本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 $ v( [6 i8 C" l' K# Y
# j" H0 K5 X, S 1 p" u! R& f5 K( U
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+ y' v- N4 f3 d" C$ n" ^, S4 \
7 p# t: p' O' U% R" V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。
: z. `* H' g3 s, [5 `6 A' M( d ( Z" l6 M2 _; V/ C
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。
' k: c3 O' f# ]" ?' Q' f5 A一、HTTP网页服务器$ C. a' Y. x/ s0 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)
! e; @# q9 K- g/ y6 e0 T - {
' P0 O/ A$ E( O - struct sockaddr_in servaddr;: G% j$ R% a& ^1 q
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);1 j0 U9 [" v1 g( B2 r( B
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
5 V& t5 r" `2 W7 M1 r - servaddr.sin_family = AF_INET;
& i' r% V5 @% y7 _5 C2 ~* x" Q3 ? - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
( S0 Q6 F: ~& r3 Q! t# n3 g - servaddr.sin_port = htons(port);! G# d& b9 ~* T5 E; L7 r z c
- int ret;" r$ ?3 }; f8 T: \7 E; G& _
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)1 d# Q) [. F0 x
- {$ W$ o5 M' |5 f$ w: |$ Z+ ^
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
2 _/ @3 Q$ k: v* n - return -1;
! \! E8 B; [# [& i - }; y2 t4 L! A( {) P0 C3 |) E" A
- int on = 1;, g# a" R; P# |: ]; k: x9 O
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)) q9 C$ j2 x" c0 S; _
- {2 b- |' ~# {1 p& X m
- printf("setsockopt error\n");' O+ w, S: ^5 P3 v# S" c. ^
- }2 @* O, F. F: B2 o/ H4 u
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);# Q& S* b4 l: Y G6 O
- if(ret == -1). ^4 d: t: ~ I
- {4 ]/ Y+ ~1 {- m, s, o' A
- printf("Tcp bind faiLED!\n");/ K1 v0 ?7 j) Z, C8 ^
- return -1;2 F# k+ v! i' T" l' u6 ~4 V3 }5 O
- }
/ \2 T; O1 z. E# R" x - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
; h0 ]' \ A4 m0 p, U3 v% I - {
$ R. l- f+ i7 S+ s/ ]0 d - printf("Listen failed!\n");7 s5 O0 d! t5 N% t
- return -1;% | h: g2 \4 J4 h! D
- }" B; V6 Q( m4 L! L* y* @
- return 0;' A! m4 E7 O/ y& G
- }
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);
0 x' p, @% r; c - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
" }5 k" m' E4 Y9 v' | B) w; M9 F - {0 B5 e- A2 R% ~' y0 k) d$ q' _4 q4 |
- 。。。
, T: C7 V. w- T( A2 v$ u8 l - while(1)
- E1 k/ C! W" w$ o# J2 p - {* w v1 D0 p+ `
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);- y6 Z0 p. K$ d% C" j
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
) n: [/ f, ]9 c. O' v+ U8 ?1 _ - 。。。0 R8 I, w3 d: D) l; C& I
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
L& N" g4 W8 L( h( y0 | u - }
& H( v g3 {6 w9 v4 D+ V L - 。。。
0 _7 N8 s# G' D% 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);0 k" d9 Q- \" }- n9 g* J, z2 ]. b
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;+ J# i. B. {; X
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
( D+ M3 a8 b' s* y: s1 q/ ^ - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;. U9 z4 x6 w6 m- e
- pthread_cond_broadcast(&pct); E, Q7 z( r- x; G4 [7 R
- 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;! N0 G3 \% u( {5 S7 Q
- pthread_cond_t pct;9 G; h. e5 q; {, D+ B
- int main(int argc, char* argv[])/ E @2 a' v" P3 Q/ j9 g- j
- {+ g( ?3 @; K( w
- ...
& [. A1 n; I5 w: Z4 X - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
4 i; M/ L2 |# {5 M/ B! D" A - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
& j2 n( q6 P/ `8 D1 V. G: T5 z) ` - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);8 r& x2 x3 ^3 R) K0 p9 u5 r# U
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);$ g* h4 q1 k0 o, U: m
- .... M+ D7 x( w& r* @9 i0 f* V
- while(1)6 Z2 T) L0 i$ ]
- {
]- I1 H/ [5 b) H% x" l" E - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
$ s; o3 C: W" U) `0 }+ Q0 U - ..., A) h7 v9 l, w0 F! G; \ t
- }
$ [/ O( |8 @ G) e - ...* G2 N/ |+ @, K: l0 o2 ?5 n% k, s1 k: d
- }
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;">2 t" v& a+ Q: d F( u" U: P
- </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" \
2 P& Q4 W( l+ {% l6 y. \/ F: | - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
K2 Z# C% C, u - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
$ m+ {8 ~5 q! J/ A' B* t9 e - "Pragma: no-cache\r\n" \0 i3 p3 F$ ^5 W7 P, c
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
! h6 x: C, o5 M$ o0 Y. V' ` - #define BOUNDARY "boundarydonotcross") Q& e2 A% z. ]1 J2 M7 t
- printf("preparing header\n");
% `' q% T: s3 z - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \ K6 H1 {2 v! d4 j* Y$ A
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
6 ~1 S$ C/ D2 `9 S - STD_HEADER \
2 b" b) n3 f' w( a7 e# ` - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
n* w6 f$ ?( q3 { - "\r\n" \) R0 v3 @3 c; @$ |
- "--" BOUNDARY "\r\n");
8 ]5 B N8 e6 O - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ y I7 A& t+ s& m* O - {# E4 b+ z4 w7 p. [- x, f
- free(frame);
# w7 o3 Y+ Z% Y Z- T7 i8 Z4 U1 m - return;
+ g1 E( c* z+ ?9 J- _1 j: g: u - }
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" \
* g5 q$ K8 \& D% a) k1 v - "Content-Length: %d\r\n" \, m& L2 D" \% `4 g! w' ]3 s% q3 i# [
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \( t# L. _; O& w+ ?3 M
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
$ k+ k. L0 J1 T8 A- D. E! g5 }2 V - printf("sending intemdiate header\n");
6 N' D; e* \$ L$ I - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0): d7 R6 s+ J1 H# w2 f
- break;
# o) t5 s* ]+ @2 { - printf("sending frame\n");0 w% k( d8 W8 t, E+ F2 {' a: u
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)1 V+ |8 a* _9 u8 ]. N0 w4 J
- break;* z; ^: L6 ]0 O X1 ~* ?
- printf("sending boundary\n");- E8 Y6 d6 h: a* l
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");9 W, W+ j+ w( D7 `
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
- o' r0 u) w. }% b! X" ^3 W - 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。  * k3 `0 p- X" ^0 p' B

. Z5 C$ u/ n) ~0 _/ { e! q二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
9 ?+ F; N1 h6 w9 M4 w- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)' V% {) g/ l& {' B
- {! e9 { [, }7 B$ F* \/ a: c0 W
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
- L; j( r& q) |4 ~! X `, n: I - if(*socket_found == (~0))
. @+ \' \- e' P, y3 H1 K( v( f" { - {) p3 z& @( w) L/ w% ^! k$ Z7 i
- printf("Create udp send socket failed!\n");' d3 z, u+ @8 U. |/ `! Q; }9 d5 |
- return -1;
$ z# c* h$ t3 @" Z" B2 |# r3 S - }( A1 i* a4 B9 `7 U7 \2 l+ b
- addr->sin_family = AF_INET;
- ], V$ R# A1 O& L4 Z4 N - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
1 ~5 j: j7 Q0 ?' g6 u( P: W - addr->sin_port = htons(port);
! \; t, h/ }8 U1 f - memset(addr->sin_zero, 0, 8);; }4 B0 O: R9 B8 y
- return 0;) C, j3 g+ i& Q! w7 ]! I$ l
- }
复制代码 . U# B9 f! Q# b" ?8 ~2 f
6 h `; |& q% Z g: N6 r( t4 u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:5 e, p4 ^! S' G+ q3 E* A" a% L
! Q" \9 F! r& J4 \0 g0 \: b( g: j6 T7 S/ N8 P- Z
- while(fend > 0)+ h, W. ^ m$ D4 q8 C
- {* |$ X2 y& f( C
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
! k+ r. D' o3 O5 |' i3 J+ n - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);/ |) J8 X V' ?" L9 U9 @
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
3 s0 p& |" z5 M' b C( O7 c/ Y+ l - {
% W- N( R1 t+ P T1 ?' j, S - picture.length = UDP_FRAME_LEN;3 L K5 ~# P% n9 O( E
- picture.fin = 0;
- B7 n7 ~! j! t; a5 O/ i - }
; @, Y6 c% h0 B1 ?. } - else
* O+ ?, ^, p b/ z) D6 {0 d' C - {) c5 K8 h" i% L. P8 o. A
- picture.length = fend;
; g$ @9 x. d1 g' C+ W t - picture.fin = 1;- ~ t8 P- c" G( I: X1 z) J
- }7 M/ U) l; v2 o& m' k- A( D* {
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);/ ~! ]& S( W, b a/ X& [
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
; P3 v* S9 N( S1 }4 _& S - if(sendbytes == -1)- |* f2 N( c2 X; I$ F. F
- {
1 p& [2 q. f: _+ Q - printf("Send Picture Failed!d\n");! q: F7 A8 N( G9 k# J! N
- return -1;. E6 l5 h6 q$ W: o. P
- }2 _3 ~ I. u& D$ G) S; B
- else1 j$ a0 u9 h1 n- t; u7 T
- {
- T! Y. ^2 q5 b" ]# ]$ z# c7 r - fend -= UDP_FRAME_LEN;
$ g+ ]$ p4 y/ w2 }3 U - }+ @: W8 e" P Q. R" g7 `1 v5 j1 T
- }
复制代码 5 W6 q1 c/ W" w0 ~/ K( e4 H
" P6 f. v- b9 R' b% N/ k

; U" Z0 r& r6 H3 }8 }9 W% J0 G7 i( |9 Z. @7 Z9 I
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |