本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
) H2 v: _9 s7 f6 D' }& @, c5 s

3 x5 I" e5 h/ I/ A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.html7 }. s& R# k2 e# R, J m. b) ^- x
, V/ W/ m h8 L& ~4 M8 J
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。 % O" _, v( W, u3 \: a
 . W8 ]3 Q% J- G, J8 h# S) `
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。
6 T4 r* f Y7 K# U( V* H一、HTTP网页服务器
4 w. k: A: C! A6 S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)
2 H" _ L+ N+ M5 S* n - {
1 C+ ?, }5 T0 t; s, e - struct sockaddr_in servaddr;) j: v% U: l- X, T; v
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr); z6 Z! i3 M$ w
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
}9 a5 f2 c/ j# N X2 A t - servaddr.sin_family = AF_INET;
& T5 Q ]. y U5 D2 A- K! K - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);# d) r- G* r$ c8 l! j
- servaddr.sin_port = htons(port);2 l, r3 C6 ~2 `+ v4 m
- int ret;
5 d6 X! u6 Y) s, Z$ k) e' S3 R' M - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
9 b! r+ x0 [8 r" K: S: I+ ` - {
1 l7 ^0 L$ G- H4 l4 j - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
) O) h# ]. t" I" W, N8 g - return -1;
$ l$ s' i; X! {: f3 P, d - }
0 b7 g' \2 C8 _; M M3 E b3 n, o - int on = 1;; h- |/ y9 N0 w0 A* @2 H! X+ o3 O
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
d- W5 c2 O" T. l7 T0 H6 k. t - {7 P4 X& m- @; Y
- printf("setsockopt error\n");* L4 A: \$ i1 o3 h! }3 p
- }# h% r& Q: y; B+ b3 q, Z' }. y
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);' v7 X/ a7 f4 A" m
- if(ret == -1)
$ z( D# B/ g3 |6 _) H - {/ K! Z8 f' v' _ e7 Q
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
, |; c7 p6 I1 s' M* c7 I - return -1;
$ U6 @# p7 V( t* h6 ~5 o9 L% t - }
3 P* C5 t! ]8 @7 _3 V: j8 R9 T* p) m - if(listen(*socket_found , 5) == -1)( [' ` s% n4 p2 n
- {+ B( q+ N+ _- y) ~5 H* h+ v
- printf("Listen failed!\n");
! H! q- r" A; Q - return -1;, n% Y1 ~" T6 f% p, U
- }% d- E, R+ N' z# }0 w
- return 0;
8 p/ g: W) `+ Y/ A# c - }
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);
# {. q% x" E9 s" E7 R. \ - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
2 j, P* z0 {. c9 \" }: y9 q - {
; \0 q0 Y7 u+ K* ^% x3 b r; ` - 。。。" C! g' o* N+ \* `2 O: a6 C
- while(1)
/ I; ?1 z% Y8 z: X - {- v9 u3 c/ k( a8 ~
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
3 ?$ M; ~ i+ B J; w% _7 } - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
t2 E. [# ~% @ - 。。。3 S$ R1 ]6 ]; y3 N2 X' w9 N
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);/ r4 u% Z8 u0 y" {, m( L
- }
; P) T" s4 y. J1 p) ?8 o - 。。。" G' c& U* Z; B% L# K4 {
- }
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);! g1 }# j( l5 Q% N- h: P1 ]7 t$ o
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;9 Q Z, g7 r, N" f: ~& Q8 t! F
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
/ D. Z3 {5 }& ?# O - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
; ^/ Z/ B* Q% a/ g% H1 M5 ]4 A - pthread_cond_broadcast(&pct);' i$ o0 r; A8 D" m4 G
- 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;
4 A% O& u M4 e# p Z6 h - pthread_cond_t pct;
2 F: v$ ^ S' {6 \) Y) W - int main(int argc, char* argv[])& i6 t O: Y3 ]
- {
; X/ { u0 \8 F+ b) T - ...# D R( F8 B" _+ b7 g7 n
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);( n8 _( j% u3 Y/ U) n
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);; B" \0 u3 l" y4 Y
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
( W( q( ^. W) w, p" d - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
# B" ?" K2 T$ R3 n: Q) \ D& f - ...
8 `5 p- a0 w" [1 ^; J$ p- I8 ]: D - while(1)
( v' n8 w3 I5 | - {
3 L I2 I1 v. F8 k; J- H3 r - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);9 a) W5 b% M+ F9 y% o' Y" w, j
- ...
1 x; a, c4 M6 O8 K4 v - }: `2 a' L ~$ t+ ~' X* e" w( {+ E
- .... O" U& v! I3 q3 h 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;">- A& S( Y+ Q! y1 y; m2 Q
- </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& V- S1 {0 y s9 k - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \" d/ [' r4 _( N) c
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \( u3 G$ t P, G' r) w
- "Pragma: no-cache\r\n" \
* j& Q$ {+ x6 }! X+ W - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"* m! h& |3 W7 Z- g7 s
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
' a& R* \& |% ~- c - printf("preparing header\n");2 ~3 C. q# h3 [. y) K; v
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \# J+ d/ i* b% H$ {/ `' X
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \- W1 H* ]$ p6 s1 L+ }
- STD_HEADER \8 Q* [! b6 V) U! y
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
3 w5 C/ p5 o: k& f) e! i. T9 n - "\r\n" \8 _+ z8 S' m% B( z" X# W9 k) E
- "--" BOUNDARY "\r\n");
5 l/ B! J" J) y+ i" t - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
. ^) B! ~% r% {. Y |0 I - {
8 m2 p( Y. U, {! b; ^ - free(frame);$ e( c* Q' O# P/ c
- return;
- g9 D. b; X" ^- B - }
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" \
& [+ w: e }3 [2 I - "Content-Length: %d\r\n" \
, v7 B" M4 ~) |# W3 i7 q R - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
7 T4 s% Y( I9 `* o - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);3 v# W2 u& |* X8 T6 V( r2 @" P
- printf("sending intemdiate header\n");, q: x. R# q& V4 ~4 h
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)3 k& S+ O- J# {+ d- q6 y
- break;5 a: |/ w. `3 M* e% d3 m o
- printf("sending frame\n");+ W% h- _3 d- l/ C: `
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)$ V( u2 }: S8 y
- break;8 x/ M! j4 T5 j( T
- printf("sending boundary\n");
1 P" T' ~+ U8 R* f2 E% o% ` - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
/ }- N2 o) Y6 x: Y - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
7 e: ]9 Q% F1 T L% h3 s - 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 @' H4 ]5 ~) J$ U; W7 ?1 F& u& g2 [) N' K
 : X k6 ?( w- d" s1 b8 d$ r* r, P4 Q
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
% I# U$ c, C6 G5 h- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)6 T4 ?6 K, j: X9 d& I
- {
) {8 A* @* k4 U8 X1 `$ a - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
- h7 I A' u) |9 C0 F8 W J: W - if(*socket_found == (~0))2 t9 W( S- S0 \, F
- {
4 p7 C: A# Y o - printf("Create udp send socket failed!\n");
( y( s$ |& o& O8 a+ U3 j' w - return -1;
: s6 D; f/ y8 D - }
/ c* X( W. K' T* N - addr->sin_family = AF_INET;
2 k6 i4 ^+ z V2 q ]5 g( T! K - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
3 d2 E# B( s; `6 r - addr->sin_port = htons(port);* Y% _" @5 A- Z) ]9 p D* w
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
5 {0 e' V' a8 Z! a4 i! M - return 0;
2 G! A0 r( F# n' h/ ~9 h5 c/ } - }
复制代码 $ w/ Y- [1 z3 _0 y2 ]+ u y$ q# c
0 i, ?9 {# X3 r4 m' @$ M# E: l& N! @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: O+ Z/ u" l: u8 T: F1 Y8 s
0 n' A. x5 K! |- w' t' W: V( c5 z+ H9 ]9 W# u8 a L
- while(fend > 0)4 u3 v" G/ |; F6 d# P* [7 W+ F
- {
; _0 N1 ?; ?2 i9 H! B - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
0 r, x! V9 O6 J( z) P, [- N; B - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
- W8 l& q2 H. b' u, \ - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
8 J# y j( ?' f4 _8 ? - {8 y: f' k6 x# F8 K
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
, G9 _8 H3 R( F7 R. y4 `5 G) W - picture.fin = 0;
' u; A1 a3 R+ W, K+ \5 [, y/ m - }
9 g- }8 D1 n2 m$ K - else t. T+ i- V% E E f# S! _' a
- {9 _7 `0 j' _& l
- picture.length = fend; f) ?2 S5 q( C
- picture.fin = 1;
% `' z, x' |7 J - }
4 Q3 _( o) c7 r/ K- z, n) ` - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
4 k I+ {0 g |5 _: t - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);7 R) E( h; k F4 E) D% N
- if(sendbytes == -1): b8 z5 r O8 t( n# S5 @
- {8 r( ~" ^. X, E/ W9 I) }
- printf("Send Picture Failed!d\n");! n" A% {3 `3 o/ `9 m+ {" i
- return -1;
0 n+ `! E! i/ f( o5 K# e: h - }
$ z; U6 T: ]2 j, t1 w4 P; K - else7 y7 z8 t4 k( [0 ?& o3 ?
- {
- O9 i+ D- Z4 R* @ - fend -= UDP_FRAME_LEN;
. P: ^- x4 D5 N2 x2 N; q o - }
0 D+ P B- j' I7 i) o; M7 F - }
复制代码
# N) {( h5 `: E7 z- u. U0 E* b: A" o7 d6 X, L% ^6 y ~$ J

3 d5 c" c3 g* n4 R2 b4 f$ J c2 B* v6 @8 e/ G1 }5 j" H4 }
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |