本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
6 X& d( `- \8 t1 Z- `; `( ?4 z' T/ q" {- U

* p6 U1 S5 X2 A2 t+ T7 i2 l P* [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.html8 k W ?# x2 K/ A( Q8 ]- h) X( U0 I( |
3 |4 p* Y' H0 G; h' 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。 % y6 X: t/ P+ L, S8 `) ?

% J+ ]0 g$ X5 v/ a8 E# A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。 4 g: @& M- d6 B8 ]0 J% i/ y
一、HTTP网页服务器
7 w) |% w6 G% z" _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)
! V! V& S( H; H - {" b. S( @* q3 U* X0 \
- struct sockaddr_in servaddr;
6 F' w4 k% D3 A. a - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);+ @( P* F# [. K9 ]6 }
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
5 I) _8 I, b' Y# i - servaddr.sin_family = AF_INET;
6 F& g ?$ x8 R - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);+ T0 M. d( ]6 \: n3 i' M
- servaddr.sin_port = htons(port);2 B' N, u) t7 }) M d0 F
- int ret;
/ [$ b- `' i6 e6 z - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)- [* K& [6 b9 |& x3 O$ l
- {
! F0 |0 H% l; { - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
3 p2 }* r) [3 [) r; q4 a! f; m - return -1;! ?0 j' u: h6 g$ F, X6 `
- }4 m# V' j3 k8 \" Y# j# i0 |
- int on = 1;+ w1 ?$ M, v0 l
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0) ? g8 s' l3 ^5 H) [: M6 y" C" u8 w
- {. Z3 m- g' ~, q2 p) l2 G
- printf("setsockopt error\n");
/ ^: d! j k1 M4 O+ u; h. Q6 \ ] - }& v& M, z1 e: k% [' g" H5 y1 o
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
$ P2 A8 U1 f# D: `3 X - if(ret == -1)1 ^0 |* _! S0 U$ l/ c9 S+ ]
- {
' g7 l8 v$ v4 \# w2 z - printf("Tcp bind faiLED!\n");; p% q: [0 Y: f
- return -1;# g( D4 @7 _3 O8 B4 s
- }
2 q! h' `/ [, c - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
# S$ Y, O. r: R" e7 x M) U* \, m - {# ^( j( V* E' ?" Z
- printf("Listen failed!\n");
1 n+ d+ j5 p# x" w/ v - return -1;2 V+ ]5 c- B2 m* I$ V( w( |
- }
7 L" s$ d: I: p5 ]+ J) a Y3 D2 @ - return 0;2 | ~; ^8 a9 K( ^/ N! i3 v
- }
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);5 Z' X- J7 ~! j$ P. B: V/ ~' X( I
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
: Y% r' a, M# E. f0 c7 p - {
+ V& M* r( H4 Y - 。。。- N$ p; x( n8 [, H: I/ h* X
- while(1)' E3 Y' _0 p. s$ C. g7 ] X
- {* T% z% h0 g! m4 j# v
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);+ \; u0 N* Q9 ?7 x( k4 e
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
2 X# u0 ~0 [9 Y/ I7 H! t2 p, ~ - 。。。: f; u; {7 J3 x( A4 T
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
" v) E/ e1 a3 d, X4 Y5 ~4 N - }) k$ H) J) X; p2 B* [
- 。。。
5 K2 x6 E. o/ j* _& M% r3 A - }
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);
7 \2 K. o2 [( b& |8 K% G - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
/ A! F W1 f7 ?* c; D- q - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
4 P% o8 p$ j) |4 P - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;* v6 I5 S+ h1 f% l/ Z. t
- pthread_cond_broadcast(&pct);
, o- h% u) O7 t, D6 V3 q - 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;9 u) H% d' D0 S6 R
- pthread_cond_t pct;
0 ^; Q. v: E: r8 n" r" U( E" l - int main(int argc, char* argv[])$ J; }+ N# Y9 x1 |$ }6 `9 k
- {
4 l, ?# J3 G j2 W1 [5 H4 h - ...$ b) p" e2 R% {- v
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
' C- {! [/ T' P; L; d - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);- }- B# V9 Z! [& @! Y7 x( n
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);- W1 [; D1 W/ h$ W8 G
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
& v' k4 t" B6 y. ]( G - ...
- c, P8 F# u$ R i4 Z: ^ - while(1)
! V0 i5 y7 L$ _0 M" l: ^ - {' t0 | `- d/ ^0 I9 B9 |5 L, u7 n
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);1 z+ L1 g. b1 L' K
- ...
; A O/ F& f7 g& v - }
) q4 F* b5 N" q" j7 A - ...! S V9 t$ P* }- F N
- }
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;">1 E h3 r9 X* }2 V$ A
- </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" \
* V) e4 o( d! H - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
' j; B6 N5 G. U) U! u - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \+ ~3 _* s0 Y2 E- P2 g2 \
- "Pragma: no-cache\r\n" \
: C: i4 E5 [$ b3 }$ R7 d' h- H - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"0 W& t* e% A4 n+ S0 `& N
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
' ^$ r5 `2 L0 c& }- e6 Q - printf("preparing header\n");: U5 |" T' d8 g9 E& \4 l7 U# j
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \3 w2 v1 B) a7 a6 P. P/ C
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
" c) [1 n: K- @ - STD_HEADER \
( }+ n* T6 \$ f5 e- s - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
2 r( s- e! c1 v5 V7 k. [7 m - "\r\n" \5 E! ]4 p. s1 @; o8 T2 F3 C$ J
- "--" BOUNDARY "\r\n");
; \0 c8 }4 a" n/ b - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
4 Q: E/ ~1 q: ^ - {3 D0 _" w) r, a* o$ x: `
- free(frame);9 H- y3 k4 ]! Z* s" p* h- s1 j D
- return;+ K6 r5 G7 M2 Z \" C9 j" S
- }
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" \
+ C) G6 K0 O, S+ f, L - "Content-Length: %d\r\n" \
( G2 U; \% Z# T) U9 s) p8 F5 \. R - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
. Z* J4 B" p* e) y1 H/ f8 ` - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
1 b& J" F4 D! k7 B( j) ?+ v# F. Z' M - printf("sending intemdiate header\n");/ q1 ?2 @( B3 t( L4 |, s5 |
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)- x5 {) H6 s" o. m" ^" a% B
- break;
( K+ f% ?# _& T% n# R - printf("sending frame\n");+ ?4 G0 z$ t- K$ u y
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0): E- j* a2 Q* k. x* @% C% g
- break;" A: `" b1 ?. L. ?. n
- printf("sending boundary\n");( m" x; U" j$ ?0 s9 v; t
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
+ X$ A9 B- ]) ]* ^/ v - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
$ \5 b7 ]' k% s9 w8 I1 ]- g - 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。  3 L; ?$ ]# P7 ]2 g. J

$ S$ l# P" U% ?+ V- r. F二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:; @) D& l. [8 E) K w
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
8 p( u, u# t. W1 f2 |' Z3 Z/ Q+ L - {! b5 w x" c; s" ^) f9 F4 w
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
: Y0 w8 u# _& V; }' ? - if(*socket_found == (~0))
9 I1 g4 g! g2 J' l* P - {3 {5 w; i: B# H* b9 i' ~- j& T
- printf("Create udp send socket failed!\n");
: u. g7 q g& Z - return -1;% e( o- T% P2 b& Z
- }/ u1 k2 h0 t( a+ ^* u0 Z" e
- addr->sin_family = AF_INET;
/ y& `/ z: N; T - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
! G. Y8 p, `3 F2 L& G - addr->sin_port = htons(port);( N' w8 I7 A6 M* [, Z
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);5 p% ]0 W! d8 H9 K! `3 t
- return 0;5 s% r- W; \0 K" l
- }
复制代码
; Y8 P ^" V, V& K/ S
: }, r1 A& f5 M: {. a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:+ V; t# ?3 _+ Z$ y7 K. A9 P& t
8 o k' |# c) B) ~( [% P" I: u/ r( x n* Z1 w, v, a+ m
- while(fend > 0): W1 c) ]* d2 K. E! t9 `/ F
- {' F1 Y/ F! Y% g( l
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
) d$ N4 w R* z - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);% a3 _6 {# S/ j1 }
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
0 ^ `3 @# _/ V2 x - {9 r4 Q4 Z2 O$ {8 ~/ n) ^
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
+ }/ S5 d+ D% @! F - picture.fin = 0;
. e0 `. w0 V! C- ^$ {" l# h - }
) W( G4 R/ ]1 b E - else8 S" d. B. x+ o! {: o6 W* R: J7 b
- {
7 s' a# a% V* m a4 q - picture.length = fend;: k% _7 X, C6 g: G7 L. `: x" a0 o$ T' p4 a! q
- picture.fin = 1;
6 ?6 m/ g( y3 o3 T0 c8 ?0 a/ z" L) W+ e2 p - }
2 S: q3 ~+ H9 ^1 W& n) O, J - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);# N! u' L: x' j0 g
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
D( G4 M7 e' c$ M! u - if(sendbytes == -1); O$ K4 w/ o$ G8 h# c( K. o5 {
- {
' {4 c* S: \+ t; s) W - printf("Send Picture Failed!d\n");
& s9 o9 O" J7 f' Q1 d - return -1;
( `7 o) O+ y% ~* D - }
) n6 z1 Q$ Y( H) k+ v; { - else2 E" H$ f+ ?$ q0 {. {
- {+ p. i* B {. h; F; K
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
+ f( W( ]) N" p4 S - }
# M* C* ~7 m/ ?0 r! x o. q - }
复制代码 " i% [- B6 M6 n+ h
- Z6 f; p/ {: y* Y5 N6 B! z+ t

! P1 Y3 D' A' h n9 D
4 T4 q8 Z- D0 s/ `3 uiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |