本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
* i0 x9 o! F) |( X! j+ W
: X/ { H$ L# z/ N8 O
1 f# w3 O# B/ @* A# O0 n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
5 S/ U, ?% v) W1 E9 P$ E, O; x$ _2 ]
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。
7 b# g' r$ f" M$ S
# R. L* V, f# q f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。
' o' K; F8 U9 l) j6 k一、HTTP网页服务器
' p$ R$ G( [. y9 P4 @( Z, p% a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)( b$ V$ }1 K! s/ j2 s
- {
8 Z: j# J- W8 p/ [" s( j - struct sockaddr_in servaddr;
1 r1 B7 A8 |0 M5 Q# Y - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);8 G) U" r, X( M6 j$ @* l8 B
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));: H' X8 S' A4 O, o$ v0 t+ t
- servaddr.sin_family = AF_INET;
8 | E7 \( y V3 b1 ^ - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
# a" }) c8 A# @ - servaddr.sin_port = htons(port);- E9 ]6 W) ~3 |+ c. b- O
- int ret;6 R( ]5 Y: V2 Q7 J
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
3 u/ S) g1 s B( p - {' |' {0 E3 n! R. N3 z$ b
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
( N+ V! C# r8 K( h - return -1;
8 C l, L+ c5 m# m - }* y, M- G h+ [. }1 N
- int on = 1;
7 y( h! l" h7 d# G8 Y/ @$ H - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
9 d) w2 z. ^. n5 R% A$ a9 z& ] - {5 H7 @# X1 K- ]% D- j- v, j
- printf("setsockopt error\n");- h" c5 h' \- U" M: [+ Q
- }& Z! K" o/ `5 M y
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);- I: s% S/ H0 @" P
- if(ret == -1)- l0 I. l+ l, _0 `5 N4 u9 l2 U
- {
7 g8 \: Y3 q' @' r - printf("Tcp bind faiLED!\n");
9 @( I Z, W0 Y% G; E6 p - return -1;& o2 e, ~2 c% s6 [/ e7 Y
- }
9 s, p' h! X5 q4 R5 ^8 s - if(listen(*socket_found , 5) == -1)+ [, ?: n$ ~9 i8 ]
- {7 L W1 f. J) a
- printf("Listen failed!\n");
G: {; Y6 S3 i/ ^) t/ ^' m3 J - return -1;
7 t1 ~- [ N) E! v - }
, H& z2 ` x2 m - return 0;3 |3 i$ \# Z1 a, ?! Y3 e+ U
- }
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);+ \$ N- n7 i; x4 i |! ]
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)+ h6 j! Q6 e$ ^ ?5 g
- {+ _# Q: B- K: G) M
- 。。。$ _; ?7 `! b; y9 Q" T9 w6 ^/ R
- while(1)! J Y, [: ~" a9 l; o4 }
- {6 [) T2 a: p& h2 J
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
+ K5 C: w9 l$ ^: ]( M I - printf("fd_socket_conn = accept()\n");% O$ T1 d n8 [
- 。。。
# V Z" q" u1 A: v% n" g# r - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);; n, |: Y1 S7 e7 k0 W# ^5 C# m
- } }8 V7 q; j- e9 h5 Y( g8 {7 T
- 。。。
0 u- |2 S, n& M+ j" O$ |# S - }
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);
% Y5 q5 _& y2 Q3 H+ A - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
) x) f2 t6 _2 \9 F+ e/ ] - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;. @6 J, |7 G ]* @. B$ M$ w
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused; Q, @( c. A/ t( c
- pthread_cond_broadcast(&pct);
/ W4 h' v. W3 V. b2 B! [! s4 \2 y. 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;
" Z6 e6 n* F4 T+ Z9 T# M: X% V - pthread_cond_t pct;
0 O& ]; P M9 m - int main(int argc, char* argv[])& H2 A/ K- i+ e9 o2 V1 C- @
- {
' I6 U7 `( j) R; p& u" E6 T - ...
5 a3 t! M7 p8 h - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
' j) M5 l; K6 x- S: m - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);( Y5 Y8 k( L5 T2 y8 r
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
' q/ j. {: y. l; r - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);; Q p9 H0 \" S) Y7 W. [) L: F
- ...& G8 Y1 b3 |) {9 Z6 j( e
- while(1)
; |+ n( u' \; F8 L; X - {0 P @0 c; S3 A/ ?
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
6 M; o' |& W5 ]* I5 v - ...
D7 B5 @4 U( a+ U+ V - }1 A* y* i7 B' H
- ...
- P K/ o% d8 o9 \ - }
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$ }3 x' R& }) {
- </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" \
! Q# ~% v" f% i - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \& \( C0 U, f& R3 o. V2 c9 o0 `
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \% S# Z! w5 C, K8 Y; b
- "Pragma: no-cache\r\n" \$ A. J9 D0 `0 L" \
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"9 H# y' M9 o2 ~: z, F
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"* L8 {$ S3 P( s; n
- printf("preparing header\n");3 q4 w7 v7 _$ K. r q
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \1 c, v& g6 z& x$ h. l" O& @3 H3 e
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
, S; O2 _& o8 q. x - STD_HEADER \
& T: {7 v' B8 \0 M* W - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \ X% \5 n' a9 k6 R4 h% D
- "\r\n" \
8 L9 G3 @% \/ T3 ?1 w) S8 W5 N - "--" BOUNDARY "\r\n");$ J- ^* v! N7 M2 e
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
2 q' ^; T3 c6 W8 Z5 `7 e - {- j$ _- c- \3 O1 V: M* a) R/ Z4 v
- free(frame);5 o. B' k Y+ y+ b
- return;
+ a% L% d+ E; H1 J6 E - }
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" \
) y6 e |: F1 X) C - "Content-Length: %d\r\n" \ m$ i: A; z8 C2 s: G6 }: [
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
& F; A9 W8 c5 [' ]9 ~ - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);" y2 B# x$ a+ {8 v- s6 l
- printf("sending intemdiate header\n");
8 k; d# S! ^- T* P8 j4 p6 I - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
5 `0 G4 q' V e" @ - break;
, |5 |" i1 h- Z+ g4 F- |2 u - printf("sending frame\n");8 {6 G" k2 D$ O* J( m
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
5 B0 F. i5 C7 @; z3 Q. | - break;. m/ Q$ @5 Z. \4 ?9 `
- printf("sending boundary\n");
: |! r4 o! m$ N# |2 F6 N - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
8 x9 h g Z0 i4 z - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)! G$ R3 V/ Z8 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。 
" g$ P' V8 n: {, x: r
4 Z0 w: `; _6 ]5 C. R二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
, v4 g0 V2 j" G% C9 W, U- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)% c; A; [9 i9 ~+ c; b( ]5 N1 O
- {& R2 H8 C' j. V& W2 V
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
* u* V# @( H/ U; F# X% i( f# J - if(*socket_found == (~0))
1 T4 v- i& j" C5 m6 I1 R - {3 ~6 S% e D& k: ?. t$ ]
- printf("Create udp send socket failed!\n");& {6 t3 k5 g+ j4 u- M* X+ v6 L; f
- return -1;1 P" \, ~2 Y& ?0 [% R/ m
- }: Q- H B) j( a/ O' k( J+ j; h
- addr->sin_family = AF_INET;' i* _- T( M% I% B% q
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);( W2 }& W$ `) R0 w3 I! A: r8 D2 k
- addr->sin_port = htons(port);
+ l) s# `4 l( Z0 Q" Y - memset(addr->sin_zero, 0, 8);) [% V6 L6 z4 ]# Z0 _
- return 0;- s% E. x; O( ~ {
- }
复制代码 7 G+ W3 r5 O. Y+ A3 G4 C0 N) ]
4 p9 U: S3 D/ |0 _4 c
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:9 \" ?3 u$ M5 e. {
0 d7 U# {! Y3 [% c* _3 I( D2 s
* e. m9 s1 \- n& K8 s! h/ [( o
- while(fend > 0)) k7 e& _/ D6 M, o& W3 g- {. y
- {' N' k* z8 h& K# L7 ] l
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));2 T& U( z) W& n
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);' X$ @5 X5 o& c/ i2 G/ \
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)+ Z ^: N/ J1 N
- {
- A! ^* q4 ~5 |9 v; E - picture.length = UDP_FRAME_LEN;3 P6 |% ?- O; A5 Z+ A
- picture.fin = 0;$ J' y1 C Y$ y k
- } G4 }6 ^6 M, b. g W6 S. _
- else
- O+ ?! s) N9 t. ]9 K9 m2 p - {9 e9 d3 P6 @1 P2 t2 T
- picture.length = fend;" s! p) ]$ N0 ~. Y1 ?5 M
- picture.fin = 1;
C0 w n' ?# N - }
' V9 ]: l' Y9 W# d. B - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);$ t1 L9 r" F( y/ x% P
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);; w2 h, D( ]; W7 C9 y) G
- if(sendbytes == -1)2 p- t7 w+ K" [. a# O/ [
- {
k3 b8 v0 I b2 D+ b9 U4 m - printf("Send Picture Failed!d\n");
( x) Q' R) E2 R+ u+ F: X - return -1;. j9 P% Q3 ~5 W& G; p6 S: i
- }
( f( ~. C5 V( \ - else) g: h) d$ X) V# v7 s' `
- {
0 ]9 e" W. ^8 |5 Q/ D; b0 K - fend -= UDP_FRAME_LEN;2 @* t7 l' J) i& F( l
- }
) p! r2 g2 j5 H8 C8 w9 _ - }
复制代码 2 h( Z. K# j2 @; Y
. s' k+ D+ p% C4 \1 ^
& U6 `( Y6 a& x; Q9 M& S* f- X0 B8 c4 o1 ~+ S
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