本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 9 \& C% T+ \, \: f! F8 @! L
+ r' ?. H- f6 l. v* e h
7 G5 @* T. {# q# M+ ]6 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
* e$ ^* p3 B, i0 N* _" G; g# ?8 W7 i/ T" _4 l" V: W7 K* F
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。 $ L K- W% J' X( s

- X# |6 e- l0 U. m# J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 B7 h& E" M1 L/ M) w$ i; a4 q一、HTTP网页服务器% w- w ?9 ~9 h) O/ C/ y& Q+ ?/ @
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)
! |5 e0 |8 o! S' A2 J* J; P$ x - {
5 s$ c+ ], K9 i - struct sockaddr_in servaddr;0 P. Y' V6 w+ O
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
: o! |6 {% ]" G - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));- A1 X0 G1 ?/ v6 J4 ]% U2 c
- servaddr.sin_family = AF_INET;
8 [: F' d k8 S - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
' ^' d6 P V7 n9 `; d/ U" D - servaddr.sin_port = htons(port);
% |, {+ L) e6 y) { - int ret;1 z! A9 p+ q' I* U
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)' s7 x% k( q# q% D9 R# Q
- {
/ @( X2 E s3 J7 t5 }& E+ I - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
( h5 O- v: T% A - return -1;
8 ^' X4 Z7 g% n; Q* d - }
; h0 n2 ]0 g: m - int on = 1;
" y1 g6 J$ l& w; q5 ] - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
8 F y& L* h( O8 w& E8 v. J5 a - {
$ O2 Q1 k' c' N/ ?' b - printf("setsockopt error\n");
4 Y; \! u# r6 Z+ Y( v - }' k: a3 c4 I# P2 @: s5 t. n+ f7 U
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
7 N, h; z0 b% P* n6 n3 o% C: `5 { - if(ret == -1)8 B& J6 A: ?. v/ J
- {2 z# F; K d0 w. t
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
# f1 q5 g( X8 U/ l# m - return -1;: w3 P# e. T4 h A' b
- }2 u5 k; V; s( V6 U8 e) }
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
) _4 x' V4 ?/ w1 F# Z& b4 f1 [ - {
/ h$ a, ]6 V" {, f$ i1 G7 U# L - printf("Listen failed!\n");
' _9 x: r# b$ v) P- O8 ]$ g8 { - return -1;7 E6 ]' m) k% \( f7 K9 y4 ]! Y6 D
- }
# z7 N: |, S. d" i! Q( s - return 0;* f+ x" {5 N7 g7 U; ]+ a( ^/ }
- }
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);) k: i) t5 k1 H4 D$ v
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)1 W: @+ N5 O/ S0 t3 l# s
- {
4 i, R, J7 d$ x- h) j; e* y - 。。。
L- E7 N; i& N - while(1)+ {. ]/ P2 \# E8 {$ S) J/ J
- {
! M8 Q6 f! ~# A5 D - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);- L7 Q. {( A/ X
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
U9 a! R9 v- U1 R/ A - 。。。5 |- T1 q6 }5 h' e& P
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
# k8 e6 H+ W/ Q2 Z6 c8 o7 ]; x - }9 W9 c- f8 e6 [% Z' {9 D+ T7 u
- 。。。
) \5 B7 A X8 P& [: W" A7 U' d; Y5 Y - }
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);3 E- J' w! a! b0 W
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
. A! @3 ^" o& R - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;) p* L2 f0 p, E( ~
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;4 o$ [% b: J2 o, M
- pthread_cond_broadcast(&pct);
2 o) v. \5 y) v) h - 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;+ g+ Q7 l' G# M- O4 Z' ?5 H1 V
- pthread_cond_t pct;9 w2 T- y& M4 P$ _# A" P
- int main(int argc, char* argv[])7 ~8 K P, s) q+ R& G& _7 ^
- {; p! \! `, v( ?4 I( n% C
- ...: A" m$ d b. y! ~7 n+ k
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);' W- q' t0 b' `$ f" {( b
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
0 ] e( _6 W) V - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);. V! [# V3 x; R/ K) ?
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
8 ^6 @( @( J8 m, Q - ...
$ U( y! }6 `5 f0 [1 ?& E - while(1)
! l1 [0 d' \3 H4 i0 }8 l - {
% Y7 l" O& \, ?8 [% o: G - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);6 u! E9 J5 V: l) G! f e `9 Y& T
- .../ r- C0 A% {+ F7 [1 D+ f
- }
7 {; u1 U2 o' @' b" K - ...
. p: r" u: O( W! `* H - }
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;">4 N/ T! s6 s8 _( u% c' V
- </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" \- [8 S6 |& e: s7 `% N1 J; Y" Z' f
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \( w9 k2 g0 x9 E" P/ V
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \9 z1 J5 o; k" C- T
- "Pragma: no-cache\r\n" \
9 X! ?+ m; J) Z - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"& {1 q |0 o3 n+ F) b( ?) b4 C
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
( O2 a/ r+ |9 {7 z - printf("preparing header\n");
8 D$ G5 t; v6 G - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
* @9 W. T1 R9 B; v I - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \: r( d: a6 S* G* D9 \/ o
- STD_HEADER \: }# h. f$ K, z5 b1 D/ h
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \: z: c9 i! Z$ H! t4 k7 L
- "\r\n" \7 F2 N: j4 i6 c# h6 \/ N
- "--" BOUNDARY "\r\n");- n3 Q) e+ O1 p, \7 [
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
+ {* \' T3 f& J6 Y# Z" ?% c - {
I: r% y( E! X; `& |+ R, _ - free(frame);( S! k1 ^5 h. D3 p6 [2 \
- return;
$ l% F) d* r. W6 V$ ~! A3 j' B - }
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" \
3 O" T6 K, g% {5 p - "Content-Length: %d\r\n" \
: e& a. f' f; J/ m$ i - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \$ [! N8 h# o/ ~4 }
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);; m/ g4 K4 U& j7 G8 K
- printf("sending intemdiate header\n");1 O6 [) k9 \+ J- f
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
9 P; J: N" M# N+ N; Y - break;
. A8 }% w' ~& c. B1 V- G - printf("sending frame\n");3 C* R+ o% d$ n+ A5 n
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)( [2 F' b& |# R' R
- break;
8 x6 w4 R+ _4 c6 e) L( b& x- [ - printf("sending boundary\n");1 a8 x9 M. E! z5 o/ w8 ? n
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
: N B0 Y2 F, U! h+ n - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)( Q4 A/ E9 A5 v& _, `
- 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。 
; B7 B' j) n8 ?! c5 {
. q+ _. V2 @/ }! u. Y2 M$ u0 w# @二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
) C* C" u3 r9 P& p; f5 `; {1 b- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)4 L( C$ k' W1 B- A) F+ J
- {
. T. H2 ~% t% r. n/ Z6 W, e `1 ^ - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
9 x# {4 `# q) d+ w; f" | {: P - if(*socket_found == (~0))0 h# r8 g$ c% D z5 g
- {$ g. M d% f) i, `
- printf("Create udp send socket failed!\n");
, Z" Q1 d3 e" X) A# ]/ S; `: M - return -1;
( S, X3 I7 P6 ? - }3 R: g' A+ s8 U) F
- addr->sin_family = AF_INET;* ]' Z0 K; z" u$ y( C9 X
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);& g3 e0 g. w- P- z9 O' p
- addr->sin_port = htons(port);
6 D3 l8 h! Y6 v - memset(addr->sin_zero, 0, 8);* M' A8 ^# l6 ~- L8 N2 \' c$ D$ W
- return 0;3 O1 R7 C( t# b
- }
复制代码 , a, c! S1 s* D8 h" E4 C; ~, g
9 i# h& U0 T% y% O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:4 s. a7 l1 k2 p
: j6 v- r4 }) x( B
+ `. w+ [9 Z# d9 X: l$ I8 @
- while(fend > 0)
* d# V+ {# m) o: R1 H5 P9 A - {9 G% V" V' z, n
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));' ]* i! H) W- Y7 W/ {* W# W6 S
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
! @1 V; q9 ?# M5 M# z1 w: m - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)5 ~) N9 c! Q D$ O
- {
+ _" z/ @) z/ j W& p - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
9 v: L, V5 Y/ Q9 Q' V @ - picture.fin = 0;2 }# K3 c2 u1 f, N! Z6 y# L+ \
- }. k/ k1 F' h" X6 q6 W/ _. F7 O0 `
- else
7 ?/ T7 e, I9 B/ `" n - {, `' Z" }2 Y) C
- picture.length = fend;
* w7 [* k* k. i5 z5 |! g - picture.fin = 1;4 {* L) b( F) e( K/ t, {
- }
3 [; q( B+ {' s* k0 c) d5 y+ i! L - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
, U2 M! f" N: s; S3 p# f - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);2 R5 M6 C6 f+ p+ q" w
- if(sendbytes == -1)
+ m& C; ?: j6 y: B& Y" ^7 j - {
0 m6 O! u: y1 @7 V0 q) | - printf("Send Picture Failed!d\n");
1 Z, a, R3 O4 w - return -1;! K/ w+ W ~- h& h6 M& y8 G$ a8 G- u
- }: G- M' c; O, v0 Z! X7 l/ K
- else
/ |6 h) O. u6 y v4 m# j - {. x; E d# V$ {
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
* }- H$ d; ~6 s5 T0 f - }
) z5 H0 Q: p/ J; [ - }
复制代码 . u2 }9 J; t) |
7 N( H/ [2 d `5 w( Q; ^3 A " H' u. J, ~/ E ]: X, @
3 [& _ G$ Q! C* g! wiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |