本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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% w% b9 X) S T% G; v 0 e; H2 e7 o, Y [) s' ~
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
# U% b2 q/ `0 V8 @, I) A0 T! f- S. U+ V" b1 A& d
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。
8 J7 T, J$ R5 g3 H6 p- ]: j
F1 l, l X9 `& ^9 a! s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。 ' k2 N: [; X" S4 X' j9 r
一、HTTP网页服务器% L0 T0 A' p+ D5 f ^6 A
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)
( N/ \) C' ~+ P/ _+ U - {9 \8 @" `4 }& E0 g3 n" w
- struct sockaddr_in servaddr;
5 a# u" ? c# F7 _( B8 W3 h6 V - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
0 S' v, N8 k$ G; B! B: r" ? - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));- v5 M4 R6 V, s% n2 W; o! r2 k
- servaddr.sin_family = AF_INET;# B2 {- P% b3 Z+ e& ]2 Z8 e: T
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);$ L! ]4 V3 S6 \. m" X. b
- servaddr.sin_port = htons(port);: j. C4 Z4 [. Y+ C1 q
- int ret;
7 [" T. b4 y0 F$ d6 z, e0 K - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)1 ^, b" [6 l) R4 a% q( w
- {
& y+ d- m+ m4 l. {$ U4 o* W - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);) n9 ]; W3 ~& }+ C+ T# u# p
- return -1;
# n9 N2 G d- ^7 h3 k - }, i/ Q; P3 k/ |# g" q4 m$ r) X
- int on = 1;* h! a' Q6 v% }6 D k4 i
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)# K' O( m5 o: f! }/ l- M
- {
- }; n7 m& P! M - printf("setsockopt error\n");
) }& J/ y; M) e! i& r) ~9 P - }
) t ` C7 V; `# x1 D8 {! n - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);0 s% j8 E1 l! M4 y
- if(ret == -1)
4 O I- r8 t7 |$ d - {
. x! y9 W: K4 C* D3 y0 x - printf("Tcp bind faiLED!\n");
' `' T" D$ s% p2 d: I& ]; V/ M - return -1;- u) o( \, _% `, g- f
- }
2 H2 Z, ~$ U7 ^" c: f - if(listen(*socket_found , 5) == -1)4 L$ r0 o7 c, O( n' P( \; D$ l- ~
- {2 @, x, l( O% K$ C
- printf("Listen failed!\n");+ c6 i! l4 I5 t1 U
- return -1;2 y, M6 N' W9 L9 ?- g3 ~) ^3 H
- }
; r" y) f5 p: Q7 c7 O) g j - return 0;) N6 u- m9 K6 k9 M5 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);6 H; J- G+ @" `$ Y( @
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg): I6 I$ W1 g9 v( |4 H$ V& z* { P7 b
- {6 t# ^: M; ]' n" D
- 。。。. G6 w# Q0 u5 q7 o+ S' N& U
- while(1)
- B2 o/ @* Z% E0 E - {
. s+ [4 x( S1 j# E$ b - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
* r& a" s+ c) y- N! O - printf("fd_socket_conn = accept()\n");! l) b6 M3 c' X5 O
- 。。。
* L, N# C5 A) J - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
# L D7 u& P: B( e: {: P - }1 U. s5 p# V. f: c' Q' n, W
- 。。。
, Y! ]0 w% B* E - }
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);
& I+ d. { s' d% ~! q- y5 l+ V - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;6 \2 c j' I9 g R- |
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
l$ A% H2 m, I0 C8 g0 b2 Q - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
8 r s. k( x) b7 U - pthread_cond_broadcast(&pct);/ V* O: x& k( ]; k$ i
- 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;
, ^0 \! j+ P2 V: b5 j+ ^9 N5 _, w) A - pthread_cond_t pct;
! M" S9 `7 p0 j. [6 r5 k# c3 m, K - int main(int argc, char* argv[])2 M5 D& N2 M9 {# l# U
- {* n+ [1 R7 n7 I5 X) J
- ...
" H4 k" x+ }) D- x - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
( P7 `2 u% ?% g; W2 }- E - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
; d8 u r; K9 x+ s( |' M - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);+ M* z6 @: h K
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
/ b, C4 R% r+ t: b$ c; d - ...
: h E& C0 O4 m# C* \/ z7 [% [* `. z - while(1)
8 o( \0 o/ R" a - {( }. B1 |1 h" H* s8 f
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
1 c; m) j4 E2 s( h; o) q$ [+ L - ..." F1 x' T; I" i, k I% k* c2 t
- }
- ^9 P; p. U# c! C7 T - ...* F( W' y& ~! J) d$ F1 `5 v: U
- }
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;">: ?( W$ |- i) 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" \+ H5 V6 u8 Z$ g
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
5 Y; S) B& w/ l9 K7 Z5 _1 J - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \, E6 `' `6 c$ }: c6 G# w# M
- "Pragma: no-cache\r\n" \
; O; I+ G( [- g! @5 O - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
2 Z" ~% [) Z' ]7 ~ - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
9 Y4 T/ i! F; u ~; [ - printf("preparing header\n");
/ Y/ f) |! Z0 [9 b/ e - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \' ?* ]5 `; P) i4 V, w/ K
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \- z, C+ a8 H0 x4 A% u# J: Q! `
- STD_HEADER \
. X. _+ }) e/ Z/ Q- ~- i; Z8 K - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \6 s5 P% i* X3 b6 |$ I+ }9 W
- "\r\n" \! J: O! }- {. _: `# T% q
- "--" BOUNDARY "\r\n"); F9 x9 f6 c; ~0 H
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
8 M6 [6 w1 V: M3 O& T! D' L - {
$ N4 b; K. D1 D4 A1 P - free(frame);
6 B2 Z. P. k$ t' S! i+ x/ ]' M - return;/ {3 z0 {4 ?. Q. N0 `) x
- }
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" \6 g Y `( R0 H3 j: M
- "Content-Length: %d\r\n" \' a; M4 K) a2 x; l- O
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \* J/ X' F* x" \; ]
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);9 [/ F& l; ?. E$ D! w
- printf("sending intemdiate header\n");* V3 |* {3 ?- E6 S
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)7 O# P; _+ t3 b2 T2 o
- break;
- D1 J2 J# ^- l1 I, a - printf("sending frame\n");
' k! g) w1 v! }6 L% V; g/ q: ] - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
) K; o9 g% {4 H* }9 Y# N - break;
' [, f: |4 u4 H8 {) X - printf("sending boundary\n");
~& T' C9 ]* C" H" J - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");* f: f: E# Q+ {+ W2 c
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
* Y/ _& B; i- [# Q, ~# N4 i! D6 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。 
" |1 \$ K# H. D: | # }5 O1 `6 |2 M
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
+ L" f. p7 U5 D/ O- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)# l2 m5 V& X+ g' I+ r. i
- {
* n2 n- H Z1 |+ b9 f9 A - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);9 k- m* I1 ^# u I% f
- if(*socket_found == (~0))3 f$ `2 \. d! X$ K% z
- {
" i" Y, w* l7 v& N/ V/ s5 u5 X v - printf("Create udp send socket failed!\n");
+ \, ^( V t% I* }, j1 o - return -1;0 P' \/ B5 H7 l/ X8 D! i
- }
- @- q6 `. s! W2 D - addr->sin_family = AF_INET;( J+ S E4 h& @6 ?' |
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
3 l4 Y/ _* M" a - addr->sin_port = htons(port);+ d8 q: e9 J! O+ S4 `
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
- Z9 L# P7 P' c U: e" ]" h% M - return 0;
) {! P9 z7 f4 z; R$ C" z - }
复制代码
* \1 v8 c" z, B: r- ^: l! B
- Z/ [8 Y7 R$ p. g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:
9 W& b( R& o i; w5 m
! ~3 }5 n, F2 [: |; h# a2 O' E* c8 _9 h3 D
- while(fend > 0)
9 T7 N9 P# \; S9 I! l: g - {
3 T# _) ] s5 P# t Q2 G3 P& i - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
4 C/ I) s) B3 l! Z: { - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);2 Z6 E6 z9 R$ a, H3 O" ?) T! j
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
# r7 n. P, l2 i8 j4 z4 D - {
# Y$ E& w d; Z4 R6 A/ f" Y - picture.length = UDP_FRAME_LEN;9 C$ E) o/ I2 a3 ~; \3 u; ~
- picture.fin = 0;
! S1 \8 Z/ e3 d1 q - }
, z0 r- N" Z% ]; s4 y9 e - else% E! [0 H0 q& g6 }
- {) @' z5 p: V# k6 d
- picture.length = fend;
* P% [* V t5 i: D - picture.fin = 1;
& }6 D! d& C. p/ k" J2 S$ y - }3 Q, q$ _1 V# A0 z; x
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);* ^& r r8 R7 c+ T. ~% W
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
+ U9 s& B Y, r& Q, v0 D - if(sendbytes == -1)% h; Z4 E: @% w N) h
- {5 m- d3 U# L9 @
- printf("Send Picture Failed!d\n");
- ~) \( P7 X% P - return -1;! G0 j1 I5 n8 T6 g0 b
- }1 N9 C( [1 _. B2 C l* r
- else$ V# f; l$ X0 X" p& p: a
- {
9 D& Y1 a0 ?7 l - fend -= UDP_FRAME_LEN;
9 A5 l/ y, g% _. x - }
/ ^1 G1 M* D1 j$ J& ` - }
复制代码 6 n$ D: i& |5 H7 r$ K- p! M
4 ] d1 j4 i) x# |

/ q7 j6 q [5 T. I( i
& n. y8 N2 e1 ?3 ^/ giMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |