本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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& n) }& |( H" e& D% T4 e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
; ^) @' d) J: o3 _ X0 D
' C3 Q" R3 h" e' A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。
8 S$ N) C- {6 {- \, F( C ! U# s) E/ n+ G D$ a+ |. l# R4 o0 v
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。
* l6 R( @1 w& ?) o( o一、HTTP网页服务器
1 R o2 f- V, ~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)
) g8 w% A8 T0 W7 ~ - { i! h: b4 M x7 ?% J+ Z
- struct sockaddr_in servaddr;* N% I# s$ K5 X R8 H0 h6 T) [( V
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);3 B" u2 ]& P* C. h( }& H
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
9 w- K8 a6 Z4 }3 ~- P! G: A* W" R* D* ` - servaddr.sin_family = AF_INET;0 j- {6 n) }/ A+ m2 s) o
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);& V$ y9 B/ d* E' l# |+ J. }
- servaddr.sin_port = htons(port);
% [) I: K/ `4 Q+ x - int ret;
* Q$ P- V* [: T8 q; r% s - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1); j4 U- a1 T1 _
- {
2 e* O3 l: ]$ u9 R) M8 Y9 i; L - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);6 G0 I$ B, m, q) `7 N2 |$ I% _
- return -1;
" q7 _: K+ \) [- z - }
3 x- y1 r% j5 T0 q - int on = 1;
$ H; y( k- R4 H* w - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
; f C8 G' M8 c. `6 g, A) {0 e0 v N; d- f - {
2 ~( b b8 l0 ^2 u$ L% z0 p: @ - printf("setsockopt error\n");/ b$ h) Y! k! l+ k
- }
: D) R5 t1 l6 Q - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
" t! l: h; E: O8 b5 A: b - if(ret == -1)
8 j4 j' k$ y# Z* F' N: | - {# [) r8 v \! H9 j+ Q! @: H( G
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
) R5 V; {2 Y, Q. y& {' u. h - return -1;
! E: v/ J( T/ l0 ^- s( ^6 x9 z# C - }
( }. K5 B! s: x - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
- \- b7 ^$ V& x. Z; Q3 H5 X - {# z6 C7 @3 [# }" y
- printf("Listen failed!\n");: p- O r4 u, V3 H" a3 R
- return -1;8 B& Y1 B! X% E F, J" K$ o( @3 {8 G
- }. f, C" G- w, w2 I6 Y1 p6 r& ^
- return 0;
0 B( u, E$ q& r0 m - }
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);* A" _! B2 U! b% B3 a2 q% U6 ~3 d- w7 S
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
) R# ^) c3 M" `, i( ?: g8 i - {" F0 R. ?9 w* K( V- F( |
- 。。。
% A! M' [ K& j' ^9 l - while(1)% T! ]$ `9 A8 f7 |
- {/ a( p: n# O& t }( Q3 d
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);" T% z) }" P) D( _$ F
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");+ `3 }9 R* _! H6 p: ]9 V" D
- 。。。0 z: y/ p* [9 v2 \$ x
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);$ P7 a- r/ J9 e$ Y
- }$ l1 j- ?5 J* n% j5 Y: a7 q4 p- u
- 。。。/ M3 _- s- [% L. X* p* 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);
: }/ ~3 R% t7 x4 N4 L" l7 O - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;) ^. H$ f8 y# m
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
! K7 l; p$ \- l/ X" z% o, c1 `6 u0 K. d - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;& l) J" r6 V2 _ Z6 V, L7 o) v% [
- pthread_cond_broadcast(&pct);' H; l7 N' f% A9 W4 S/ V- p) p
- 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;
" X5 _' L" F/ Q a5 {) r" q- `. z - pthread_cond_t pct;; G- ~! ^9 a! ]% F- n
- int main(int argc, char* argv[]): _; a/ c7 K7 A, P. u
- {7 Q, r, q/ f) G( E5 M- V g
- ...2 B& t0 X/ `1 Q
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
5 n- W1 A. t1 i* j - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);, _$ _: ^$ V* X( q8 F
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);3 B% r- d/ l' q7 Y6 b
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);' ^! d4 O; y" I1 h6 p$ }5 D
- .... K# r& V6 {1 V" j" ]
- while(1)
' e8 N; ~/ B* `+ M" x4 [, e. A - {! D, x% b$ ^0 ]& }6 ~; K# `
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
; A( _# ^; h) P2 f, ~: Y" j# { - ...
- E: c$ Z+ Y- ^4 n - }
* X$ }# U7 R2 O, j: N7 i/ R - ...
( P2 d9 D) T3 _2 O - }
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;">
$ U9 Q5 x9 ?, Y' p0 ~; U) Y - </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" \
4 ^1 D5 e7 i0 p7 L7 C - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \4 B$ N; H, W6 a
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
9 v8 y" B- Z, q# p1 K - "Pragma: no-cache\r\n" \0 {0 m+ I: p, y& x: k
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n") W- s9 _. y) b3 T- A( E* q( R
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"/ ]+ d+ n9 |' n' ~5 K/ l. {. L& y. h
- printf("preparing header\n");8 K9 H, J" d! N+ K: e; U9 P
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \/ l1 c2 k0 y7 J0 E# n& u, p. |
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
7 S+ T( S1 @2 q1 u - STD_HEADER \2 ~- ^' q! s$ T/ ^9 b3 y! H7 L9 m
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
" q, G- [; P6 t7 d, m1 m1 j - "\r\n" \9 y0 I0 m1 X# Y2 Z/ ?3 j
- "--" BOUNDARY "\r\n");; ]( g3 V' u+ |6 O' I
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)( j' l. U/ |8 P+ v
- { |. P6 g" u! d! ~; a' O2 y6 T; D A
- free(frame);( H- `2 y& i; O' m
- return;! w9 K" d9 _' y5 E! r) K5 z
- }
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" \
. }, N- r5 r+ @/ B& M, r' P - "Content-Length: %d\r\n" \
( w) t; [3 \3 R/ O# [8 A - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \7 m. j/ f1 f8 I6 v- K- ^
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);% a: Q) K2 g0 a5 y( q
- printf("sending intemdiate header\n");
" z, o9 N2 R/ Q! g& L - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)( T) w" l8 z6 Y. {. z* G
- break;
" `# u) u' F( @ n - printf("sending frame\n");0 i" i# R3 a. ~3 e' z
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)5 }0 g, V- a4 } S% I0 M& f# ^
- break;
" H, B0 m' _. @" @; r - printf("sending boundary\n");2 w# L2 B1 o% p/ }$ [
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
1 N2 q; g4 u0 {+ \ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
- Q% X( s# p* }% |; A+ y- O1 v - 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。  ; t; |3 K2 x- [& V
 9 L: h4 |. E9 M, b
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
7 ~$ B4 V8 x) T. F* d1 K9 |- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
5 V+ |% j4 q8 X0 j# m3 m S - {1 [6 l1 A& @% ^9 o6 H9 p
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
5 n% V! b, n. H" ?$ [" g/ d* M( s - if(*socket_found == (~0))
2 N' U1 t7 K. d0 R( N& w2 Q - {
- n6 T" a$ }# j8 B/ X - printf("Create udp send socket failed!\n");
8 L5 K ^+ } [) B; K - return -1;
2 Z- E8 l7 h- d% S - }
6 o: u8 j. p) P6 S7 B0 E8 S - addr->sin_family = AF_INET;
+ L4 g; T1 p8 F0 m4 w4 a, _ `+ | - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
2 K8 b# l( N/ ~. g c/ m3 p - addr->sin_port = htons(port);
9 v3 a) O5 ]4 g( e! H O( A - memset(addr->sin_zero, 0, 8);8 j+ a" U# [- p$ {3 N
- return 0;
- r0 k9 O% A' i( X6 K, A - }
复制代码
5 `, j$ U, g- V7 e& \5 [1 v1 c7 o2 _8 |2 J1 [
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:
+ f9 C- {# e+ Z5 m5 y9 ^. ]
4 W* a# C; A7 @6 v: K- G( ~# E; Z: x/ h' @
- while(fend > 0); g9 {$ Y Z1 X B
- {
4 _+ Q b: t6 ^" S. h0 n - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
# w- \' r, b0 k# ] - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
1 T! h, w) R* i - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
8 G3 x0 Q6 R' `: Y) a - {) P7 t1 U# ?- w* u
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;3 r* ?9 f# D& I
- picture.fin = 0;
$ h$ S; }; U- V* I2 `- f: B - }3 M9 s% i: r- h' Q0 g. W- J! O7 a
- else
5 I9 u+ z8 q( W( S, w - {
* L5 J+ \( b; E1 Y! X - picture.length = fend;( \+ d1 T8 L, g) I
- picture.fin = 1;: ]$ @; G* J; d4 ~/ H
- }
( [5 a( L, S8 O. H4 b! C - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
) W5 ^! y' l3 ]0 m' s6 N } - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);/ _5 \; Y3 V* W8 O. Y. I
- if(sendbytes == -1)
8 u( K5 v- g- r9 n1 z - {) x3 C$ r4 o: }) g* r U8 h( T* F
- printf("Send Picture Failed!d\n");
$ e: w1 u+ k+ Z: e, b, h- } - return -1;& @ [( i6 o! V5 ]' t- z* I2 f$ }
- }
# k/ n& U9 _7 I2 O; N - else4 X' p4 W8 ?1 p8 j! B( h5 h
- {
' a# ^; U+ k5 w9 t4 Z! h/ L% G - fend -= UDP_FRAME_LEN;/ u! ?, h$ p- B" e* \
- }
6 X# R2 {9 M3 C7 I' M3 z0 Y - }
复制代码 $ [4 t% W& T, c
7 Z0 Q! C* p! j. J. W + j5 y3 ?1 ~6 \8 y0 q
`$ A% q$ T; o* }4 `) u0 ?
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |