本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 . {7 Q; q4 \+ j4 t
! S& [* q& V: H/ x1 A, E) G # }6 S6 m& M3 X6 V$ G
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
. q( {4 h6 k( o8 L$ a3 S
) _4 D; B8 H1 i+ ]" j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。 + h8 y$ b2 i1 _% q

4 y8 g2 z9 \0 N9 W1 A# P* i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。 3 H% i1 J; U# ^4 B" L: ?+ E
一、HTTP网页服务器6 N% N5 ]/ y$ [1 ]
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)
3 ~7 W( A; h5 \$ [: T! o - {- ^: U( ?) n. _0 f% | u
- struct sockaddr_in servaddr;. P/ m' r2 D1 L: \+ o7 d
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
" y8 n& l! _* j4 Z - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
1 `. u1 A' p' \2 S7 e) o - servaddr.sin_family = AF_INET;
4 y I2 _+ \7 T8 j, w8 E# i& h - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
3 H2 }* m7 |8 I. C$ E# { - servaddr.sin_port = htons(port);
! ?# @% P" t9 b - int ret;. c! C, y8 Y W6 g. i, {
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1) s! q# d- D( h, o* d, ^
- {
4 h6 u1 d7 I% a6 A7 b+ { - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);% u3 G9 _: v; ]; _
- return -1;/ a6 Y0 }$ V1 M2 z
- }9 P# V9 T/ g! J; L3 s& _. N B$ A: T6 T3 T
- int on = 1;
8 W' s, N% N* z( c! j. [ - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
' N4 `9 j+ P2 B3 I2 ]# e) J1 B - {$ c' j5 B& L3 g( u: |4 w4 b! M
- printf("setsockopt error\n");
G; W; G' o- R- s0 ~ - }. ?# V/ _9 b" h8 L! u. J1 I( P
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);( N9 @( w7 w& z" o
- if(ret == -1)
6 a3 Q0 k) V7 s# P7 f - {7 t# N9 {0 c* s; V' C# M
- printf("Tcp bind faiLED!\n");2 B4 @7 O, ^% }: K9 A; \
- return -1;
2 d: G, q# |* V - }
4 V4 ]' ^7 \* Q) Z - if(listen(*socket_found , 5) == -1)0 K8 e L" e6 [. f" T5 O# v
- {
" B0 h# u2 ^: n1 y) i - printf("Listen failed!\n");
5 j: \7 O; v1 j5 }, [6 B - return -1;
, S: g. J: h4 R5 s) p% n4 Q! F, o - }% a6 x% \2 z, I) D: t7 M9 M
- return 0;& ~1 h- q$ e! k2 x6 N9 ^8 K
- }
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);
# A9 F: ^' H7 t4 q8 K7 R - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
K/ Q% d; E* ~+ }4 q5 P - {
0 I9 h1 @2 m) p$ K e- m+ W; D7 o - 。。。
6 O+ ?- b& t7 J& J - while(1)! h ^/ @- }$ o5 i m1 \
- {6 K! i, S+ j7 j4 i6 ^$ J
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);; K) f5 f3 {+ z+ u# v) c4 \
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");/ p& k3 D2 U. D" }6 @% `
- 。。。0 A6 u$ v w1 t. B' A. q& P
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
. S% U- S# H; w - }9 ]2 J" e0 r4 y# I- P
- 。。。
. S* E, P8 e: h - }
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);
" C8 G+ Q7 f. S$ L$ c# b - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
9 U0 g: }+ q( [4 K - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
" _9 e. S) {8 F1 q( ~ - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;0 J. t$ o2 R2 Q6 E" k
- pthread_cond_broadcast(&pct);
( t( f+ k4 A/ w% t - 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;3 N) |( J5 Y% H' Y F: G
- pthread_cond_t pct;
" g( T& j& W* L' j0 t - int main(int argc, char* argv[])
' F$ R3 E9 I' _7 U" G# q- r) k - {9 z0 U; H1 @, I6 z7 }
- ...+ a. l$ R6 `9 h6 `
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);, `7 w2 ~$ s8 _7 _6 k. R
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);2 j5 t2 f% v X- s ? r
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);+ C; i0 r) r% q
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);% j+ S! ~ A( P; q
- ...3 V& o E- m9 C
- while(1)
; Q+ ~6 h, g. y; u) v2 S3 n/ O - {7 `: b3 \* W$ y3 E L) Q
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);& J% G/ X) V9 ~- P3 n
- ...
% z5 C( f( V9 r# Q6 g - }: d/ R0 f: `- a7 l$ ]1 }1 N/ w7 t
- ...
& X i: v& h2 ^: A8 [) W - }
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;">7 U& C6 v j( H3 J* O; w+ L) U% U" Q
- </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 [: d0 \! T/ ^* x3 |* y! l
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \, F7 |) f1 y8 \# A3 ~; W
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
- U. B1 s9 N' n6 ~! H - "Pragma: no-cache\r\n" \6 ?0 O' j" r. H0 l7 r2 ?
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"$ f6 @+ d1 k, R L' o
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"! B5 J: l& o3 a: V9 P% a+ m% l
- printf("preparing header\n");! M; ~; V! r* `& W
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
, K' |9 |: k# M; g. N7 t - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \$ l+ S! s2 o0 N) e x N4 {! @3 S! T
- STD_HEADER \ h- N! R% {$ F# v) J- I6 R7 x/ q
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
/ d/ T, \& Z2 |( n% _( O - "\r\n" \
9 X* W) }: x F/ \( p: P - "--" BOUNDARY "\r\n");
. {7 e3 S, |+ \, z% J4 G, l, P- | - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
2 w: [+ V3 k* M4 R" m C - {+ Z. N& B4 V: {
- free(frame);) h# i3 }& q0 b' n5 c8 N
- return;
* H- c. \; o; t; }/ F6 ` - }
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" \: ?: Q' H) k. B; i3 s1 V3 |1 ^
- "Content-Length: %d\r\n" \9 N, F% @7 `3 k& Z: H# \' U
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \7 s/ f0 P- P% B4 k" B* s& z9 A0 a
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
0 U) y# A3 c) r9 z - printf("sending intemdiate header\n");
% k" J) T4 c$ u* `5 s" y+ V. D - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)( o; m) z0 Z% u+ u/ c# q, c
- break;# m( t2 P; S7 f0 [+ d
- printf("sending frame\n");4 q* D+ |8 l' v2 ?. i4 u
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)& @' e' I; ^+ G+ R! L% Y
- break;
4 a1 y9 e6 x; b$ ?9 ]& E - printf("sending boundary\n");. ~" w) ^* |6 h2 a
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");! J. v9 _; V4 x# ]& y( v3 g0 U& p
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
, A5 {2 H: T( H: X& I/ u - 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。  ) i+ ~0 |' _! |+ ?# h( T2 G
 ( `4 B8 A' {# c: j- W9 h8 }
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
# d& S% j$ V5 P/ G* a$ Q, ~- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port); O- J5 y# ~ N- \& c% R$ z' @6 R7 A
- {
3 P/ B) Z: {2 z" z - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
! Y1 R: y2 H! D V - if(*socket_found == (~0))/ j6 C' ]1 A: Y
- {
) V3 \& B! i) p) J' T - printf("Create udp send socket failed!\n");& H7 x; U9 w- V* O
- return -1;
' b: a6 q* o- Y( E5 H - }4 r( y$ V, N7 x% [: Y
- addr->sin_family = AF_INET;; |! t2 S* ^8 Z) }$ A% M1 v- _
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);1 _: \2 ~1 D0 C" @
- addr->sin_port = htons(port);
s2 ~; H* m4 f- _ - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
% s; y% U# |* L T* A - return 0;
]5 u* q- q. V- t( K, ?1 n - }
复制代码
0 X8 u" R* H. \3 \5 O; |. A# s6 b0 ^* T, O f
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:
2 B7 U: [+ c" ^( m- U* f0 A) O
8 m1 D" v& J: z: o, H) y+ t7 d8 @8 ?" q# ~7 j
- while(fend > 0)$ o; {0 ^8 i8 V: N
- {
+ \% ?2 V: l5 R/ T: l% e - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
/ J1 \$ e4 V+ W8 o2 S6 f - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);- D; Y1 r- [, d( F( V
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
6 B. i7 l* r$ n/ L$ l& [$ ?' \, ` - {5 h1 X9 E) r* n+ d
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
1 D, I" _! [" S; N7 |2 I2 A - picture.fin = 0;8 B5 a( G3 v# x5 I$ j ?9 X1 q
- }
# O! v! N& }2 Q P1 [ - else h- ~) [: C. j7 n/ ^0 n A) \ U( t
- {
1 e* g& [& D" L, L9 M; G5 P2 w+ n - picture.length = fend;
2 i# g& x$ `" }, M* L" t- k* ~/ a - picture.fin = 1;3 [* T7 U9 E7 u) |
- }# |. p" }+ j% ]' p' o. d
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);+ V' Y- M! O: u! `. e7 }1 U2 H$ w. T
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);. s! k* @4 @* Y2 h1 ^
- if(sendbytes == -1)
( i9 I9 M# _ x! h' v - {
2 Z F# Y, Q& |* ~ - printf("Send Picture Failed!d\n");
! ^) }( A! ?' A/ b, \% s7 t - return -1;
/ }% o# e/ u+ p2 `+ O1 a6 B. E - }
' J- Q* f7 O& t$ w, ?- T% p- B. h$ w* p - else
}3 A5 i% I5 o {! O; x) R - {+ L O. l _$ S- p# z
- fend -= UDP_FRAME_LEN;9 Z1 r! w" l( s4 e9 x
- }: a8 \8 ~' |) j- x: B2 k. b
- }
复制代码 8 K* |; e+ U8 f8 W3 W
; q2 ?3 X) |& w! }, q
 6 D! O2 N8 O3 k# E
: f j# [' [* E$ ]9 W; V6 eiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |