本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
- M- U' v. Q3 l6 F4 o! ~; c3 `$ I7 y9 \) M. O! [+ S6 p; e
 4 g* t0 X1 G {: e' f
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
2 w6 q* r5 J9 W( F1 F: Y1 q. O+ u" g9 b7 b9 Z0 g 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。
, v% `1 Q: ]& v6 L0 x0 r
; i1 P% J0 Q! W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。
, x" L/ T, A2 G! W+ s一、HTTP网页服务器
) p. `* z& _& e' \, 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); s+ F5 C1 @" ?5 q
- {+ v4 f* ?9 o9 m# d/ d
- struct sockaddr_in servaddr;
! I/ U" T3 E: \$ W; p- ^ - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
0 ~! y }. b% z' f, G1 E1 G - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
( |. Z6 I# ` a' _7 a5 J0 H3 X7 H2 v - servaddr.sin_family = AF_INET;
& r" _4 h3 k# A* Q. A% k$ c- B" j - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
, G; t% R; e# T% |+ T - servaddr.sin_port = htons(port);
' n& o/ b( d% x0 P - int ret;& i9 [6 ]! ? t5 d% y$ ~) s) |
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
7 |; t+ `" T5 t: u! ^# B, ~. x! n - {
8 ?8 I+ S6 m$ w& g) c' A - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);% K6 P, Z0 m* i) H! I( u
- return -1;- g& O4 m* j8 \ ~+ d( g2 F
- }
+ M$ Q% i' D4 x; x' O; N& D* b - int on = 1;
1 Y; a4 g' l7 `/ x6 A) J - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
# N! E- i) v5 V1 V# q3 H! w - {8 g: M# |8 t( ?( P5 M+ c2 m
- printf("setsockopt error\n");
* m3 j0 c3 h2 p - }& M) \ S' ^2 Y z5 B' N- l
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
/ T5 y6 @/ E- |2 D* V# M - if(ret == -1)
; L( w8 B& f$ | - {6 t5 E' _" u7 k# X) k5 [
- printf("Tcp bind faiLED!\n");" A* f% m; z: r
- return -1;+ Q6 G( d# H( a8 R) a2 \/ n0 Y
- }
Q1 {' ~# s5 O, ] - if(listen(*socket_found , 5) == -1) z6 {0 I+ i$ Z. s" @
- {
# d7 E6 c2 ?6 D - printf("Listen failed!\n");
0 B, M" U; J( h& A$ U - return -1;1 i7 K) ], M8 |9 ]
- }9 }6 ?5 @; r( e: s- j3 c
- return 0;
1 E& M& G/ z. P) 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);. l9 R% N; y6 k8 d
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
5 I5 b6 C+ v3 K - {" D$ [& V) N8 z
- 。。。
% E5 I: G0 E+ j - while(1)9 b2 d. b* |9 W5 I s
- {
3 ^! s4 k2 d7 g9 g j `4 r& f' ? - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
3 O' z/ Y/ P( a4 [9 k* E - printf("fd_socket_conn = accept()\n");5 j4 D: N: X& ^1 L) s" @& }
- 。。。4 F6 U6 ], A. z8 l8 _' q
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
& \( }7 u) s3 t) }; e - }
# I; W# l; D3 Y9 ~7 F9 U. K" r+ H2 } - 。。。
2 O1 }0 H9 _3 N& T' Z! N - }
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);% S) _* T9 q Z! c# F$ t
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
/ y* m6 Y7 X7 f8 m# q4 l9 j0 Z - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
& U t) |+ ?; r4 p0 ^, V - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;' S, B7 e' w, D$ K. B0 w" F
- pthread_cond_broadcast(&pct);
+ C" R% w+ {5 }8 r ~) C" U - 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;# C) J9 k- o/ B6 K/ S" q
- pthread_cond_t pct;
u% H( B1 T9 s$ n2 ~ - int main(int argc, char* argv[]). _, D: E6 [% I0 V3 T
- {2 U' P0 S0 d! ]$ y
- ...: |* R Y7 X, A" Q1 S* \% y
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);" r0 ^: B6 f P# ^) ?& x. \: f
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);0 N. _1 \( k* S7 M
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
) W7 @. \, K7 c3 S$ V' Z - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
8 Z* E% A& P D - ...
' y* T! _2 L2 z% E$ `$ }* D7 u - while(1)
7 j& @8 L& a: M. ? y4 u2 R - {! `0 J; a" N$ `6 G% M
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
! q- n S1 ~ `+ _0 k - ...
. P8 O2 |7 R: e6 _) q - }
2 q3 N8 {" [; X% Y+ ]" [ - ...
3 o. p% T& c' j+ n - }
复制代码然后是发送的细节,发送图片文件之前,需要先发送HTTP标准头,这个相当于给发送图片或者其它类型的流数据铺路: - <p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"><span style="text-indent: 32px;">+ h1 A( ]! o( _( x
- </span></p><p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"></p>
复制代码- #define STD_HEADER "Connection: close\r\n" \
" ]8 }6 _* \# v% s* t( k& P2 E - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
# ?9 \) O6 D6 }) B - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
7 O- n2 [* {/ {6 E+ l4 Z5 @3 R - "Pragma: no-cache\r\n" \
0 m. y( V4 c6 ~$ v- E - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
2 |9 D% R4 X' e1 H) M+ ^$ X' ?! }6 G - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
1 U3 k+ F9 w T) R# \5 S# V6 | - printf("preparing header\n");% Y j- i8 C" P0 w. i' @
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \) U4 E ~$ B* L: w7 D0 Y' c
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \) w$ M( Y H8 [# n' a
- STD_HEADER \
* s/ B7 ]; P* _) \: p9 F: s - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
8 F( }" V/ Y( o. Z0 l - "\r\n" \
% ~. _8 F1 ]* d/ V7 g - "--" BOUNDARY "\r\n");5 k( \0 l# P g5 t) n X4 t! V# q0 O
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)6 \6 k( U9 G* c3 C! M7 b5 o
- {5 X! Q- w9 J/ e( p
- free(frame);
$ q8 u$ c% O f. W: u9 }, i [+ g - return;7 k0 o: ]8 T W' d3 L% w9 P1 o
- }
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" \
" y( A$ \' y( w7 b8 p& @ - "Content-Length: %d\r\n" \4 C8 T: r% C$ U" c& O
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \) ~3 T9 G, \2 I& V1 K) F
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);: X y$ @0 I z/ y* c3 A6 q5 Q
- printf("sending intemdiate header\n");: a* w# e5 a. _- e! u: P4 p; [
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
' X7 E4 Z9 V4 x* H - break;
8 k& H4 e% ]% S$ x) ` - printf("sending frame\n");
8 l7 J- {. T# u& ? - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)9 ], v/ |$ d r+ r' j, A1 ~
- break;
. S0 V' X2 t# }3 @( ~4 | - printf("sending boundary\n");
% g$ Q* Y) Q0 D; _* z& e4 t - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");. x6 N1 {0 r; \' a& l, J
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
# `% P; u/ ~+ j8 Z - 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。  $ E: ~! t& H, e' Y1 g* L$ M
 ) z) D4 {3 U9 R4 h: W3 K8 t+ J, K
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
: N6 C: \2 h8 r' E* x, h- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
0 g& `0 F0 M- T% b; @+ p, S2 J - {
0 q% k: t* L0 f# E. e7 J+ W - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
h7 K% G: }+ d6 Q$ X3 t7 R - if(*socket_found == (~0))
# Q! ~$ k/ w! Q1 I7 ^3 T( e - {
+ {6 W8 t0 H, n) C - printf("Create udp send socket failed!\n");% V; U# A y( N0 L4 ^4 r4 t3 c" p
- return -1;$ [: p I9 e! y) S) x
- }
2 a% q8 J( ?* |" i7 q$ [, A - addr->sin_family = AF_INET;
7 z' u0 }% {9 f; y+ i+ M& }6 X* w' ~' i - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
0 ~2 [( g) ?- v; T9 f2 p8 o9 q- H9 w - addr->sin_port = htons(port);% _/ r! M6 Y# y2 T* o
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
( q3 W" R6 J. y# ^: R - return 0;
0 n" F- U/ o3 _ - }
复制代码
/ V5 A9 S4 i6 i1 u" d! c
4 X" J) d( ]" I7 f; y. p% r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:
; C/ Q$ Q, r, h: Z) c
) ^3 k8 Q/ _! }4 s: Z0 `. Y' H. O' c! U; o
- while(fend > 0)
, w9 p$ A% l, i, {! |0 c - {4 y' `- G; o, `8 h
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));1 Y9 g# ]7 ?7 I, P. w
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
. R3 x* C* F; E" F; s) a - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)- @0 s) `" r3 `- ^7 _8 l/ \) X
- {
6 o. K% z! F8 ~7 v5 i0 C$ o7 ?9 @ - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
. \% ]7 j; o' F% C - picture.fin = 0;
~* z- F- S% j% B9 D - }
) Q4 d& C( M" e. q2 D7 Z1 y - else
4 J# r/ h6 P& c- p - {6 ]9 m+ ]5 B; \$ t" Y% D
- picture.length = fend;& g, `1 b2 I5 \$ `/ r( Y5 j" U+ y
- picture.fin = 1;" c( y, \* c. H
- }$ e1 i" T: O2 u# I6 q+ h
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
# {/ U) H( H0 Z& B - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
5 N, b5 d- ^2 m0 A* V- x$ W& u6 @. L4 Q - if(sendbytes == -1). } e4 `! X. G
- {) K. [5 ]: r2 m+ t
- printf("Send Picture Failed!d\n");
; E D3 W5 W4 f' N. `$ o5 h% K6 c - return -1;# [1 N2 s: M- h( i+ t( c$ a
- } Y" Y" f' m0 }8 ]( w
- else
8 X3 o$ T" s5 j* U4 t - {
% ~5 J5 S; b9 ]; I - fend -= UDP_FRAME_LEN;% p0 ~0 ?( [1 T- v! N
- }
7 g/ v; Z% _* l3 a: ? - }
复制代码 * _, X( W- G7 D% _( Q) H
. @" `9 G& L8 r 4 m. s4 }# |3 r* E/ L- F+ O( I
! K6 c Y& A4 J
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |