本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 % D9 l( i+ I, y# [. x e
( n, e5 u, ^2 T

, @& s* v5 s& M$ P2 N1 K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
" I9 C* ]3 |0 n8 l* K1 g1 `, O S
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。
5 o! Q' a, o7 R" ~; E) X0 H ! U$ n- m A t _% i; ~" j! D
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。
" p9 t) E# c( Q4 {! Q( I9 b# m. d一、HTTP网页服务器& _) [: W7 ?3 N; I0 u9 F
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 m3 F0 x4 }+ W: Q, {" S# `' c - {
9 i* k( L5 T$ |1 h4 O Z" ]7 a - struct sockaddr_in servaddr;
. x* P+ n p, E8 z; u' ` - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);+ S/ {) K$ q/ W3 }9 q
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));; Q& D3 a F4 V
- servaddr.sin_family = AF_INET;
$ v1 `1 j* N+ o* |0 r - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
( b- s; x4 O2 U" L3 p% {0 h c1 v - servaddr.sin_port = htons(port);
# G3 O0 ~7 y; ]! j" n - int ret;
6 u7 _, S- T7 G3 T) ^4 _ - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
- l- L% ~. p: ^% h: J5 S- \: C6 ~' [ - {) |9 `1 K$ D; h
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);2 b8 l5 I0 l8 v; W$ ^6 d' k H
- return -1;8 j3 ]/ L0 b& [; D R
- }* U% }; }& Y; a; D5 x8 C
- int on = 1;
/ P% }- }; ]( B1 o6 d: V - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)& ~6 z5 y' e: e. A1 c2 Q
- {
9 ^% k0 V1 {3 I) B3 ^$ U2 {, I! P - printf("setsockopt error\n");9 U6 j( k) c* U" Y3 G
- }# Z, S4 h3 k5 J& `/ ~
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);+ {, |0 S& ^" `7 K4 Y4 r5 h" Q. p( L
- if(ret == -1)
2 v+ k2 e- P: A% a: A' ? - {" D0 ]8 L7 I! W% y( G% d. }0 Q. v# Z
- printf("Tcp bind faiLED!\n"); b$ S" M1 T0 n* C W/ j
- return -1;
4 J/ x) V' O$ N - } Z, v# r! f; a" O2 C' t7 i
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
T3 z+ u* D3 w4 G# D - { `- ], _' J/ d4 z4 {
- printf("Listen failed!\n");6 b) F7 W/ f" W4 I3 r# X; ~
- return -1;
: u7 l) _( \; T8 i3 g5 o0 o - }7 o8 `5 o; B% N# E
- return 0;
) |) J, w/ a4 i, j9 S& S - }
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);
) `6 g; w. O4 k7 B# k" P - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)1 V" v/ R3 D3 P
- {
, Q7 |; n, I+ ?% V8 S6 }# r' u - 。。。3 C8 U, V6 z4 _8 y. q/ k
- while(1)1 a- M. `7 H" W5 r3 ^
- {
b9 G* j, d1 d9 E - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize); ~! O* Q6 F* U) C6 S$ z
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
5 f W; c b0 X8 L+ r! H% x - 。。。
3 ~) d( A0 W; k: V/ H9 e - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
& N9 A! R% b k8 h C, R V6 I A9 e - }& P" l* J: |+ n& j) Q( k
- 。。。
& x, l. _( J3 b. j8 \9 } - }
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);6 W" q% O V4 A6 U. \8 O
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
# n( M0 Q4 C$ ^. P7 U7 \ - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;- N' u; U) T( P* I/ I3 x6 x* X8 I
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
% y' R" \4 S- o; O( f- ~" }" I" L - pthread_cond_broadcast(&pct);
% k, m( a" X) `1 v) m. m# m# h0 n \ - 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;
% z m8 E z9 ^2 o - pthread_cond_t pct;
0 B, e9 l1 a% C. S - int main(int argc, char* argv[])
5 ?1 x% u) M# \- N9 w% ^: _/ {- e7 { - {3 H5 I1 d5 x2 r* @+ {
- ...8 ~, t! X) D, y& j0 v+ X- s8 P b
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
/ J% v7 M0 V& g' t: h- d F - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
& f1 k9 i. _' O0 O( u c( a. Z# E - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);0 a+ H8 Q: L6 Y5 m8 F
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL); _( T2 w5 J* c9 L" W9 z( f8 \
- ...& s* O4 i5 V6 B: s7 q
- while(1)$ |$ S# r; r9 O
- {! F8 G; B7 W- o
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);- A* P2 k8 h* |/ S
- ...
* Y4 `( M( }& {9 F1 x5 A( ^ - }
) s( t3 G5 ~* n) V - ...
. m4 Z* ]+ [1 K& ]9 U4 h; \ - }
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;">
# F9 ?- ?1 s2 [2 o6 ]6 F - </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 |" z/ u, t$ w; _) J' g A
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \2 i- ]; M5 I+ u+ c
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
, s1 r+ P$ q6 e - "Pragma: no-cache\r\n" \& Z$ i* B1 q* E1 I$ a2 P$ V3 {
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"4 H( C8 n: D! ?4 @0 L$ J
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
' w5 e b- p9 k5 F4 z/ X. J - printf("preparing header\n");
+ k6 @# d* P8 H; O! Y0 y - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
0 ?8 G2 i2 ~# ]9 y - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
; c1 r: s# T5 T, ?$ P# F( o( s/ C - STD_HEADER \: U$ D+ d8 B, B2 H
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
* y8 j o* l2 u& P/ ~ - "\r\n" \8 O) ?3 B) g7 j; ?
- "--" BOUNDARY "\r\n");: u8 t! e+ ~4 g- {- N
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0). N& A( f- `- X3 v0 F% R- X/ C' k
- {; Y2 n1 A* @; d
- free(frame);
: r( g9 | G' ^; y - return;
8 R+ S2 L! |, J - }
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" \
& q/ o: z. l$ @3 w6 X4 _1 c - "Content-Length: %d\r\n" \0 ]* J9 {% N* Y
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
1 V1 k/ ~3 Z; F7 Z2 H - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);$ L6 g. [% y5 ^; l
- printf("sending intemdiate header\n");
$ F. i) c: [- c& X$ \, F4 A - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)0 w7 T6 f( i/ D* u" f* S% x
- break;
! o" t8 M0 F1 E - printf("sending frame\n");
2 B( W4 Z8 G8 a - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)" i' R% p% d4 {2 ?/ |& ~
- break;
; E3 c! ^9 h) x5 T9 S# Q - printf("sending boundary\n");
* p& }) E* s1 I$ c: M - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");7 b+ a3 k/ o& \- X5 h
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)( x- c: U2 V3 y2 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。 
* x' [! R9 U. j & s! g* q- a$ n" l% Y& I4 N
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
% u2 R$ r6 R' O' E- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)' y4 W. J! q5 y. t( @
- {% u7 R' Z2 x+ d. S2 D3 K& |( [
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
/ b7 |5 S& Z8 O! t0 i - if(*socket_found == (~0))
$ f) n1 V$ o6 U, C) j3 ]4 n+ q - {8 a% u! q6 p# E4 c
- printf("Create udp send socket failed!\n");
8 W8 K. Z/ l/ O; {0 G& T( E4 u3 ^, } - return -1;
/ h' | K9 r- g0 D* T! J - }
; |5 t9 Q' ~; B& D2 | - addr->sin_family = AF_INET;7 R3 e9 l# h. ^4 @$ i
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);4 @. B6 O, S, g5 x- t' K
- addr->sin_port = htons(port);
2 E! s1 E- ~* } - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
7 X& a3 H ~# U, k7 ~# P, v/ O - return 0;% f a s/ r9 y, M# Q! _
- }
复制代码 : m5 {4 j. f/ r5 X+ S
+ x0 F8 r* K- W Z4 K) Z1 p5 W ?/ O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 u4 W3 a# ^# s3 k# }* K) ?# u( l# D0 a! r- A% h
0 b/ H* K4 ^) r+ f4 \3 M
- while(fend > 0)
% A8 \, ?6 V- R5 m# C* m - { ]- T; O; @) o9 y3 ?
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
/ ~' \; A' q7 F0 P - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);& A+ D$ h7 L0 E0 q
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
2 _. i' t) K- G, e5 K: }6 f2 }, q4 W$ N - {0 z0 a5 L, R) D" H5 p
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;2 z |1 f: o3 Z m! W/ @: N: ~
- picture.fin = 0;4 X# y* ]1 D @& O& H M1 O c
- }4 C) o5 m7 j/ Y; \
- else
$ ?, c; u+ n b% h8 b" @ - {
k1 O( \* R$ \! ]( p - picture.length = fend;2 N8 E* D! H# j" |' v+ L- d J
- picture.fin = 1;- _, f: A8 I% ^" u/ {1 L- @0 [! z
- }- N- P9 q& b2 f
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
; y7 O% I+ P/ ` p$ N+ [ - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
) i* B5 \% l* q7 T- E - if(sendbytes == -1)
& y9 N% B2 c' g5 x. _. w% @ - {) q5 R9 {$ s. ^
- printf("Send Picture Failed!d\n");7 a: Q; o2 v: P) L/ ]7 i7 N X% C8 q
- return -1;' I, r: R$ k1 I7 x5 J% V4 w1 @
- } f) t6 }5 s9 l1 r/ `
- else/ N4 U. d7 q6 u5 x/ p3 Q( |0 t' l
- {1 l2 l' M! q/ _6 p. |
- fend -= UDP_FRAME_LEN;6 l M( I* G+ K( u4 S' Q C
- }; K1 z7 ?% o( ~; Q. [* I
- }
复制代码
\1 Z: M% B8 ?% `0 C0 d
7 q5 m1 ^! k& i6 `
0 [3 j7 r# ?0 J) I& F l3 I* W. j2 h+ L9 E
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |