本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
. t" v. ]( P4 n6 J: \5 {) \2 T. X. ]% j

8 X8 H' b, }4 x: y* D8 b( V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- n7 x1 z2 ]* R0 h6 b
- W5 s7 z% K* r, P
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。
) f% ?; d, V: k: T( R/ q' Q: {: R- i; D) `1 C
0 c0 B- B, k2 f7 G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。
% g/ p- L3 B6 p6 r; g8 x. c4 w一、HTTP网页服务器! L8 ~! l: Q% t6 {; D( ^! C
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)
* t7 {! Q5 S6 h8 Z, c - {
! v8 M6 ~0 x8 ~7 R; | - struct sockaddr_in servaddr;
" u/ Y/ s8 O L6 g - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
6 M9 L" s) u% X, g - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));8 w- \) K. c( v5 H$ H c
- servaddr.sin_family = AF_INET;) b, G$ A( }" R9 e5 ], [+ M. q0 F
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);# j7 z& L! d' K) n* }0 f
- servaddr.sin_port = htons(port);. F! Q! ?) k. U1 I
- int ret;
- ?; m8 U" k+ G. d1 v - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
/ {! y. j4 {& E. ^( u4 @ - {
2 B9 [( f* ^$ Q - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);% c/ h; W! ^% P, d7 o
- return -1;
- N! o" w1 N2 L2 t0 K/ \ - }
& m1 o/ \) E: h) W - int on = 1;$ L0 N' W+ b$ o) k. k) ]: t
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
0 ^4 p. _- j: Y& F }* K/ {: z - {! a2 X6 C. M8 a: E
- printf("setsockopt error\n");4 U! [" v/ W1 j; G g6 V8 u
- }
. u" M5 B1 f- y) R+ _3 @ - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
" f- V) u" n7 w! D - if(ret == -1)
6 z1 E0 I9 e& C6 T8 a - {4 z1 \* B. a+ a- D) |7 s0 M! i4 S" ^
- printf("Tcp bind faiLED!\n");% a: Z! \. A: u* g
- return -1;9 k% r( g8 c" `% N- }
- }
- J% S5 h7 o' F& U: D% R9 _, K! L) ~ - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
% V$ h% B: a# X9 E' `* z6 X - {% F' U* T3 N6 B- o
- printf("Listen failed!\n");
. w& a2 J( R: T N+ J$ ?6 Y2 S t - return -1;2 Q3 V7 v- c' b- s4 B4 R
- }6 B5 h; T1 g0 q3 j# e; W: m
- return 0;' r% t: G0 `5 }4 p
- }
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);
+ x/ L8 W ]; a - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
$ p& ] n5 C8 N; z4 K - {
, I" n5 n4 q, \& w - 。。。5 ^1 H1 }2 l% P: Y
- while(1)9 e* c, O: y! g: r/ T
- {6 f0 ^' Y* x7 a( L( q h9 b0 Y
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);- J4 _8 t. h" Q+ Y3 X+ h
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
; f1 W, _1 U8 `2 k: H; @ - 。。。- T( i1 K$ v. {# l3 u' ^) S
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
# H3 v+ S& {0 ]. m( y - }& {, `$ w2 |) ]% _; t
- 。。。
$ E4 Y y; [0 T - }
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);9 `: u' T6 R; r
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
% Q% u# Z$ i2 ~% q, C - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
' X: Q/ T$ i6 _7 q& p - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
. Y& X0 ^, }- U" u: U* `9 } - pthread_cond_broadcast(&pct);
" w4 ~, e) M; A& j8 q0 J - 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;- D B9 U1 l9 [$ }$ Z3 V
- pthread_cond_t pct;8 L) D! \% ^5 y
- int main(int argc, char* argv[])
0 Z( E5 Q$ u1 Z - {$ m6 P' z n: p/ `
- ...6 n5 `/ W9 n" C, x, s
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
[( v8 Q* }7 h y8 ?8 u1 l - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
) m! ~3 r- O; f- q - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);+ y5 R* j+ k/ O" W. g+ x6 v
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);) q1 J; [+ J% {& X0 Z; C
- ...
4 ?0 h( q8 { M; D: S4 ~ - while(1)! J& p& [# b( v
- {& `% t. r {) p- Y2 _/ M! \
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);- Q! q1 I# a9 C/ j! d" |; u
- ...
. \! j5 M8 @( P' t+ t, r7 K - }
. w# U# l! C2 J5 K7 E1 E - ..., }9 U2 k# F% V- X& i* w1 L
- }
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;">$ C: L# d! b" j( 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" \
0 U J, m5 {8 z: I - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
# L/ m4 w4 ^6 A$ E6 j - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \3 v: C' b% G: z" j" v) q% r
- "Pragma: no-cache\r\n" \
5 f) e, G) }6 S. j. V+ c! @ - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n") p' P6 k0 ^7 n) B0 N) a% Q* f
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
, `! e; { J2 x, g - printf("preparing header\n");
# q% u0 j* D. p: N+ E) S' ~ - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \7 u) ~& ]9 h! V. \. w
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \& V3 Y3 p4 O. v, \) Z% q; z, w
- STD_HEADER \# U* \. _- d; p# {9 p4 o: [! z
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
2 K5 O" I# k1 }0 X6 u L9 A7 e( O - "\r\n" \( \& k/ Q: B0 o: v8 z8 }7 k( ^2 U9 e
- "--" BOUNDARY "\r\n");
" h/ c6 y) W) M" [0 S6 h* [ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0); N- b' b5 ~+ |$ z& _6 B/ h* ~& c O+ D
- {, `- ^& C; n" o4 A# B9 n6 p! Y: @
- free(frame);+ ?1 ?2 {( ?6 v
- return;0 g/ w$ q) Y' Q( ~
- }
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" \
- h: D/ {/ W, g0 R1 \ - "Content-Length: %d\r\n" \, [2 h* U" S9 }% q6 G' B' z" M* @, E! I
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
' J5 L! ?( {% K7 d2 ` - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);5 s8 ?6 p7 R, v' l. l
- printf("sending intemdiate header\n");' p; A5 N! I8 [- A
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
$ T, E8 @8 t& D6 b! k* _6 D7 H1 ] - break;- e7 J( E% D$ K! a- a6 L. {
- printf("sending frame\n");
$ @5 y+ [5 W4 l/ y, Q) f' ` - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
9 `) X9 }! k" {8 n1 { - break;% a, ~+ J" a2 u
- printf("sending boundary\n");
" X1 h$ T; i# z* j% I - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
7 }! y- w+ v, O3 |( T - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
6 ^# f1 V% W, i6 f: t3 \ - 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。  3 S% m/ o2 Q7 Y& B$ N' p' d" N+ m
 + }. _7 P! `* j$ h" ~ i' Y
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
3 z$ {3 W5 {: T. T% m- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)# `2 {- b) D, k" D8 J9 J
- {
6 C% a7 t! v5 E, Q s3 b - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);' v. l! e2 L/ c; a7 F; ~- {; F
- if(*socket_found == (~0))
W8 q3 u5 g$ t3 ^+ M& S - {
7 m; F) r, i+ a& F# G2 p) ^ - printf("Create udp send socket failed!\n");" _3 f( ?4 K% H; i& n; P
- return -1;* f* W9 d/ R8 r+ p& t- u
- }8 p9 j1 _ B4 Q
- addr->sin_family = AF_INET;- x6 w# h0 q0 K& v; a
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);5 }" j1 _! ` |* O3 s- t/ |( h5 \; j
- addr->sin_port = htons(port); B! I* i, R; u/ I+ ?
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
5 l0 F C. i9 k8 ?! @+ D, P; I - return 0;9 n; G( E" O. ]. L+ W) e
- }
复制代码 5 R7 ^; A7 X, z: v% D' b
1 y) Q9 O V: U. E1 P, _
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:8 f( I; L. b0 R0 _+ M
. K: Q! s8 G7 B0 z% f
3 R% _* Z# Z) O. V
- while(fend > 0)) `4 O$ Z# Q- i3 j) ]8 s. j
- {
# K" P, s+ e7 A, K% K, i% i4 _ - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));- R: l$ \7 K. \
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
4 O# i- g: q* I$ B( h/ Z% k, p - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)# J4 H" i3 R6 ~: o, `7 D) j+ ~- ~0 r
- {
0 a/ ?# x8 ^ p7 ? - picture.length = UDP_FRAME_LEN;- B# Q P" A" L: T0 L( Q
- picture.fin = 0;; v0 |/ F* W7 G9 C' Y% ]
- }' I3 l5 X9 |' F7 w
- else" G* P+ X. l W+ t! t
- {/ j& q: S8 p4 g$ y2 X8 \
- picture.length = fend;! F7 A8 B) V0 |
- picture.fin = 1;
& q6 L, W3 D6 Q, d- l/ `5 V3 I - } C3 F7 B9 `4 E
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
. G2 ?7 S& ^( R- H% b - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);; e4 `$ Q. x6 ~. w7 B; E
- if(sendbytes == -1)
; P4 n' U1 ]/ g0 o' Y5 _ - {
G( W" _# c/ k9 q - printf("Send Picture Failed!d\n");/ ?$ ~) d$ ?! |: O
- return -1;
& z- D$ f. Q2 U) Z1 Z6 x, z l# y - }4 s# X4 {3 Z3 ?- Y1 ~# F0 s
- else3 ?$ w) g$ T, v+ s: M( i
- {) y, F1 \0 w; _9 n
- fend -= UDP_FRAME_LEN;8 p4 l" a" D9 O1 {
- }
$ I$ Z0 L2 u) t5 V! W# q) P - }
复制代码
) c3 S! @+ x( K# Q6 B; q( m9 F G
# P6 J& e- Q7 h# f) D+ w7 z! J
; Y3 @+ Y* y' t, f. n( P0 I
Q: w, y9 |+ |iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |