本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 4 U! B$ {, M* `/ v& A* t+ m1 p8 n" Q
* U" y, }" ]! P9 M
, }$ E! W3 K+ T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* A5 y9 K7 a* N" W9 P
9 i# {* Z: k6 D/ x! D
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 B6 v+ o0 V- x2 \; _
, q( I/ j/ c ?% B$ ?) o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。
4 H h' S/ s' E( d一、HTTP网页服务器' D' q( {/ ?4 W3 U$ i6 L8 M
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)
# ~9 d \) q* o) m - {
/ ]6 S9 \: d( d. O b* ~4 s: } - struct sockaddr_in servaddr;
# @! b- L, M- Y. U" @0 w6 f5 ? - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);$ z2 E& d/ J0 H1 a% C* o# o5 V* s% w
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));8 q- _" X0 F6 z( w
- servaddr.sin_family = AF_INET;
0 y1 ^# q2 }) G - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);, L( B) B$ p) I) p) }; U: [
- servaddr.sin_port = htons(port);, p8 } t; J) A$ L" u/ B
- int ret;
: `3 g3 r. a- ]: L! C( K! r$ p - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
" ?4 [0 C1 a0 E! c6 e; j% d - {
- u8 v) j4 P" C S, O - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
, j& W' N5 _7 y9 t0 { u! z - return -1;
+ n+ X' @% d) j - }+ Q" |; Y6 j* s8 g
- int on = 1;
: r( H* s E1 o7 C! s - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
2 F% _2 M ~' @, j1 p9 G - {
+ F2 c ?* }4 O5 E - printf("setsockopt error\n");0 Y7 C- ?- H1 p) E a9 t
- }, \; u. R4 K1 V% {+ [/ x/ E1 h' t& L+ r
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
: z6 K" t5 k/ u - if(ret == -1)
1 k+ w1 o; j8 h$ H% z3 B1 e% R - {
1 {* b# f" ?& n( Y/ E; P7 U* O, |( ` - printf("Tcp bind faiLED!\n");
, `# ?- m7 R; Q - return -1;/ K! W& `7 l; ~
- }/ K" Y3 b ]6 T7 q" w( U
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
& w. ]+ G9 X/ e; T9 D" l% M - {: M! Y: Y. V4 y. }7 Y
- printf("Listen failed!\n");3 j) I3 Z! I0 D$ k/ q! |& V
- return -1;
- j; G4 v) I! K2 R - }
/ H Y! h. e$ k- m( G. O7 x - return 0;) K- P U& S% Q; Q; q" Q
- }
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);5 o, K( C( H# L! `" [4 S
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)% s0 x- r$ q5 I/ L! c- y: P
- {
( C$ X( m9 p0 p - 。。。
% O7 l4 X& T4 K$ }; d- G, U - while(1)
- b3 U! Y% l* J - {) p0 O; v& }5 I! L! |) O
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);/ l2 O& h' z7 Z8 ?+ N+ |, u0 y
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
4 s1 T8 U+ ~/ r; p/ ^ e8 p9 L - 。。。
1 ]; A2 b9 t9 r/ g9 z/ u6 | - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
X4 R1 z' V( ^: m/ {) n& B% S - }
2 k4 \' Z: F/ G1 P8 U8 y" x1 r* \ - 。。。
- @: b. t/ W! M$ `' @% i - }
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);
: L. ]# [7 C% s. J - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;# C1 X1 Y+ e" i5 N
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;$ s: A( |# o( M1 T m* m( d1 g; C
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
, G* u6 ?/ A. |3 a" L3 K2 d) T" \ - pthread_cond_broadcast(&pct);
- o" Q' I6 M8 h6 q: r8 z - 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;
Q+ p7 F2 E4 P" p - pthread_cond_t pct;. l9 P3 t: \0 s+ o6 c. T
- int main(int argc, char* argv[])
1 G$ l6 |2 e9 X& ]- e# x# m9 A - {
' D/ y$ H+ t& X7 _5 W; s \; y7 D - ...
/ [1 R7 g4 A/ J Q - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);! t6 J; |, n# H3 s5 G. T7 ^
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);4 r6 o; ~7 E% ^& k/ Q
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);+ }& c0 i: H# Q5 Y3 u
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
5 [, E9 N! |! K2 U# @, V* i - .... P8 R$ A* n3 h7 ?4 n0 {
- while(1)
/ |2 g5 M& T" _$ {" p' G - {9 o. ^9 D4 ~. _) l" v T- h5 @
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);: l1 D4 Q5 r5 L7 j. B9 b; n; [
- ...
8 ]. r% o. C0 [( ]: D" N - }1 y: o6 c: z$ W8 l$ w5 h2 C1 u5 ?6 Y
- ...
5 Q7 S; d3 v! D" v9 w# q- @9 ]. v - }
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;">; t6 d* w5 T! [7 w
- </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" \
3 @7 h& r% {" m - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
1 Q# s1 M+ m& k+ P6 ? E# I - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
" W+ H& Y5 `5 e2 O4 E4 | - "Pragma: no-cache\r\n" \: _) A# w( Y: o6 B( `4 W; R
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n", r$ w5 _2 m0 n; `- A/ V( E( E
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
, z1 j0 M' t! m# V - printf("preparing header\n");. T& j+ K# j: {' m9 a+ [
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
9 g/ ~3 y0 _& J8 C5 O4 q - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \: i2 N- X7 @" q% Z/ q2 \8 f
- STD_HEADER \3 } d! Z3 h! ^& q7 i9 t
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \1 f5 g* C7 K* t6 s, L7 [, N
- "\r\n" \
2 I2 {" M4 ^8 @3 v8 h' H# U - "--" BOUNDARY "\r\n");2 K0 M' \* D& C
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)- A8 B' I' Z& q6 C
- {1 [9 S. u: w, ^5 c% `. W5 u
- free(frame); r: p2 C+ K0 L& h3 C2 Y. X; G
- return;; w( Z8 S: C: H# h
- }
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" \
7 m9 v! x& y6 C0 K( U - "Content-Length: %d\r\n" \
2 j2 V1 F8 ]0 L - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
}, z+ }, x' M/ b/ N" x/ _ - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);7 {3 a. A" a }3 w9 F1 T
- printf("sending intemdiate header\n");
0 q4 e. N4 m. Y7 F( C" w - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)0 l, K" [# S; O' c7 J( q
- break;( f* p& H% t8 B% a e7 p3 G
- printf("sending frame\n"); M+ D* ^ y6 P/ c5 F
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
* f9 f- h4 V" K$ o5 |1 f - break;
1 j2 j; u# G' C0 z# G4 R - printf("sending boundary\n");
% T w- t+ \8 x$ O/ |% R - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
5 w4 }& B0 ?% [& \ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)4 B1 U- M5 ?) j6 C& s6 j7 {. l
- 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 k: s4 C# K# @" }- N% q
 1 t) ]# s2 a% R# ^8 ~
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:. i9 y4 i: x B/ \
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
t' w% a1 S* Z0 K& i - {
! V+ b* z7 s1 V - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
. R: i1 P% H, z( X4 U1 C - if(*socket_found == (~0)) ~! d- v% i) b
- {
% j' O3 z( i: C/ G: R - printf("Create udp send socket failed!\n");
: }3 ]7 c, t; n" e5 o - return -1;
0 Y& K2 J; @9 i: [" c - }
/ _. j3 M3 `9 E1 }6 K/ Q3 V/ m - addr->sin_family = AF_INET;! e" d+ N4 _+ I4 l
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);8 R8 B& U* @: K- ?4 Y1 w
- addr->sin_port = htons(port);8 M1 g) O/ @& R
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);! `$ N; G' K: R. S; l& q1 l
- return 0;
& Y$ G/ b; V9 E% ~4 f( I q/ g - }
复制代码 9 W3 C3 m% w! K) Q, p! O
7 p6 G- H3 l8 J6 a, A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:
; a2 x, C: M7 w' q% p P7 H& Y% y# B& |8 \% q# }2 r( o9 o" ^
$ N. \& i/ p1 F, J- while(fend > 0)3 O% C: `" {. c! C
- {6 ^3 K1 X& V/ t
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
/ L; D8 |. G$ i# R) g4 q0 f6 x - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
" U% }8 p# d+ f* ^ q - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)0 \8 S. p9 h( W$ Y! G) I7 l
- {
8 _/ ^4 i1 E. ]& w' L. g, M - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
7 U# t" n# S- [ - picture.fin = 0;
1 D; X9 v2 f# _! s - }4 l9 B( K: f2 I K5 d6 N
- else+ ^* |1 s3 j z0 b
- {1 p0 S7 b1 {6 C' s1 \( ?2 Y" @
- picture.length = fend;
% c, h4 ]1 ?$ [4 I - picture.fin = 1;# i& J+ _% E( e7 N8 v
- }" s9 {" J& a% {5 V7 J S t! t9 Z: E$ Z5 u
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);1 ^: Y% I5 Z! r/ \( V% I
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);9 X7 G% X7 P1 g( {4 Y& y
- if(sendbytes == -1), t3 z' D% Y2 F, x8 s. F, a
- {' C6 v0 }' m4 q8 b2 Q9 a2 i
- printf("Send Picture Failed!d\n");
U+ F" z% ^3 Y& D/ r - return -1;
( y/ J q+ `, F' o. v1 f - }6 L4 ^0 S/ Y4 k$ y
- else7 P/ E: f* {; }
- {! I# o- Q) H) G
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
# J1 t8 _1 V4 M - }$ @0 ?. b5 y) W6 N
- }
复制代码 5 D; z1 P% W$ k, Z" ] |
& m, @, H, S2 S7 N1 X. @- \2 y

) D- R" q' h- J% c$ {
- }! a8 C- n: E, f3 ~iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |