本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 * |5 J$ A0 P1 O/ i" E6 i* k3 t2 i8 v
( P) W" ^* s& X* _3 o( p; S$ G

^' _5 [4 w+ A4 G; {8 X) f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
, s" k1 v$ i/ A+ I7 [+ f: d) v! m- C9 m, b7 {+ o: P9 E
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。
2 @9 {; i/ y$ b# m6 q* P 6 Y4 B1 L* f/ t X4 p7 A {9 z; 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。
( L5 _# X- W1 K一、HTTP网页服务器 i! N2 |1 O* G
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)
' p+ D7 h) n7 ^( Q - {
0 D$ y6 N2 a3 }8 y) A# ?+ d" I, Z - struct sockaddr_in servaddr;
2 O8 z3 B# x4 F& R - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);. W* I7 E% E$ @$ F% D% U3 y" n4 A2 z! d/ M
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));" G( Q3 q* P' N1 b' c8 r
- servaddr.sin_family = AF_INET;9 m2 t0 a9 }' M
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);& i" v7 c+ `) `* x
- servaddr.sin_port = htons(port);
4 B# X. J! s4 m7 q8 l, J% B3 Q - int ret;' }6 c! F, f- f
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
/ e9 C3 A) Y9 ]! s, R5 v! J; [ - {
; N$ X& G* c3 v% x/ w+ l - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);* ?5 ~1 W$ q% n; K/ a0 g
- return -1;2 k. s" F' G; I$ d' [
- }7 T) g6 o8 R. H0 S+ i
- int on = 1;; j I5 C# U6 h6 J: [
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
7 N- q/ @& T( |7 H/ a - {2 W- h- o' i. W& w
- printf("setsockopt error\n");
+ C6 }0 i- [$ f! y( Q: h+ i$ q. p - }, F7 E6 {5 i- E2 ~
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
. P. J" i; J& @) S& m4 R5 [2 A* P4 }( Y - if(ret == -1): j$ P+ e" J6 V2 e
- {7 X* _, E4 M0 Z2 `, g
- printf("Tcp bind faiLED!\n");& n+ D8 s6 L8 b4 [9 o
- return -1;
* Y% M/ A( i' q) f - }
6 J* L5 b- D( Q* o/ E+ O - if(listen(*socket_found , 5) == -1)$ R$ V3 m" N8 v8 _
- {
' S; W! u- X6 I3 B+ k - printf("Listen failed!\n");
& Z' i* o; A9 ^& m p1 \) Y' { - return -1;' U! X6 l* ?% b# {' \" Q1 P- S# S
- }
/ H7 D; ]& n5 X8 i' C - return 0;
. `0 n% f! D: W! { - }
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);2 K2 j& E1 I) ~9 ]+ ~6 ~0 [
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg): k6 J1 A& `% o2 j1 ^" v
- {8 o$ L. _) ~, A5 T* x, j- w7 D4 @
- 。。。
: Z# U0 i o0 l2 B4 J- K2 ^ - while(1)
1 q) k' |( L) x- C - {$ l. x! e0 ~1 e( S
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);0 K$ G+ N9 L, V/ I
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
5 y: @' z2 Z+ x% I0 k2 D - 。。。
8 x% [6 b9 k3 U* s# [) b - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);- d! s! [6 @& a# D" ]; l/ Y
- }
; e* B" L0 U* N2 F" A" E) a - 。。。5 v6 v% P' }8 I6 e$ L* M/ x
- }
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 D% V- X- T s7 h0 i0 a$ M - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
/ t; f# y5 H S6 j. E. | - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;/ }9 ]$ P7 C3 G. _9 B7 u1 s: f& Q
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
4 I) f4 q8 o E; ?# C0 I$ b - pthread_cond_broadcast(&pct);
2 n" p9 R6 [# Y9 s7 A7 E6 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; O0 x+ E" r0 H/ K+ e$ U" u! o! P
- pthread_cond_t pct;
' ]7 D6 t6 ~6 F5 G: s - int main(int argc, char* argv[])' a0 Z n4 Q) o& x' N6 B# V+ z
- {! u) e! L6 M+ y* F
- ...
5 z. }$ }- j& L - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
, k5 @+ M( S' N1 R6 {& \ - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);- W" a! J$ M1 A
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);/ A& o3 A6 K# j5 y, k" e
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);2 \3 v* d' i% o0 w
- ...
7 x0 e( C8 P& r4 {" S - while(1)6 v, f* `! W- p q
- {
4 x& q- x0 @% a! U - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);& a! X2 b1 b8 C
- ...
9 ?% }0 k4 u! ?9 p0 Z) b& } - }) S) }$ u4 [1 T0 P% ^3 J
- ...
; U/ \9 J; O- Q8 u7 _3 ^% ]8 I4 r - }
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 k9 Q6 J2 m; y- [$ x9 U
- </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" \
' Q7 C: ^$ O/ J, e2 C* O - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
5 I2 H. r/ F5 e' x+ B8 G - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
I% w, C3 [- @4 q, w - "Pragma: no-cache\r\n" \5 N! R5 w7 A; b. ]/ Q8 J
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"' S& z' y7 N6 |8 e/ G: t% `
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
1 n( R W; ~# Z S- i1 T8 Y - printf("preparing header\n");+ }8 b* v* G( f/ r @2 i
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \+ ~1 h: t1 ]7 B9 c% y5 i$ F
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \' A+ _& ]/ J( {
- STD_HEADER \
1 u9 `' z$ Z& c G; V q - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
% `5 X# K! M" U+ Q+ T' s6 U - "\r\n" \
) V% x. a4 S9 \5 w) n3 r0 D$ p - "--" BOUNDARY "\r\n");
6 a7 h$ d( S, l+ y - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
+ ^& t# F, Z. \/ @ - {8 K6 W7 P- `1 h q. y. L
- free(frame);
& m5 B7 M5 g8 e0 X; F( ? - return;/ a8 F2 B- T. Y* J0 G
- }
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" \
4 U2 I' p. b1 h N6 ?6 q - "Content-Length: %d\r\n" \) g7 E: _- {) Z/ j8 Y/ B
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
$ ^5 i0 C/ t/ v. ]4 K, F/ L - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);) Q/ H( C- @2 D( K: Z1 \, ^
- printf("sending intemdiate header\n");4 A" c; g' J/ |- G# a
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)" A% B" G9 S$ j+ u. L: B
- break;
E! ]- j, m; z* m% U/ e% | - printf("sending frame\n");0 V6 l# K) Z1 O( F6 F w
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
! J+ _/ @7 W9 f% q( [ - break;
3 l% U4 u% }" G, N - printf("sending boundary\n");: j* f% f, o, ~! Z* J$ L
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
+ K3 u' s: \" T1 r) J% f - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0), H& J; B- S [% u7 z- r( I
- 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。 
; o. r+ J3 t4 ~$ S; q
8 ]3 K) u; H* m. R' W二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:4 B, [- [4 C9 R0 J9 L9 O/ E( Y% ]1 {
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port) a! Q1 {2 f. C R5 m! h
- {
8 ^1 Q% y: {8 }& W1 H x - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
' M$ V. q( R3 h4 n - if(*socket_found == (~0))$ L7 g" t4 {: c, r7 ~
- {
7 X: u' @+ |3 w) T! r - printf("Create udp send socket failed!\n");# ~5 A; l; |/ v1 g% [2 X
- return -1;0 f( D# p4 k5 w( U+ o. ^- E: m+ s* w
- }9 B; H5 [( B( u, o9 ^7 }- S* c
- addr->sin_family = AF_INET;; F$ g" {- j, L3 j) f* i3 c! v, O
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
* z' j2 r0 p$ A - addr->sin_port = htons(port);3 P6 }2 n' u' {1 B4 ?% I8 d
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);! Z, n- @8 O! F
- return 0;8 R* e2 P$ Y6 n$ T- u
- }
复制代码 9 z% K# H+ J f' s
, c. P8 M/ H% u6 J1 ^( r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:
" j+ ~" |# i! ?$ i- e9 p
7 @, p9 l& k' z& p* |
$ a0 b( |5 t0 ~' l( c( c/ X; N- while(fend > 0)
$ a; G' u9 h: P - {8 K3 h" d0 m: h2 b- _2 z
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
7 ]; l, N2 ^! C0 [5 b" g - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
: H( c& k1 L- t! T5 y - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
' I& T2 r, J$ d! }( n/ o2 T, E4 R - {
. i0 d, u0 R7 w - picture.length = UDP_FRAME_LEN;/ H5 k$ h) C5 @+ D' H: q6 v
- picture.fin = 0;. h X2 ?* t, }$ A7 q
- }
% T$ w! v% h& ^6 j) h. D - else1 N; U' ]- p7 q! w
- {
# }/ Z& S, z/ A - picture.length = fend;, e- m8 o7 w3 i) B8 z
- picture.fin = 1;
8 x/ ]& Q1 c, ^; |8 Z$ x- O! N - }
6 z: t/ o N+ B8 U8 `# t! t( Z! z - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
8 [: h5 l e0 C8 \/ E - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);" b/ T. n$ W; ]1 A/ a2 l
- if(sendbytes == -1)
7 m0 Z( ~1 s7 x" g - {! n9 x5 Y) O) ]: X1 `' R- T9 p
- printf("Send Picture Failed!d\n");8 U# I6 }; N0 s
- return -1;
' w3 A* @" b$ U! W c - }9 b% w) ?" P% `' v
- else
* J% M) M1 f+ p- [2 r' a, r) g - {" j3 _ Z% V7 ^" b
- fend -= UDP_FRAME_LEN;* A+ S9 r: W) E) n4 b5 u$ s4 R/ f* m
- }; t8 e8 r' y+ V- Y$ b9 G$ f
- }
复制代码
2 @7 R, I O, n6 G4 s- e7 o. ?$ B! ?, U% g0 {" U& d" I
 ! q0 h9 J* W6 y! p
2 [1 I9 A4 y/ U7 C6 v
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |