本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
. ]7 g! Y4 {8 ?: F* L2 g* Z/ K% R6 Z' E. J

. W* y/ h: [- I# K" D5 ]4 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
8 I6 o, x7 m- R; R& v/ c2 i& |6 R0 f9 ]% r
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。 ' b" a- p. A$ ]8 m8 _7 y
 ' X' v) f9 `$ w9 J7 O
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。 7 X: M5 H: E; i( g9 t- P& k
一、HTTP网页服务器) r$ ^& L8 T/ V9 k: \
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)
: p5 y# B4 V" Q# p5 C7 q1 j# ~ - {4 U3 N4 u) N/ J) L+ U% p
- struct sockaddr_in servaddr; }9 N8 C, H. o9 S& y' W
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
* d/ x+ I" Q' M7 m - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
. A: t0 t# r" O - servaddr.sin_family = AF_INET;6 O( {1 \9 f2 O. h
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
" I# w; x; b# @' o! R1 Z- F6 Z. ^ - servaddr.sin_port = htons(port);& I7 h3 V- h% n {8 y4 n% a1 h0 b
- int ret;/ r5 D+ b" @2 g; J' h7 \) o$ V
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)7 G7 X" O3 C, J
- {
- V$ I$ ^* Z4 ^1 q& M7 D - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);1 [1 L2 X$ ]+ W+ Q1 U# M$ v) R
- return -1;
# y1 d1 D/ V4 R1 r" `4 j" j4 `0 w - }: b7 h& L! ]; N; d n; m- C
- int on = 1;/ i4 z! a2 B7 j" ~( Z+ Y
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)6 ]7 H1 V2 x2 m( q) r$ t4 R# b0 l7 E& P
- {( W$ V0 F; _( z* n7 q3 b5 r. H" p
- printf("setsockopt error\n");" v0 h+ R& E5 w, [' M# n
- }
/ M8 W3 R* m+ q - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);8 x7 l+ h2 [9 z) z! ]- {
- if(ret == -1)
( O5 \+ j, l- d* b& ? - {9 Z( z3 [# ^ M/ I) ]' P+ a
- printf("Tcp bind faiLED!\n");$ a" W& H% ~- I! N) b6 O
- return -1;
" @2 b* t1 Q6 v7 y - } ]1 d5 ]$ ]5 K# r# I1 Y" ]5 C6 {
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)5 L: }7 b1 g7 F2 s
- {4 ~ ?+ W6 E7 b j
- printf("Listen failed!\n");- i3 ]0 A9 W5 @& L1 \
- return -1;
8 Q8 L8 G* f2 S. d; [ - }" \ _' O. v0 Y
- return 0;
5 X" I7 \% G6 p8 f - }
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 N) U5 ~5 U0 l" c' u
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)3 C4 o+ i5 \# P7 E; I
- {
/ x5 f0 T6 k% @) O2 q - 。。。
9 |. v' |6 B- {) n4 Y - while(1)# u6 P* N+ J, S* ^) I3 r
- {6 Q X P' T t( T+ z
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
. i$ U# ^( T/ ?& p0 \- F% ` - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
4 l1 a, M/ C' \# t# u% Z - 。。。
6 f* \1 N2 H3 u- ]8 \/ R; | - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);, k% W% w0 @) U6 J. S8 E6 @
- }
$ }) z5 ?% D2 n% g/ s. e4 I- `' _; e - 。。。
2 g: V7 l/ q4 Z% T& R0 o Q8 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);
: K, D; q+ i6 H9 A. ? - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
! n9 @, C7 l. F& u4 f2 L$ q - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
- w+ A4 p' S7 K8 S1 ^ - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
$ I9 b5 K( n0 ^! _ - pthread_cond_broadcast(&pct);! g! d4 E" F5 S% b7 I" d3 {* X r
- 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;3 i5 `; S0 N0 X! K
- pthread_cond_t pct;8 o- T* P5 { P4 z* \( u' z
- int main(int argc, char* argv[])7 }! x, p5 \! ~) L
- {
; b; V: |, D- ?/ \1 F0 c - ...
~. i' k9 A; e, Z* E7 M - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
3 ^. y$ S) F6 a, t - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);: @. I( M5 a5 e
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);. E; ?0 ^/ |- k3 D; b- |5 |
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);7 N% b# u3 a4 w1 R$ y6 B
- ...- ^1 O1 H7 ]2 @4 K$ @) a( P
- while(1)2 F5 M. P. ]& n* I3 M& c- x% k+ A
- {( l8 w8 m: f/ U2 r) ~
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
. b& t6 [- @' i* K: @ - ...
( F% C1 \" _% H7 h, d3 v8 z* l' c - }
/ W9 Y6 R& e1 |8 J" T0 q - ...
& S1 A! t8 W6 V: P- b( 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;"># y% s+ H4 E2 d( x
- </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" \+ F: k/ I3 Z% ^" a2 M
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
, I( F& U8 ] @+ [2 x* I - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \. l* u% ] J E6 _$ G
- "Pragma: no-cache\r\n" \! c, N# K. W7 t0 L$ e
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
# R Y B/ ?& B - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
0 S: ?8 \6 T0 Z% x+ l7 c0 m - printf("preparing header\n");
{3 Q; K0 {+ |0 C - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \3 t$ S y0 f9 N7 E- S/ e
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \2 G5 c. v) {7 }$ B& I. x
- STD_HEADER \- B. K* o% y& l- B
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \ ?; _! P8 C5 A0 b4 x5 o2 J
- "\r\n" \' F, E& d8 ?' w( d4 g2 p
- "--" BOUNDARY "\r\n");" b n2 q. m, d
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)+ N* B; R/ |$ k$ G. r
- {3 P8 O+ N$ H4 K: Y) H- n0 ?
- free(frame);
- F( F s1 a6 Q - return;
8 u! f9 _1 g) r# Q' x# X - }
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" \
/ V( T; B& H. i x0 ] - "Content-Length: %d\r\n" \
4 y1 [8 f9 ]. h - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
% X: g. p5 ]5 f0 i2 J, l: A) @1 n - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
' V) h+ a) G. j) r5 ^3 W/ c - printf("sending intemdiate header\n");
0 N% ~* T0 q, [8 ] - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)7 K& s0 V3 a# j. Y
- break;
+ m5 Z3 A! m; a. e# Y# [ - printf("sending frame\n");
4 P- S: B0 t# `1 t% m- f - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
3 p/ B' `* b$ T+ j! x- P' N; P - break;
7 U3 n5 e( v3 G2 q% r4 \; v- X - printf("sending boundary\n");$ h$ W0 T- z" I9 G
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
, g* r6 n8 N# @3 o- p8 o* ^! o# v - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
n" M# o7 @! 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。 
9 L. T. \; i/ y3 R9 ?7 z 6 ^& E7 O8 S* H" S1 E
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
- |& z7 K3 ]8 P- ^- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
7 M$ T! u/ ~. q% R% E - {
/ O4 p- C7 ~0 U! n$ Z - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);. |8 O1 X3 y+ A) ~; [& @" q( X" c" T
- if(*socket_found == (~0))
4 j2 n8 {7 ^; ~6 M! G: f - {
6 O. P& W# O! Z - printf("Create udp send socket failed!\n");* p! C4 D2 K; f, Y9 u1 n- ~3 ?
- return -1;
9 S$ H0 `2 I1 g: W( d - }
9 [# L2 u' e. {6 [ - addr->sin_family = AF_INET;, y" S$ ~# J. F. @
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
& Z/ ^8 i- K3 f7 G$ f V8 `/ V - addr->sin_port = htons(port);/ F3 Y5 q3 U7 U6 c
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);% r: u9 o+ K: Z3 S' l" g5 C
- return 0;6 V- Q/ b$ d- C& f$ ]) e' U
- }
复制代码 / ]5 `1 D4 \& [" R3 m4 S" a* N H
# d# T. ^6 D) \! q/ ?5 }. m6 K
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 ~: l; d ` m5 m' t/ x: F( E$ K; Z8 d5 J) `; s6 A8 {
& m! I' V d9 `9 N, ]$ G6 k ]6 B- while(fend > 0)
* D E0 x) g( Q) i# `- W( | - {
% R% w) f- V5 l% Y5 L. l4 s - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
# R' U6 j$ g3 u1 V - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
5 G2 W6 q# h# N1 ]0 a) x8 D) ` - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
+ [/ Q5 s6 ~. ^% H7 m9 { - {
3 X' `/ o/ y$ m - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
2 B: \7 j- m1 H) a - picture.fin = 0;
3 `+ ^, V5 `5 { Y# r( |6 G. R+ W - }
3 r) r5 }- L5 @- D - else d4 D& n0 a7 \7 ~+ M
- {9 u0 Z- z" q% u+ J; L
- picture.length = fend;, v8 w+ G" g9 A9 ^) ?; ]4 N
- picture.fin = 1;
6 k6 Z3 X: H! R* N6 K% ] - }
2 ^8 `! |* `. S) u! C - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);+ y% P O# u. z: e9 J" F
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);6 [1 m+ ~" A- _8 @; d
- if(sendbytes == -1)
/ I2 U* i# y* A5 V- Z - {/ [- d- n1 I2 k4 F
- printf("Send Picture Failed!d\n");
; T6 V4 ?. U4 |1 g; f1 F1 W - return -1; X5 N$ p: E8 y3 U
- }+ _/ X' i5 [: j7 Z6 W; ^, R
- else( N; C3 i8 S% h
- {0 B0 ]. n" z( \) U" j7 H
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
$ r9 h9 ^) s. G4 z* x& \) e' B3 T - }' d3 t. l0 ^; ~% l$ o# _( u9 U5 h. b
- }
复制代码 3 W- Z( F6 g5 D7 Q+ w. P
$ u- q) }( O9 w$ B
" L' \+ O8 y, G1 E; C+ ?
0 [1 r& k# J! W& Z# D% QiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |