 W
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);1 k5 n0 {1 Q2 \* u
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);+ Y. e* j: J9 p, n) o* P7 G
- if(sendbytes == -1)
8 x9 N6 q& Y: A5 z9 c: x - {- u4 q' x0 o/ n; J4 \( R, ?
- printf("Send Picture Failed!d\n");8 O! _1 ^, O/ i4 Y0 u
- return -1;
" U6 N' ^3 e/ Q& u1 [4 v3 M) m9 o* K - }
: R. X- ?" r& q y - else# i/ ?, ^" X$ y) l5 _; y0 B
- {
/ ^- F( m) |) O - fend -= UDP_FRAME_LEN;
! E% H0 k6 p+ C; }8 k, i* j - }! G/ n; d8 u) [( i
- }
复制代码 / b2 `8 ?- m8 h6 o1 ]; W
7 M; F9 v3 R; S V
- k1 U+ Z. k- g% D5 E3 ]) N
4 Y7 y8 z! i6 {- |* _2 z F1 ciMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |