本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 4 E2 w; K% b0 q: I% K7 g
6 H/ ?, C a' B0 [+ Z7 r
 5 o0 f% X, V; l, r2 d2 Y
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
+ @5 n0 x! B$ x! x- w$ I( ^- P
/ _' e: M/ _; R. e+ t" B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。
1 _1 E0 L5 d: I, l 0 w' L V: ^5 X- Z8 k# Z4 b
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。 5 b& n7 w! O9 R4 B m) N% N& S- {4 f, \
一、HTTP网页服务器
( v. o/ |1 T0 ^9 X" Z5 j5 C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 o. I7 L- Q% `, g* x. Z
- {
4 ]) X7 n: P i+ p3 x% V: o8 o e' i - struct sockaddr_in servaddr;" s- C- u4 O* k6 h6 W
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);3 |1 a0 T' [' @1 G& v: Q% |" l
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));4 @. H: e5 Q6 W& |( I- d) J" s
- servaddr.sin_family = AF_INET;
) [4 ~/ B' `3 P! T! m) o' ~ - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
/ ^/ T: O" E) ^* Y! W4 v - servaddr.sin_port = htons(port);
7 u& l3 u8 ?5 {$ k- ^9 J/ A/ E - int ret;! A; w/ b3 Q$ k- Q1 {4 \! k
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
) w q9 f$ m/ i - {
. P: E P! V) Z: L - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
( ~* V+ Q3 D* c( R; G* r3 E - return -1;/ h# ^; b% B2 k. Q
- }; l, J% e7 K5 p& \- o
- int on = 1;/ v; f5 s3 ~# D
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
; O8 K! Q! C6 a% k; E% p - {# a/ h+ o* M# r( v G
- printf("setsockopt error\n");+ E/ w$ O2 J2 O) a" @1 s6 P
- }
+ S* B$ P8 E4 l5 z* P: F# M - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);, L: U# M- f5 T
- if(ret == -1)
& W9 f6 S0 z+ M: P( `% S - {9 {! v- u# \& }$ s
- printf("Tcp bind faiLED!\n");( h2 l7 V8 \% }
- return -1;
0 d5 F$ z" E: B; c# e - }
8 G, w" [$ I$ T% ~. t1 `: Z) R4 C - if(listen(*socket_found , 5) == -1)4 D9 o3 C4 a* }. |4 \, ]) y! r- e
- {3 i0 G3 t4 V, T0 a* G/ m
- printf("Listen failed!\n");
0 O! j( Q4 M$ v1 p4 N' t - return -1;
0 N4 B3 ~" m& P/ \0 M' n7 J - }+ ^* \7 q' {* O7 i$ w" b7 D
- return 0;" Z, R8 H: ?0 O/ N+ |* Z% |' V
- }
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! e4 P7 R. J& h( M - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
4 i( |5 O' O- w. y, [4 Q5 |4 v& P8 O - {* n( A D6 q; n8 H. z* P
- 。。。
5 Q( V& ?. L- s. R$ c+ u2 r0 W - while(1). @% F/ X3 B! r1 t/ a8 h$ ^+ `" m
- {
7 C$ B; C9 |# K' N+ e# ^8 S6 ? - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
. |( W: M3 U/ c - printf("fd_socket_conn = accept()\n");$ z, q4 H# q. F# q
- 。。。
! w. A9 j; Z) h" {, ~! w# V2 f - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);7 w1 b. _ R$ e* I1 w
- }- M6 h2 ~0 l. F! U& N, c& H7 U: \
- 。。。
8 f+ L. i. ^! g* Y% v7 ` - }
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);
# d5 B4 S @( a' s+ Z' O8 q - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;9 a q4 ~( v8 B) B+ K9 i0 n8 B( h6 E& K
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
+ F1 i1 h3 x9 w# k - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
, w0 q* p6 G I - pthread_cond_broadcast(&pct);
' v* C/ ^* @: J, \- g - 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;1 @% z1 T. w2 h
- pthread_cond_t pct;
. q& N" r B* H N! Q8 a7 Y - int main(int argc, char* argv[])$ Z9 i+ b/ ^: O& f. w6 p
- {% P0 y2 p6 b! X- _0 D" d
- ...( `* m9 S; F5 t( M: O* y/ P
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);5 }. V$ r% {$ _, K8 l
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
5 u& c, |+ M1 _4 F- b4 t - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
- s0 h0 l6 E# D9 b7 ` - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
% R6 D7 u/ A. D- B( B - ...5 A! H( G5 G3 F2 f$ {& Y* x
- while(1)
. A% ~. b9 F5 g/ X6 A) n - {
2 O- r; V, B" |: ^$ Z - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);1 o: L! s0 n4 ~, o; ?
- ...9 \; h# B% q) E, M n! U, z) H
- }# r6 _4 m# ^: r. z, `- D, h. M
- ... ], x. F. M) f# O& P# e
- }
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;">6 D, M Z9 X- U) U3 I( q# I, e
- </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" \; R+ R) B% H6 f# a9 p
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
( P0 t" v8 t. w; ? T$ o - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \ {# d2 K# ^# T/ n- w. G/ {2 A5 q
- "Pragma: no-cache\r\n" \+ {" ?% W# i3 |9 |4 q! n, _
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
- x4 `: l7 q3 g3 U1 E/ f/ G - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
. e7 }; y9 |9 u S, V8 ]6 j - printf("preparing header\n");+ k' A# A, M8 `0 N; c
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \+ ?1 K: w" k- F& E- B
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \" m3 J( G8 t$ I% T, [ C
- STD_HEADER \
' T* R9 L t1 j4 k1 u, h' y2 H& I' c: l - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \# H* @( D/ g# z) }% ]
- "\r\n" \9 [3 l8 G* w7 _" I* Y
- "--" BOUNDARY "\r\n");7 x3 W. I% ]# ^2 H R2 u
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)- Q! I# B+ X$ t/ C: M
- {" y- N/ K+ S- U$ ~* t3 X
- free(frame);
y, ~0 _5 Q/ ~7 m! u - return;
2 A! |. @) L- h5 X: i" z3 r- i - }
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" \- w4 ?% D r' P
- "Content-Length: %d\r\n" \
5 _" I; I% z! {; C - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \# r1 _, E1 x0 ]. ?( \" T1 c
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
$ o+ r% ~+ t, S9 f' x( }* ` - printf("sending intemdiate header\n");) H0 W# Q! h a0 b' J
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
n9 x0 E9 T3 C5 e# V& T) j - break;
$ r! Q" m0 j$ h, w8 w) p3 p! ] - printf("sending frame\n");
1 B2 g+ S9 i& x - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
9 q! @" P2 s5 c: E; y! g# m - break;
! o9 x, e; Q+ p3 J - printf("sending boundary\n");
/ ^# W% I. Q& x5 g. j' i$ l: s - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
+ S0 M0 q" B1 {9 F8 ^+ g - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
6 y/ ^' l! d- g* _ - 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。 
8 }& D9 H: a' P% ]. Y& q
P9 b# N- I8 {4 {7 w% X& A1 O二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
, h8 i" X# g7 T" p, j9 J- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
9 M6 n7 `: [$ Q! o - {
5 l6 i! J& g; p9 u - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);( l2 ^" t" v9 R# H% w! z2 X
- if(*socket_found == (~0))
$ ~6 E" H" K% f/ l - {
% U( B f- A; F% P; ], m! \/ P% B% ` - printf("Create udp send socket failed!\n");
9 {2 ~0 A @7 y2 }. j0 ^- ?/ C* c c - return -1;! `2 _. b h' s; P* Y
- }
$ L9 q# p+ [6 e P- J {' z6 X8 @* J) z - addr->sin_family = AF_INET;& O/ n: U+ c" I9 S x
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);. g1 ^" v G0 I$ `, s: S2 s1 d% T
- addr->sin_port = htons(port);! q7 ^- R& }7 T2 T
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
g# K, u2 `( k4 u - return 0;+ z( N" G) l: ?) {# m- I$ [
- }
复制代码 / p( V+ [6 A, H
1 r6 P3 }$ o3 S1 q+ z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 {6 u) v& w8 N# P) ^. k: q
! |5 D$ S$ {3 Y. t m4 _; o
! e S9 `! i- k$ |/ S9 |- R
- while(fend > 0)3 _3 d2 d; H$ C# u3 K5 y* W! B
- {
3 F8 F( D5 z, P4 t# Y - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));) k0 c9 O4 `8 L
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
; }, }7 c, B* i9 N; \- P7 z9 H! I$ m) O% H - if(fend >= UDP_FRAME_LEN) f1 U Z. H }! j
- {
8 }$ u2 w$ n# H7 [ - picture.length = UDP_FRAME_LEN;; \* [% s' s9 x2 P5 P8 X
- picture.fin = 0;4 j" s- {- ?' _ ^% K$ l
- }- v/ g$ u( u9 Q. B( G( f& F7 k
- else* z: x H' K0 ]
- {7 i. b0 f# V2 j# ^- V
- picture.length = fend;* i$ L$ I0 A. V: n
- picture.fin = 1;. C, F! l! d+ H4 p
- }
1 @9 w" ?# U* B9 R M9 ` - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
+ H, t0 B+ ]- x; G - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);9 K6 ^+ ~4 p' m1 m9 O `8 D
- if(sendbytes == -1)
) Q; B9 {5 o$ q3 ?6 l/ ]" l - {1 g3 q' i2 m, M# [) D V
- printf("Send Picture Failed!d\n");* H, t- r# T* m% |3 R @. I, G; E
- return -1;
/ U5 y# ?2 i; k. e. |: P6 m& D - }1 I _. B5 d2 M( S0 k2 o
- else1 d! D2 u1 D, l/ X4 d/ O
- {
4 f+ Z: v3 D: a+ A, O7 v - fend -= UDP_FRAME_LEN;* L7 @0 F5 ?6 l7 l# z
- }
# O& M7 i9 B* K7 M: V! h V- \+ A - }
复制代码
, a# [: G6 z2 C. g" v. K9 b7 I% @4 K0 _, F
 : q n: @( I* F; l: w* b
p2 p6 Q8 j4 i! S' f" G$ E
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |