本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
* v3 w2 a# n- M) T- m
# P F3 c7 {6 B& S n6 j9 ?% ?; z$ f- P1 g
' G, f% M- t: x3 X) j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! [2 Q- L6 [6 M/ @0 l3 M
! j& U7 H3 [# _! |: P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 o, {% \+ D( f8 V- h9 a
* X5 y u5 e" X8 q: f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。 0 I- [# j- n$ O3 d9 ?
一、HTTP网页服务器- `; d: `7 @1 n% ?! {: S
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# E# f% e1 C" D* H7 a
- {' l: s/ z0 y, t& b3 v( O4 _
- struct sockaddr_in servaddr;
& k% N8 m6 E O( w, [ `6 w - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
$ {* N/ t4 O- C+ V. ^: F - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));; l8 s7 n+ Q- H/ T# ~
- servaddr.sin_family = AF_INET;
* v& T' A' n% D" W) E7 N - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);& E# m1 \$ a# J6 J/ m# q
- servaddr.sin_port = htons(port);
: p n3 D( G- [* i7 H* B1 j5 g - int ret;5 s- f) w: \5 M6 i
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
: T5 n* D: R# }/ N - {2 d- Y+ X6 Y, Z3 n4 `2 P" j( ~/ b
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);' }: c' ?; U" L7 f( U; h
- return -1;
" [. J3 g. r- ~2 {# \ - }
; t+ `1 h+ R$ M4 `% } - int on = 1;
& I" s& I6 N+ o2 m/ R) n3 P - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
( Q# E) }( E, R" q% L" q s E - {" c g1 h$ p3 E5 H1 u
- printf("setsockopt error\n");
; c9 ]; }" {% f k - }
2 |- s- b7 F" D1 v- N: l! e$ S - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
6 k1 I7 {& R: M+ A6 W9 h - if(ret == -1)
1 V# E8 N6 [2 n9 d/ Y - {+ G& D4 B8 h* l& O2 Y
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
9 Z5 ^8 o6 \* q- ` - return -1;' l% h$ ~/ L. y# N) y
- }
+ E/ K r' ?$ `- Z - if(listen(*socket_found , 5) == -1)! P8 ~0 P _6 N+ m3 t0 Q' N* F
- {
, J: |0 l, a' N; ?! z" q% i8 j - printf("Listen failed!\n");1 u* l& b2 [# L# m2 T2 ^+ H
- return -1;9 |& T x6 g1 G, ]2 }8 [* c
- }
4 y! s% c; K ^4 _ - return 0;2 u: G1 z- w7 F0 ]
- }
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);
/ H7 `1 M% q& k6 t7 I( Z4 J5 P7 } - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
7 a6 Z& U( O/ u3 f2 r0 Q" w% v7 l - {
5 t8 s& L3 h1 ~( B2 w7 G - 。。。
( q* X8 G$ W/ w$ p - while(1)% A, }6 z2 g/ E9 ^! V+ ]& z; m% i
- {
1 H( m4 Q1 H3 y( P - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);; O. w& U* L5 r: [. R S+ O) U7 j9 p
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
* D7 `' a& a6 f# ]1 r - 。。。2 X0 z# v- y1 U3 g. F
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
( [ _5 b6 }5 w5 a - }7 L# D5 s' i. E: M2 \
- 。。。
7 U7 @, r! V) t - }
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);
- o/ c% n6 p' r - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;& z% e( Y5 m [' Q0 D
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;( p: r! \$ O3 n0 J/ w* E- P) z; J
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;: \/ u) L) C. I/ r7 w+ F5 t; k
- pthread_cond_broadcast(&pct);' |7 k! K; J+ W; y
- 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;
! i; e9 C) z4 O2 v% v+ Y( g - pthread_cond_t pct;+ O: k5 L1 Z0 e8 q: r! l w- d
- int main(int argc, char* argv[])% ]* u5 V0 S/ \' Y- w# w7 `
- {/ x" @0 n! v! ^. A2 B$ O5 |
- ...
( Z3 W6 S6 q5 _4 N1 o - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
/ C M3 z7 P* ~$ S/ ~6 W9 c$ A - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);! I2 x, c" i/ l
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);$ L* a& F/ V1 U8 M% [" P
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);: }1 m' h" v& |& N) p, Y: c
- ...
' N' v. Y `+ {$ c1 | - while(1)
8 n5 ^, X3 L( R U+ J4 A - {0 g" O$ X" `0 |
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);+ x( S2 u4 u6 S9 x
- ...7 j3 V# I2 A) V2 F/ w! j" k
- }
) h! m0 Y2 L9 [! e* h K5 T - ...2 y8 R+ H! J9 g
- }
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;">
% @( ]1 j% }0 F$ Y) C - </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" \
4 Y7 z# e9 s3 h - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
: ]) h7 _: G, P4 E0 z4 j - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \" C+ n' v& ~8 U& O( L1 T8 K: b- v
- "Pragma: no-cache\r\n" \) K$ j c! N: g: ^
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
0 n) v- m: U0 V2 t. ?. h. `1 L; Y - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"% V: z. X# E+ [0 r* d1 ]9 N
- printf("preparing header\n");7 W7 y! v) T, o: k* y8 }5 _
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \, V( O% H5 |! R$ R0 z( t- p6 r
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
{1 ~* L( R+ X* u2 @% {% e) Z( @ - STD_HEADER \: o5 k/ _7 K; S
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
* O! A& g3 L! | E( g+ ^ - "\r\n" \
8 b- N! F+ L4 r - "--" BOUNDARY "\r\n");( B* s/ g+ D" U4 [3 R9 w8 v
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)' i, F" F3 f2 j0 c, T; y+ z# h5 H
- {% U( i( B, a9 I# V; r
- free(frame);
b) o! f) F5 i9 {- m. \# `7 ^ - return;
% G" h! C. l; A0 [- }1 X Y+ R - }
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" \. ^" L0 {, \ M, \* J7 f
- "Content-Length: %d\r\n" \/ c/ q- p: q& ^6 F7 y
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \# N" V* j( D! v/ @" a; U# b
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);( p# b$ i8 ~2 `+ [' U
- printf("sending intemdiate header\n");+ }* J: Q( ^) S! F% A1 V" u) F+ x
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)5 B+ B. i: c/ l4 b/ {
- break;6 W2 q# V! e% ?" |8 |5 B7 G& I3 V1 T
- printf("sending frame\n");5 M: I: h( j) ?) D8 s+ Y% ?2 B2 S7 L
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)6 |* F" t; C/ C) M
- break;1 S8 C+ b0 h' c N
- printf("sending boundary\n");- l( K; p% }5 j
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
) O) O' {* X+ t O6 K6 K, W - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
, u5 _: f% l; b' H V8 L3 Z' g. f - 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 G% i2 o$ G: y' U
6 X2 r7 t' u" a+ @: {二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
- f5 k) u" k* [8 {6 Z2 A8 {- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)+ L3 Y- p+ r w! @* n: Z+ G
- {
1 t1 J3 G: ~+ z - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);) w8 q8 t' m0 \) z$ U) B; h1 N
- if(*socket_found == (~0))
4 }. d' N$ ?9 l2 h7 h; k; |/ d( w% c. g - {9 h, ~* q% T3 v O- q; }" a
- printf("Create udp send socket failed!\n");
. j b7 N+ E! @ - return -1;
' B: C, D; ?) N0 r+ @ - }
( g- c+ E5 D9 p/ E7 [. { - addr->sin_family = AF_INET;- k9 X* E+ j/ x& b& g/ \
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
+ K) [2 w2 C; e+ M$ p - addr->sin_port = htons(port);; s. ~- u7 t+ U5 m0 E' [
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
4 \' o% Q5 D5 Y1 s% s- h' Y - return 0;+ g% L: ]' i' w. u) t$ p6 a n
- }
复制代码 ! g& @* ?* ?) l, v- g
8 N6 [, L5 W0 W( v) j- ?8 b7 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:
4 Q* J) V6 n/ [9 o) s
( }/ U: v b1 s9 {* i% ]. l0 k2 L+ ]1 Y7 d9 [3 B! |
- while(fend > 0)) j& _3 V0 q1 n# b# Q" d. V/ e
- {/ S# \# e- |, Q; I' K* u
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
. C* W4 p( l1 J. h+ ?) ^* t) b) @* H - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
" y( i6 \. t$ F. K( e( j, q - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
- M9 Q1 X+ P" `+ O: h8 H% Y - {
2 C C$ g. v# D& ^ - picture.length = UDP_FRAME_LEN;3 a! F, z; b. X6 n- E. A
- picture.fin = 0;
: ^2 `8 ^. ~$ _4 x7 m! `% ^) e - }- N, n0 j# h( I- Z, J
- else
( P8 N, ?7 ], o1 h! H - {
: h8 K8 t) t) M" S# k - picture.length = fend;
; `; X% @6 p! Z: }+ V" l4 g, k - picture.fin = 1;
& @# M! n. w9 q% o - }
! g+ d5 B1 `- i8 n* f+ D/ j - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
: }0 t5 Y. _9 ^2 Y" C* {* ? - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
9 v) m% ^ t/ c - if(sendbytes == -1)
/ k( `5 X4 ^, ?' O5 H - {
1 E: s3 D" G: W$ M" L' Z - printf("Send Picture Failed!d\n");
4 t1 r' B* i1 P - return -1;
! S% C! ?3 X" ^3 T9 W5 { - }, x4 h4 t+ M# |
- else: V+ w0 }& a' W z6 J7 \$ a
- {
" f, _" X( q4 f - fend -= UDP_FRAME_LEN;+ M }$ d% {3 y: J6 g1 I
- }
/ A* z. x/ r8 l: d9 T/ Q" a1 \ - }
复制代码 ) u$ z2 W( E' c+ |) s
' E0 M" t/ \& P8 L& z# H 3 R7 K8 G" v( \& q6 l
1 K% }" ?1 ~% `8 I6 a3 FiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |