本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 5 ^6 K' o2 w; w8 D- G
( n" A9 s" [( ]9 _ ]8 k4 ^
 * N) [ y" Z$ Y' ]4 _* B* z4 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.html7 x) s6 Q4 Z! L0 r2 g8 y. p
4 w+ Y) J1 q( b4 _1 n; x( v& c$ |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。
; h: _6 f/ B6 A$ s9 p) ~8 a: K! g 0 q& O$ e) P4 h0 s% E p) d8 F1 p
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。
! i% V; ~% e$ z+ c5 X, E2 W一、HTTP网页服务器 q t7 c( s y' e; I8 I, I2 v3 c5 u
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)
9 a7 R$ F& @+ W8 G/ l4 L - {) \% n* }; J! V
- struct sockaddr_in servaddr;
4 q" I5 ^) S8 a. \& P/ o: H - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);& A3 l/ o1 v% D1 b7 G2 g
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));4 N: f. i1 r0 Y
- servaddr.sin_family = AF_INET;* o% S/ N) T9 ^5 [
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
" w; w; \ A1 ~ _+ j( o - servaddr.sin_port = htons(port);
4 ~# b, Z/ {3 Z - int ret;- C) a# {/ n+ o9 t' q
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)% t, [& O4 F1 ~
- {* V2 D+ z( f6 U) [0 h3 N
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
2 j9 Q B; Q& a9 X+ |: n; q - return -1;
) y) w! f5 Q+ ^' m5 |0 C - }
5 C4 _6 O2 M* W! X6 N+ L6 X - int on = 1;6 ]5 o0 [, F. S
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
$ z0 ^$ d/ V2 I7 l. d5 Z - {9 t$ a: ^* H: J0 V0 D9 b
- printf("setsockopt error\n"); M' O7 L0 q3 S
- }& r1 I2 F0 P9 g, A' j2 b# D, J2 y6 C8 p
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);9 ~# } x/ }3 P2 m' {
- if(ret == -1); A5 {5 n1 T5 d5 p1 b
- {
- z s0 z0 e- T4 F& ]( K$ N% ` - printf("Tcp bind faiLED!\n");
- U( d, `3 C9 C* Y' D' N - return -1;
6 E( V$ A% b4 {! Z# y - }5 j! g( I% B: ], ~" U* K0 l
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)5 L# {4 i: l+ ]' H
- {
& _9 T4 L: |$ e, z8 R. P - printf("Listen failed!\n");( f* u8 g9 [: N5 x7 W- ?1 e
- return -1;# p5 P. C! s. y" w
- }0 p$ T) y6 r5 L O7 p& x
- return 0;
- E- \8 [2 @. a7 {+ H - }
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);/ ^: z+ G4 b- c9 g5 ?- K
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
% N7 V: ]6 U# q- c3 l! o5 v - {) T( T1 o6 y' A6 m
- 。。。$ l- l, w( D- A4 v- c
- while(1)
& T; s' o/ K1 U1 } - {! ~+ m" x* E+ j7 U) n+ k
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);9 j+ {+ q# }# _# h* J4 q I: z
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");* T; V5 ~4 y9 V- r3 d8 Y& R+ n
- 。。。
2 P0 I2 O4 U' x1 ^6 h' g" s - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);, w% {3 v& d: X( h% g& R$ z! V; A
- }
& G- k( ?8 E' Y( \! Z! e1 T - 。。。$ L" t5 R( `3 X" x* _7 d O
- }
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);
* H$ e' ^ G! K' u - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;1 [" F! l+ q' h7 x, u9 x& R- J2 w
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;1 ?! U" G, j- ?
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;3 v, C+ N" q/ _- k* ~% g
- pthread_cond_broadcast(&pct);
7 G. h: t$ @4 C5 }3 P/ t - 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;
9 Q. V) C; Y N5 p3 Y - pthread_cond_t pct;
7 _ {4 B( p5 E4 n3 e4 N - int main(int argc, char* argv[])
8 m0 q8 L9 r8 O9 P- r; _( E0 j - {
/ t+ P6 l5 [# q9 Q9 q: H - .... D `& T+ O+ l
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);+ |. W" }1 F( R- R( C3 Z; L
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);# r0 |# x" W y7 H8 h* H; S" R
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);% [6 q% R) R4 Y1 b8 c- s! i+ n
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
9 d# X5 _0 N8 ^3 t% u, U - ...
' X) q3 t1 I0 ^8 ? p! [8 s - while(1)
5 t6 ^' [0 {" Y2 p0 O* y6 J - {
5 _+ d8 \$ T3 y& M+ a - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);" T+ O' x, K( t' |
- ...
3 h( E* E" a" L, \4 O - }
; W! n* Z4 L- w2 m7 g9 g - ...
/ h7 S* `5 l: }) U* L g$ Y - }
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;">
. d+ T9 a' O3 u/ f - </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" \
, v2 d' x! f; x+ B g - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
2 ^2 `: c2 D" D. V& L - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
( x) Y/ `7 [- X; y7 M - "Pragma: no-cache\r\n" \
! S) s# d: N* t; _, a - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
/ f2 o5 b9 L/ a- R4 ^. z - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
- V4 f6 V- y) ^: _ - printf("preparing header\n");. [: K' s7 B& Y) ?1 m9 f' B
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \; `/ h5 e, I7 }5 M0 Z
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
! D/ f, ^) ]7 k - STD_HEADER \# e R7 V7 n8 ^" N2 |! ?
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \ Z' p) G9 I, Y8 T( g* ]
- "\r\n" \
, O( q1 k6 p a k' k* H$ g - "--" BOUNDARY "\r\n");
; K$ W$ ], u$ \ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0); G1 {5 Q5 V, C! C# A
- {( a0 O4 ]9 [) d8 _4 s
- free(frame);
6 u5 E) s; m/ K& D0 | - return;! o9 g, y! a4 ~3 i0 h* {+ j
- }
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" \; W% a8 x" @) `# ]. J2 J1 w# @9 C& l* K
- "Content-Length: %d\r\n" \: y8 s( P9 w9 r! k1 Z
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
8 A! _+ P& ^- e# U - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
% m/ `% J( n5 l - printf("sending intemdiate header\n");
( b" Y$ u9 h7 W0 ?* g! s5 n - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0) p/ X9 h% U' G) g5 G: e7 P5 j
- break;7 L3 S& P8 `" x% f
- printf("sending frame\n");% Z, x; c, Z7 @* E
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
( ]" k9 i; H5 s* O6 { - break;3 u6 R* G$ n( L2 a. L% t# {, I
- printf("sending boundary\n");. `) I8 S- G" X9 V4 T# }7 a- ~
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");; q4 o5 F2 K) s) T$ b
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0). @2 H( ?, H6 G* B2 {; b
- 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。 
4 u1 l! V- Y7 w1 V7 W 0 }2 j7 T% b/ u/ z) y
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
# ?; _$ s2 G7 D- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)3 { p( a+ a# `8 y3 V
- {
1 ^2 h1 l" [8 ]* \: O2 r5 Y - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);. t# V: t, L3 @3 E t
- if(*socket_found == (~0))
/ f/ G. ?) K3 W9 E - {1 ]- ^ u9 p6 U5 w% a+ w
- printf("Create udp send socket failed!\n");/ F" a. l+ Y0 `9 p7 t
- return -1;
1 B3 n4 q$ }/ q) [ - }0 j1 M) {% Y' m9 Q
- addr->sin_family = AF_INET;
) ]! W5 J3 `3 y$ Q2 [( X' ] - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);) e. ?# U+ G# {
- addr->sin_port = htons(port);
6 l* j6 _; d4 V6 ~! f - memset(addr->sin_zero, 0, 8);( \9 d2 T% P3 O: V
- return 0;8 q* X( H; q8 A% X
- }
复制代码
/ n4 d0 ^+ X8 c3 t) b8 U1 P6 o- p1 l; G8 D& A* J- z: u% `. P
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:
) R# G) z& m0 b) b2 u$ Z" I1 R3 o ~+ D* }7 ]9 _1 C: \1 h
/ K% \7 ^4 N+ ]- _: S5 D- while(fend > 0)
# f1 ?; g7 w: g/ K- b: M. w - {
5 K8 w9 {6 ~# \8 o7 N - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
) t: E+ j6 B2 a% L4 g+ F. F1 Y1 f - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
j Y4 w( v/ t* R8 m - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)- ~9 l! n d% [" ?' ^/ R* V5 C
- { B, I% ~# y4 D8 m
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
7 T; ]2 K2 E4 Q4 ]* A( b9 H# b- }3 n - picture.fin = 0;" h/ ~" w5 L% y; H7 U X
- }
6 P; l% S) u/ D: J7 r' _9 p - else2 k: I/ D% h5 ~! f3 Z' ]! T
- {8 \( y, b0 y# I B6 a# w. |+ I
- picture.length = fend;
+ M9 n. r+ r* U7 q- F: B - picture.fin = 1;
0 _$ _, j! p) ]) e' G* d - }
! l" B3 a3 p3 `8 n6 K9 [8 [ - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
4 A* Y$ }7 F% U; W0 ] - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);# n) d( D, q5 @& j& O$ V# _4 D
- if(sendbytes == -1)/ P) M8 G+ {+ Q p
- {
. w4 x0 P( @/ B/ W6 V: L - printf("Send Picture Failed!d\n");# J3 J: Q2 C/ J
- return -1;
6 f6 [3 q! Z2 P3 O( d0 X8 @ - }
8 g" [2 A2 o1 g, o0 g6 o4 P - else. _, r9 V6 N$ b$ G i
- {9 c/ p& U# W+ F1 m' P9 j% G" F
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
% {9 b/ G1 W' [% P! f - }- F; h) D& T0 W
- }
复制代码
! a6 h- j- i- t& }& x% n' J; _6 k5 `* g! ?7 E4 j5 c

2 f1 i: \0 ?5 R+ }+ X; i+ G& H( C4 W8 ~/ P7 t* L
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