本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 & i1 F: C* {. j+ n/ V5 \
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 2 V. V; N' z$ W& q
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
& f& p6 U" d( A4 R: Z, |# |6 r
7 W) L) M1 D+ q7 ~1 v" O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。
; n& W4 v$ C' f* z " S w1 s$ H" M. y
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。 8 Y4 A" ^2 ]1 M5 z
一、HTTP网页服务器 S4 B7 {5 J" T: G( _- i5 R
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)) h. a- c& h1 u2 t1 ^, O
- {6 ^% h- E! X1 R3 ~, G0 V
- struct sockaddr_in servaddr;
3 X. k$ K' t1 x - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
& f. q3 ?4 h# w2 E2 | - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));, I" c9 q- f7 l
- servaddr.sin_family = AF_INET;+ ? V2 ?4 x0 G. v: P) `6 p# [/ b
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);- a. f6 b( E8 h$ @9 k
- servaddr.sin_port = htons(port);
" H* s* ?# `: j. s$ q, O o - int ret;6 z7 e8 Q/ U: \% a1 H- t
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)# Y4 u/ |1 S _8 }3 h( W5 n
- {. C8 D$ w/ ^" F3 L( u: W
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);- J, @ v% m! R6 r" A
- return -1;
% e* h' G# X/ B% O- z+ ^/ D - }( ~$ e4 p& K0 C( U9 r$ }
- int on = 1;
0 I8 I0 Q# f" Q. k' m - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0) S0 O8 Q( g0 d+ z. \
- {: O8 z( K9 x/ a6 a2 a
- printf("setsockopt error\n");
% s' p+ a; S2 R |- Z( c2 r8 [ - }
- t1 F# o) @5 V& Y - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);" D1 g& r% F" e/ P7 X, ^# {
- if(ret == -1)
/ J* q) ?" J8 e6 {/ h2 m, Y - {0 r& c$ P9 o' ^2 N* q$ H8 k
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
) }# \ R: o+ q2 m. s - return -1;
; |" l- q% C. Y$ V% }- E - }
6 k' f' G$ K5 f - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
( o2 j4 ]5 B$ @' ^7 ~8 y - {
! c( O' o; l. f" i, `$ f ~ - printf("Listen failed!\n");% |# s4 [5 c! p. h8 Q5 ]9 e p
- return -1;
8 ^. K. M% R% [ - }2 n6 G7 K2 i/ `6 u: q; ]& I
- return 0;
' ^3 {4 l. _ e% h% F, E3 P7 ~. ]3 R - }
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);: t( Q# ?4 z' a. k9 M1 v: i
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
4 B" l( ~5 q3 H2 A' \ - {& q$ E: o x* ]
- 。。。; ?) G# D% V# B* S$ z. m. Q, D/ B
- while(1)$ X; z4 O( p' | I: f
- {2 h4 S7 B8 d( ]: x! ?4 O+ ?
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);$ ?& l3 ~6 b- F9 d: [* q* u
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");4 J8 T: g4 J4 k {1 J
- 。。。
) H( P, b y; Y9 r/ Q - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);& i8 a6 i$ q( A. x4 x
- }9 M( L. M- r2 s" w9 v6 o
- 。。。7 @7 {3 V% [0 _) {* a/ q
- }
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 h: S+ }% x: g( [2 J6 s - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;# J6 e1 @" Y/ J ?8 [0 e1 o
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused; F1 f4 r ~9 O9 S8 o
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
& |( j: k8 J, i" _% r - pthread_cond_broadcast(&pct);: D0 z4 {0 g8 h" i2 c
- 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;
. I2 J3 W! Y! V$ P# l - pthread_cond_t pct;
: D/ W+ w% n9 M; M) a" f, L% z _, J - int main(int argc, char* argv[])
9 k! u) |6 k% T/ q' Q) M( ? - {
: L+ G. r" |) f1 B2 _1 P! a4 } - ...& a5 N0 s" |# V0 W( |9 Q
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);- s1 n1 c. D+ {
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
* r- ]7 ~( U4 N% G3 Q8 N - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
3 a) B2 K2 L. k3 t - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
' x- \" o% C L - ...
7 }( Z' [) D+ |$ j - while(1)& _ ~6 ] z; o/ }$ g* C$ p& W' z. h
- {
( J J0 l* ?$ F3 n9 E. I4 D' V - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
' {9 I9 b2 e4 x/ Y3 y - ...7 S6 E3 Y; \- }; |2 j* t& j
- }
9 N* Z, j) p6 y# Y' [0 d - ...0 I1 r5 x4 U& P+ [
- }
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;">- l, r- ~0 H+ G% M: u6 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" \
" k: A3 o e; z4 n6 L- q2 K- q - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \6 N: t2 L+ e; C: R, o
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \: D0 s5 ~3 q- [ r) q
- "Pragma: no-cache\r\n" \
. F9 q$ A0 D% q9 i" r2 f9 y6 z" ] - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
4 R A$ h: x, y3 d( ?$ C - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"9 S' u+ Y7 T$ B! p, b5 E2 I1 O
- printf("preparing header\n");
; W& h# S) t* C R! c) N - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \$ ^9 F. H' a1 S2 K! @1 l6 e
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
% }% T) S# m5 s! P8 i' w. y - STD_HEADER \0 M$ g9 h$ Z2 |, d4 E
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \# \0 K; |3 O4 U2 K5 S# L. v
- "\r\n" \) W# x* i6 X) B2 C) P
- "--" BOUNDARY "\r\n");# A7 r- `6 S' n. V) v
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)4 |: g0 Z( b2 G' a6 n$ r
- {
1 G' D+ S E+ ~: \! ^* Z - free(frame);
0 o( ?4 t4 b' _+ q - return;$ i4 n9 v' q6 {# N) e8 \/ r
- }
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" \2 w8 ~1 {( U6 L# P2 e% B
- "Content-Length: %d\r\n" \
+ ^/ ?; [$ A) q; s, K( z1 r6 m( b. v - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \* S( \; [& ?) l* }) G8 p. A
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);" B0 u l8 C# d @1 M
- printf("sending intemdiate header\n");
( B% O$ E d) ~4 u+ u - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)2 F- p* u# J0 @( G& }
- break;$ s7 T; k1 I7 ?: j ^0 S
- printf("sending frame\n");
5 x5 z( |2 ?. _8 t* T - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
( } Y7 G( g& I* b$ m' ^ - break;$ U8 l5 o2 M' Y# T2 n) ^) G
- printf("sending boundary\n");+ M) T% [3 X. t1 X, q& L# ^
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");. ^ x+ E4 e9 Y: K
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
5 [! i# Q7 j. J - 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。 
" s: ~2 s8 C3 k$ P3 | " g [# D2 c& c1 @/ _: l
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:( }- i1 ~. \ U, Q2 `( M' Z
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
- D* w- b5 H( M# k. d9 i U! X: f - {
* G; o, w9 d/ p - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);' x+ m) \0 R. H
- if(*socket_found == (~0))
1 z0 k) W! |. K" E! u4 F7 F - {! ` {1 I6 Q. V& ?5 ]+ k+ M
- printf("Create udp send socket failed!\n");
2 L6 j3 s0 O; f8 D* d) A7 h: S6 N - return -1;
: O0 U: H2 h8 b1 t# k) w5 ? - }1 r o/ f8 [( g1 b$ T( v' M' T/ g! ~
- addr->sin_family = AF_INET;
`3 @7 |, _) ?* m! i' x - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);: p5 D1 |/ ?8 v
- addr->sin_port = htons(port);
* _( W& y, B, \& Y - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
4 g0 a- W8 l+ l: I) c Y. d- X - return 0;
2 A7 j5 @3 c2 L) O, K6 N - }
复制代码
/ F. H3 p0 Q) a) `- f$ e- `
. I+ ]. o C& 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:. F( M+ `9 }2 g
. u q; ~1 ~) v7 J1 \. o3 p# ~
( \0 @1 I: [9 |: M) T& B7 R- while(fend > 0)
7 e' E6 k1 {! f1 b2 q9 J9 H: d2 C u0 d - {
4 {3 O; M7 o" h - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));6 k: G$ h4 a/ E! p' E/ I3 c
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
7 K% w) r6 W; p! P6 z' Y - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
' c1 R# W7 h& q - {% E8 i) ?5 Q$ w* \- n+ c
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
# u# [, c5 C$ {1 V S+ h( b - picture.fin = 0;
. P' @! |- N+ M4 J9 _4 o - }( k7 N |1 f: X1 J
- else% a, Q. P% A, h+ P, C
- {$ m4 X K: d& D* N8 S8 k; U9 H$ Z' b
- picture.length = fend;" P9 s9 K+ n8 \( t! e' l
- picture.fin = 1;7 q& L4 q+ C: M! w- K1 u
- }
0 O, N) ?4 [$ S1 `9 |! | - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
1 @, m6 L# o3 K H( L& b8 R - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);2 [5 Q* I2 g% r4 n# N6 ~/ ]" V
- if(sendbytes == -1)
+ S5 }/ g, R, ~1 p) j# \, N - {
) O, ~: i2 l+ z - printf("Send Picture Failed!d\n");/ i; l! G! i: H7 F# X! N
- return -1;9 s7 \& @/ s; {: J7 B
- }
$ K0 K5 [4 u8 P& w5 _7 C - else
2 S1 L: ^8 z! _ i9 P/ e - {2 c9 q" f$ M( Z( G( T/ ]
- fend -= UDP_FRAME_LEN;9 g o+ v7 `0 a! j
- }
( e: d# h- Q- _) J- s - }
复制代码
0 l7 N& J, T2 Q a9 g9 [% I2 L2 L, d* K# P3 b0 {. Y' a2 S9 K
 / G @6 U. j L( g: b! e d& S
W+ D# W4 O" a( oiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |