本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
. s5 C" r/ o, g3 w2 e
/ e# o; @7 O7 h: b. i0 m9 ^- | " X8 x: n k3 C1 r
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% n7 G" P3 D- G9 D
6 H* W. V5 X' @$ N) S
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。 . u) r8 M7 O# L: R# d$ U6 n3 {4 Z
 + g1 n6 v# @* j) v9 L
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。
5 [" P. x" m4 e一、HTTP网页服务器% D, [! w: b; r' }; ?6 }; v
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)) B, `2 c# i ?$ K: k% M: e
- {
& Y* X" v8 U3 o - struct sockaddr_in servaddr;
@5 I& w( I$ ~: e1 r. z8 @ - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);* A2 |6 ]- U! T
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
6 `; ?% T' [6 d- j$ A2 H8 b& z - servaddr.sin_family = AF_INET;
1 o* C% I7 E- n6 E2 L7 a3 A - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);" F. e5 K+ o4 D2 s" I7 S1 n$ I
- servaddr.sin_port = htons(port);5 o: d- B( [# p1 B3 m! x
- int ret;8 V1 u1 r; |# G8 J+ P7 M# d; R* h
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)/ Q; m2 }6 a! a4 \
- {
* b6 X" b. z, d - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
/ Y; V. W* Q. f3 X+ F c - return -1;2 |; T$ _% S7 k2 B$ W
- }
j; Y8 S7 R+ M# Y7 U f - int on = 1; s; u5 L# j! j j% ]& T
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)) w# m. @" ~0 S: t3 z
- {, o8 D M9 N- r# ?' `; v: q2 A
- printf("setsockopt error\n");
* @5 U0 r2 S+ m! z. d - }
+ S9 L1 X8 p2 b- H" F - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);" `3 E3 k. Y. O' d% _$ O
- if(ret == -1)
! t3 c1 `; A* i3 u3 w2 |) o. c# u2 i9 ] - {
( v; t( P: I* X4 u! _ - printf("Tcp bind faiLED!\n");
( d+ S7 W4 m- F4 {9 } K- K; C5 ]8 R - return -1;
7 _7 s2 \- V: X& K - }9 Q1 A9 T2 f5 N) w
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)" |* k7 g' k) ^- G1 P5 X
- {
( N/ ^( r o- r! H i0 s2 V - printf("Listen failed!\n");1 X$ P: c* R* V, a& ?- N3 p9 s8 `3 K C
- return -1;5 e" K3 T i0 V3 k& \, d( Z
- }7 g" P u9 m5 t2 b$ G
- return 0;6 p" G( b& G4 H. t& J) G
- }
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);
: g f$ Z" Z+ v" q7 D2 r+ ? - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
1 M/ W7 e5 X6 `3 H2 ? - {
& P/ f; y: @* X' Q8 Q3 s" V# }9 O - 。。。9 K I' _ p( o) f2 w5 P
- while(1)
2 d' s5 W- I; T3 E& K5 S% e - {8 p- j# n. N! P' W Z8 ^
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);1 b( D+ `4 ^; ]
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
, A( [, @* u4 u1 w5 ~ - 。。。
0 d3 q3 q7 ], e& p - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);7 P& ]0 O8 R% S: c$ M- q. Z
- }, A4 t1 c" c, y- f
- 。。。
* l* x! e. a/ |2 { - }
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);- e) b9 t7 t9 U; n! _7 D
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer; P9 m+ y) f! G+ o
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
# q% r% m |6 ?: u% ~. M - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
3 {2 B9 ^9 {' c8 i$ b4 X# x. i) W - pthread_cond_broadcast(&pct);6 @/ f, F: o" y! y9 T! A4 m- `/ s2 X
- 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;1 ` }4 S$ f! e0 @3 F5 L3 s% U
- pthread_cond_t pct;: F6 g+ u5 e+ M2 ]
- int main(int argc, char* argv[])
( Q( H s1 u" _% M" l c. P - {
) K) x# P2 m5 ^9 ]2 }$ r" E - ...
/ `* W5 ^+ S# m4 C2 q - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
: B6 }: ^1 b" ~; C6 }4 r' V4 c9 ^6 s - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
( i% j5 D: Q3 M* Y+ Y4 C - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);/ M" Z1 y6 w6 V
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);' d n/ Q: j6 C* K
- ...
4 w5 H- |9 P; X1 W1 A: \ - while(1)
: S! t3 \8 }7 m7 p! f - {) V# g# }/ y1 G; F b
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
( |) b# ]) y( T0 p/ u& r$ q4 l9 I: [ - ...
' Q9 \/ k& F0 Y/ k2 M - }
0 I; M2 v( K0 x# K - ...
: u' \( H9 ?% g) W9 N. h - }
复制代码然后是发送的细节,发送图片文件之前,需要先发送HTTP标准头,这个相当于给发送图片或者其它类型的流数据铺路: - <p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"><span style="text-indent: 32px;">
- u8 O- a$ q! Q4 c1 ` - </span></p><p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"></p>
复制代码- #define STD_HEADER "Connection: close\r\n" \3 d; e& ?. J; Q- ~* J
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \5 g+ J8 Y& e- f# A
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \0 V3 |' b; r5 a* ]/ c1 |
- "Pragma: no-cache\r\n" \' E6 T V+ Y" J
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
4 c7 r) P9 c/ m' j* `+ V - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"; f% j/ t/ s- u5 M0 z% G- {
- printf("preparing header\n");
) |% C: G- { V4 T4 j2 D- j - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \9 V3 y$ B& d: f7 F5 ]
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
3 a7 D" n% [( K* r2 O3 v% j4 s( U - STD_HEADER \. R8 G9 |6 y, d# g, P+ u$ R
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \) W0 Q( N& S; _! W% Y; w( L
- "\r\n" \9 y$ Y/ d4 t8 n6 j, l
- "--" BOUNDARY "\r\n");
3 E4 a# n1 j0 j3 d% N( e: H - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)2 K+ L4 X% k6 C- v, m: l
- {( q0 v4 b2 Z8 o/ |1 t+ r8 g
- free(frame);
; f; p' a! R4 O5 V0 B - return;5 K. `; R# Z6 c* n" P( e' ]4 h m1 a
- }
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" \0 U# q \! H t; D& V5 m
- "Content-Length: %d\r\n" \
% f4 t2 e* `7 a+ B, h- u - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \! L0 I$ D7 B# y$ l
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
/ N$ t+ c5 A1 G3 G& S - printf("sending intemdiate header\n");
5 O( }3 e" @1 `5 E( U7 ~+ Q - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
2 L- ^: x% I# K/ u! } - break;* O: P; C* U8 M, w8 c! C8 s- K
- printf("sending frame\n");
- T5 S& P. f, ^; q: m - if(write(fd, frame, frame_size) < 0), u1 r$ C7 N; I& g: w
- break;6 k, J6 \" v9 T. P
- printf("sending boundary\n");
4 h' p+ L/ c" j7 u* a, L - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");6 J: G4 L# I- o4 [& k- A
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
- ] H$ W! `: P9 B* I0 h - 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。  * f$ M/ l S$ ?; `) @0 }

, i `# V/ A1 Z6 l$ j二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
$ M; ? p/ x* O; k# t) k/ c- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
, a- Y" m' X' |/ Y( A& v" P* Q. } - {
$ {5 M, [5 z9 \7 A5 b# n/ g) Y - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);4 b3 ?2 ^- J+ R( \* G
- if(*socket_found == (~0))
5 h6 [2 d F( s3 T; A m1 O. s# L - {
# x3 R$ W8 p; s# `& ^ - printf("Create udp send socket failed!\n");2 L. r2 h: @4 d3 k: A5 N2 T
- return -1; H/ s0 {0 \2 L+ V% d+ l5 K
- }6 b' J) D' A! s, `4 v: \6 W- C1 b
- addr->sin_family = AF_INET;" Y" |7 V$ G9 F2 I3 f0 L. H
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);6 t' I, b0 |/ r( I" g
- addr->sin_port = htons(port);
+ Q& Q# D, L0 \ - memset(addr->sin_zero, 0, 8);$ P9 D5 w% o+ W3 g* H ~: x; D
- return 0;" Z8 z5 Y" _6 {' ?
- }
复制代码
) ]8 z0 }$ ] q* Y3 `2 T; j# Q, k9 k U- `) a) p, B$ h* T8 Y
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:$ S7 z6 g! O+ ^: ^% K
. P4 i* k- W& ]& O4 Y" D# F4 `- S4 \3 a: \( S2 H
- while(fend > 0)
# ?+ N6 f1 R* D& c! l - {- q, B0 l" N8 f# _1 V: R, {
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));# Z8 o. A( T2 F$ v0 a6 Y
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);) r6 T X3 A2 g, h9 @, N& g. ?
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN). |- B, P! H5 K9 W
- {) e2 B) |: g L" y# S: x! J
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;7 X) K0 M8 g, t* Z. q* s, \/ a h3 {
- picture.fin = 0;9 Q# g* g: W0 @9 P
- } ^9 O! z* W; i2 f& f
- else
5 ^! o8 A c. z$ k0 G% x. }% q - {4 _6 K. S) F/ L5 k) m# i3 ^9 ^7 N2 ~# ?
- picture.length = fend;" B& E9 O# y6 N) S" c( J! F* W
- picture.fin = 1;
& w# p9 |. ~2 v - }% g. N/ V0 A( Z# L1 H9 }" v
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
9 u8 _) C, ?3 M3 Z) }' x - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
, i6 F* \2 G2 c1 Y& }- J( z - if(sendbytes == -1)
5 _% a7 e& w. p0 U* C1 y - {
6 @2 s& H/ c6 D4 C2 [ - printf("Send Picture Failed!d\n");) V5 _( H; f- Z: n' X% L, C
- return -1;* J1 ?" b2 X1 ^ l' e/ O$ X
- }, m+ {5 k9 d- S" C3 a
- else
6 c- f, M8 y& [; y% m7 q7 ] - {
5 O3 e4 @4 W8 E - fend -= UDP_FRAME_LEN;
, r! g7 Y6 P$ r& m. X - }
: _/ P% G2 @; M: X; R+ f - }
复制代码 ; F$ J- x- M+ b. u* N
: B6 H% y2 m, n " f5 M' K% ^9 W7 e/ ?- @
* u4 ?& W G- x3 k- `( ]
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |