本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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+ A5 O$ ~+ z) u" Q 1 T2 M$ o, x; `5 n+ p9 H
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
# W5 _. Q1 U6 f
+ l. Y5 ?, V" c! t' f* S9 T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。
, X! U& M1 O2 r+ a% P# ~+ o6 k& v& e $ h9 b) [& q, _# L
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。
9 v5 S( n0 P/ d4 z( c一、HTTP网页服务器
5 z8 H6 I1 ^. M! o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)
2 e( b. F4 p7 J: t+ [ - {7 a9 m. F! T# T. ^) L
- struct sockaddr_in servaddr;
, n( W6 A$ Q: D" ^: t# p - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
7 ?& H |( m( \1 f' D# P& e- W+ L - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
8 x/ P8 x- c q7 {0 J) J! } - servaddr.sin_family = AF_INET;) a7 I% J W; W# I) j" B1 W
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);. Y/ U3 j) \0 d* X5 z
- servaddr.sin_port = htons(port);
3 q$ B. I1 l. X4 z# s - int ret;" s* }9 X# t. Y9 p$ P
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
7 M: w6 l( D' @# i: [ - {7 W* K/ J& [6 Z" R& `8 t
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
- x) y5 T# J( R- K7 L3 n0 Z - return -1;2 B# L/ _8 Z4 ~
- }3 M8 u) j* d* }5 c; J6 y' w/ U. o
- int on = 1;
9 b0 ^$ i5 y! Y$ e" ~; j1 O% f3 E7 w - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)8 F1 [, b+ N: t1 s
- {
0 A& o1 u& n ~ - printf("setsockopt error\n");
+ U( Y7 x6 j3 l, j3 J - }
) m: t* g. i5 l' I+ f5 c - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
- W+ L5 }1 B+ W% j - if(ret == -1)7 C. k1 r5 {+ O! A# l
- {
/ s" l* S. l" u2 }7 f - printf("Tcp bind faiLED!\n");
) K n% Q" M$ z, A - return -1;0 t8 A L0 k9 \& F; L0 s
- }
6 N1 T. w% U7 |6 z - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
# ]) a9 D2 u2 c7 o( V - {+ ~6 b* N1 b8 K
- printf("Listen failed!\n");
; M7 y' g% z1 z; p9 T2 g( F - return -1;3 d& N9 E- |0 Z% R
- }
& t3 R5 m4 F, B Q - return 0;
) v7 Q. |3 o# K' O3 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);
" e/ I; K I$ m2 u. k" @ - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)) F& s% |" }2 k" W
- {
0 ?- f- A ?4 P( E* O% V% L- A1 m - 。。。
. Y# m2 B8 m. A3 m B+ O$ m - while(1)
\) c( ~# ?- x% L- q: R6 w - {
! I8 N; Z% J2 h7 H - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);9 Q q7 f. y+ I X
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
0 L0 J' j+ [( f J - 。。。
|& H8 ^/ |; Q: ` - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
& Q4 o+ q; S8 i7 l$ c - }' t: b. Z( ^# {6 `$ O) f5 q, Y
- 。。。 _6 W7 ]8 k0 ~6 u3 [' ^
- }
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);- |6 t# T$ ^7 N1 \
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
4 J+ ^8 v4 I7 \ - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;( p* V0 e1 t7 H# j" R
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
0 }8 q% o, Q% U' y O3 F$ ]5 R - pthread_cond_broadcast(&pct);
7 l% V) k. j- f% K- r- i1 F - 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;2 K! L2 ~6 H6 u1 B& r
- pthread_cond_t pct;" V* ~/ ~7 w. A
- int main(int argc, char* argv[])/ p. V8 \% y4 n$ h0 N
- {! C U/ _) x2 |9 p
- ...) Q- E9 z. } ]$ O3 L0 B/ _; \
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);2 f* K4 ?( A! q0 C
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);4 o" ~9 [, d/ c$ i( \5 ^0 _0 E
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
& a$ n. x6 H7 z @% } - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);0 Y6 B8 E% w4 N' t7 k
- ...
$ Q$ C: u/ p) f" h8 _ - while(1); _& a$ f6 ?: E3 P& {' z! r
- {
2 q; L6 a7 S4 h" b6 a - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
) k* g9 Q$ j7 o* y/ E - ...
0 a t1 j) |8 ^4 j- o - }0 g& P* L( n! b: X. n
- ...
! r% v9 F$ ^+ V& l - }
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;">( S* D. q& g' `' H( `5 O
- </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" \
( i' c, [, R, y - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \6 ]2 ?) Y, |$ f& I% J; u
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \) I: R/ Q$ o. r7 u2 E8 \/ n, T4 @7 b
- "Pragma: no-cache\r\n" \; K p) g9 s1 p5 o
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n", m( M1 s2 t* m' v
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"; Z9 k3 f) a9 x1 x0 T+ n. }7 D
- printf("preparing header\n");
& ^8 ^+ T6 N( V" Z W! \! q0 v - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \$ a0 |$ U% S% }
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
8 l, b8 Q, ^+ Z - STD_HEADER \
$ |. D. u3 @5 a0 R4 \ - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
; i+ q: S! N$ n0 F& ]: F - "\r\n" \% [3 t' X, m% Q: d. z% F
- "--" BOUNDARY "\r\n");! z L( B/ k" b
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
9 F' W" G' l% W; _2 W - {8 [/ Y5 N) ]% \: W/ [
- free(frame);
$ i* u; }& P% c; M1 s. h - return;5 y8 G- e5 [' k% W& {! A, M( 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" \ a5 c3 n. L. \6 J2 N: y/ i
- "Content-Length: %d\r\n" \
2 B9 f$ t4 X- E8 k1 l6 {% k4 V - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
1 R/ l4 y7 R1 k& s3 o - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
% N. b @8 I- a3 V- G# P; a( X - printf("sending intemdiate header\n");2 O+ @$ p# a3 N8 ~% i) g5 @3 x C
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)$ e4 ^7 b9 ?+ i2 M
- break;
8 S# d( J+ p2 g2 i - printf("sending frame\n");
# ^ m$ j6 M. K% X6 s6 p+ n) B0 N - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)- C9 `3 ~6 P% k+ H: I- j
- break;
: v6 \$ I# \% `( Z" Y - printf("sending boundary\n");% x* r8 |( Q6 j$ u# p
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
6 P9 B: s" ~! | - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
& h/ A% n0 _) Q - 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。  2 | `9 v" W" A% b

2 F+ K0 N! B# T8 m- R: \二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:1 x( D" m/ C7 s- R+ h. p
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)9 q; v9 D/ O' ~" Y$ E
- {
+ D7 C' ^" [/ Z2 M' U - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);, ~3 h* H& w# `$ L
- if(*socket_found == (~0))
5 G5 F8 {$ v, X" p3 R! t - { O- n8 l% m' B
- printf("Create udp send socket failed!\n");
1 B& ?; j8 \7 y+ w7 j - return -1;: _( ?4 z. W0 t6 l" k0 Z
- }+ [6 S* a8 e1 w# E
- addr->sin_family = AF_INET;% S. [9 l. v' [# p5 b; i
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
( W3 y; s8 g6 V8 t1 { - addr->sin_port = htons(port);4 f, p/ R. |1 @ O
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
5 a! M4 N1 z5 |, s( j n0 }$ w+ i - return 0;
0 z' \$ A. M/ H6 w }& U0 }/ k - }
复制代码 + o# f; k0 l2 X% E7 v
9 J5 e' |$ B; S
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:0 ~" x4 q8 j$ @7 g c5 v# c
% M2 i! F6 L9 e; T0 \
0 o i' [ Y) Y/ o- while(fend > 0)
9 F+ h$ W, _ }8 I5 n" T7 B: a- V - {+ g( Z6 ~ a) ^
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));4 q) R ?% X8 A2 Y* N
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);1 E* ]& r; Z1 S6 u* s! E' J- {
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)! j; ~ r5 W7 Y: q! _
- {8 H/ M. L F- B r- s) U
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
4 \) m/ b2 g z; G - picture.fin = 0;
$ i7 R4 N2 U* s - }6 V- v2 Y0 G% d$ E7 O- u) O! Y, o
- else
2 u6 ~! u- S; x$ F: L0 ]+ C- n+ L# G! q) L - {" W6 _' _0 q% q2 y }
- picture.length = fend;3 Z- @$ f- I. y+ r
- picture.fin = 1;2 z( `) B V9 \( O
- }0 ?, h7 _) d; {3 A" c+ `8 {- B
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);4 c# q0 C9 e8 F1 d" J; y% j& }
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);( T! q) D. p6 G0 j }, F2 q, h
- if(sendbytes == -1)
$ U! n7 A4 [: b3 C# } - {
# \7 Y5 T6 S7 ]9 _! E - printf("Send Picture Failed!d\n");$ k# p8 x9 n( O# _& ^4 O
- return -1;
5 w9 S2 f3 M# g- [' z7 r% _9 i3 u - }
: a n/ F5 J( x# R) O) F - else* p# _, F+ b& r2 e
- {3 N7 H/ b1 ? N! d2 X- ?
- fend -= UDP_FRAME_LEN;: o- t n; ]6 U
- }
" }, w* k$ C. f/ N& F# G - }
复制代码
# g( Z+ F, J2 \. u& A& p1 g. z9 f0 V C* f

& J' K0 w4 k/ M5 a; j3 c1 ?
4 R+ V% T( L+ L. R, }! AiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |