本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
/ \' b# J$ U0 f. S7 ?$ m3 |+ U
8 }4 n& f0 a! d/ \ 0 X, G1 F, Z# H. E- i* l; {' y
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.html8 R3 C4 w& u y" M& s% ~4 l
1 [ M! }9 F. D: }8 p% c# S. m! ^
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。 % T# d% d4 H# q

6 b2 H8 x* o7 r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。
' e2 \8 N* b2 |一、HTTP网页服务器9 [5 z8 K9 | V1 z1 p- B; g. I, @
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)
. q$ E$ f% K! r0 X0 a& R) k& A - {% L: W8 Q5 B8 E2 O2 |) K9 j- ^
- struct sockaddr_in servaddr;* h) h( D5 {; x" K0 e
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
, E6 ?7 {, E* N2 x% S+ | e4 I - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));# Y0 t$ [" r/ k' E
- servaddr.sin_family = AF_INET;5 i/ E$ L# X% T8 L8 m
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
* H7 J+ l L4 q( N* |2 r! j - servaddr.sin_port = htons(port);2 k8 R7 e5 R) M* @ s
- int ret;& C; I' P0 l2 W4 o* T: N9 L3 s0 e
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)( K5 T+ m# [* a6 p' m) [* g, o
- {3 z( r$ D% x: C2 l
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
$ d! E2 W# s2 q2 S; y - return -1;
% C# _# c0 @ |+ k* V6 x$ P - }' y3 E2 [; r7 o( ` Y* n
- int on = 1;
* K o$ j9 u! J! ~ - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)! o8 M7 H, z* x
- {
0 G d2 Y$ D& D* A - printf("setsockopt error\n");
, `8 S k& }0 [- P1 @ - }
) l, V1 S' ]! s( t - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
6 c3 [3 M- {" L% s" u& s - if(ret == -1); D3 ~# K& A3 v1 ^+ T6 H
- {2 ]+ l" A8 A+ A, a; _1 i( h
- printf("Tcp bind faiLED!\n");+ t n, Y Q; i5 V
- return -1;8 H, {, Y1 F( e0 J
- }
. |2 ^1 z# ?& {- B/ y- d - if(listen(*socket_found , 5) == -1) @' N! u* V2 O6 S' b$ n: M8 y
- {
2 N: Z5 N& p; k$ i* r6 Z% Q; ? - printf("Listen failed!\n");
% S' K( j2 d$ X# b( P - return -1;9 {8 g. s, [1 \! g) ~+ `
- }
4 r! x$ V2 {+ M - return 0;
4 m3 q# Y* @, Y0 b6 \6 S a - }
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);4 j$ }% e" I% [0 p
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)( N( C4 _' ]8 s s2 \. o1 X
- {
( A( `( C; V, H2 i- J4 r - 。。。
, K+ g k$ N( R, y3 I - while(1)
+ d& g4 C1 ^8 W! J& q - {, `$ r8 {* Y n I4 a
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
$ i5 O) S1 }( Z( c W - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
0 s, f Y7 S7 a% J8 y3 E - 。。。
$ i! V5 J2 r7 Z$ B - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);: p* C# z* v. J6 U
- }. j! _5 ?! }1 G: M
- 。。。; X0 }8 G$ p3 h; ~0 x5 S& y
- }
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);
3 j/ @: H& h4 z0 t3 {( s. ~; q - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
( B3 p S- y( U* H# E; z/ a: V - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;- d& |2 C, A& s8 w% x
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
7 {$ |) g8 I# \$ ^, Z - pthread_cond_broadcast(&pct);
2 w( q; D( `0 K4 p# \/ X - 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;5 ?/ O0 D4 z% r2 z& E4 u
- pthread_cond_t pct;3 D; @# s1 \( g! p+ j) a8 D, S. o0 f
- int main(int argc, char* argv[])0 O, r- d5 P! L% N! e
- {& u- {. i% y9 @/ l$ n% P
- ...
! o- n) A- P! r4 u6 a4 x X# p& R - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);0 Q! L& N8 T2 Q' C9 q9 K
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);) d8 d: K5 U6 K: Z
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
8 ?9 x6 W& `8 q5 A/ m0 a% g' L - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);) \; e' V, L5 q& k% F: }! }! H I. I" V8 m
- ...2 H; Z7 G: W3 r/ P
- while(1)# Z: D% R& ]" M; Z3 K7 X* b$ m1 H
- {
$ l8 @, a" J+ K& m - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
1 n2 l& J: `! w$ |4 Q - ...% E' w( o, e3 \. d/ M+ M, t
- }
; n8 K/ z. R7 V& l - ...9 Y* ^; q$ N0 C* i* U( R
- }
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;">% }; m" Z Y( L! J# R8 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" \! Z4 z% I9 L( k: I" I" P. P, g
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
% b3 F2 U; B# E- L0 c5 w+ Z - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \; _, |: y& L9 _: K
- "Pragma: no-cache\r\n" \2 `* I: R3 w+ _$ Y4 u ~+ S
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
$ A% L+ N/ F$ S8 k - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
; A0 w/ W* k8 i) F - printf("preparing header\n");& K3 E1 P- e/ s1 V% M+ J& ?' [7 r
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
1 U$ h3 G- N% o* m( |) A$ S/ D0 u - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
2 I0 ^7 N4 r1 Y2 r; \& j. N9 h - STD_HEADER \5 }$ C% O& {: v) y) P8 K
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
' `/ p& |4 @4 Y0 i Q - "\r\n" \
4 V6 T4 |% c1 [2 {- C2 m6 m% f - "--" BOUNDARY "\r\n");5 K0 {$ U; c; Y* X. F/ Z a- Q+ Z
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)3 W o8 e0 N; h P6 D2 D
- {( ~. B& Q' W7 X7 X8 {& H' _! J
- free(frame);
$ O) X2 R6 b, x6 ^8 ~ - return;
7 j7 T4 m# t8 o' S$ 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" \8 q4 E8 y4 v5 b& ~# T) c' c
- "Content-Length: %d\r\n" \
# Z2 V+ |1 Q1 A; C( x K! X - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
) l$ R# B7 h1 J J) q - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);4 C, x/ B2 q/ O; D, N- V. L$ e
- printf("sending intemdiate header\n");
, z- T' p" t o* Q2 S - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)8 h+ T0 Y# v" L/ q5 `0 [) B x; |
- break;
4 Z, {6 _3 u$ N2 L" } - printf("sending frame\n");
, h3 t9 S) s1 @3 O9 a3 a% r - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
$ |. ?" G. Y2 e( o, A6 f& w - break;9 W( K T- l. g8 P* D
- printf("sending boundary\n");
# X, Y* T) A& S4 m - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");: G2 U) q6 @$ _, q' y2 w
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ ]: r" _- g' Q8 T3 I7 r/ A4 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。 
8 Q' h0 G' J& _( s$ l' J ] 6 Q6 U9 P: s! a$ @1 X
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
* O/ |! |9 p9 O N- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
6 A1 ^3 r2 M7 m6 B! v - {7 B6 r- p* M% H8 K! Y' R
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);; S: A0 j0 ]" S( I8 }6 p' x
- if(*socket_found == (~0))
$ t# j/ E0 I7 j8 B' _3 F) f% r7 E - { f& u2 Q9 K; V, N
- printf("Create udp send socket failed!\n");. n- o3 ~$ a& h- K: U) O" I! q" t
- return -1;
/ }' p3 B) z0 g$ P( b2 H( V - }
' w2 J/ a( {& X+ Z% c' E/ h: `! ` - addr->sin_family = AF_INET;
& g) ]3 D* l* i - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);8 w: w" U. ~- w
- addr->sin_port = htons(port);
7 u% @/ B5 y/ x9 e) x! O - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
d. Z. w$ s2 b; K: i8 g( G* W - return 0;
1 {+ c& F# M% D) E - }
复制代码 0 s& F2 i5 N1 z, c& {8 ?6 n8 X
# u: j+ [. Z& |5 Q$ w. t/ |) T4 L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 b8 m0 b# @8 w/ b
* s$ L# w2 T0 r$ T7 |5 v# S
) h0 J8 j$ s- O5 L, Q1 O: [0 k. t- while(fend > 0)
8 K8 w! a. n4 l# f/ n# m - {
# F& R9 z% Z* P* N - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));; G) U3 T& j3 o; |5 |
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
3 G, ]) `+ G; O: F - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
2 H+ M' B9 G* P |) e5 f - {7 q& k9 M" X" K" j6 C& s. L8 c0 O
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;" h o- d, Z. T
- picture.fin = 0;+ a" r0 n/ @- r$ b( c% Z
- }
) s4 x- n- ~0 o - else
* {( r8 H0 X0 L4 ?8 }+ U5 n1 m - {
: ^5 N" ]' W, p. C0 e2 N - picture.length = fend;: Q- \( \) j8 `- {% M& f4 H* j. x
- picture.fin = 1;5 O' n7 v- D L
- }6 h2 j- ~- Z+ i9 F
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);: E: }* A+ y; b/ L0 f' w
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
: {$ H4 |$ V/ c5 m8 r - if(sendbytes == -1)) l) |5 K# F! V4 q/ O, Y
- {
2 ]7 z/ X; W+ l& G' r) U - printf("Send Picture Failed!d\n");' A, n2 ?# S( a' N0 q
- return -1;6 n5 E) k7 Z1 c7 ^/ _/ E9 Z5 Z
- }! ~" I7 v: o3 k! R
- else
, T% F" D; }, O5 n5 m - {
1 K6 Y% q# L _$ D' K% T# q# B - fend -= UDP_FRAME_LEN;0 h1 M7 `2 Y/ l( T% K8 T, ?
- }
) W: o' u) H; W% h - }
复制代码 ! E' s d3 ?& P* I! T
) F7 s* Z4 k6 ^

. N7 T7 g% S, M4 B5 G; f) p* B. i( `
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |