本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 ) n' b4 T& F) D+ ?- d5 N' P
5 ^/ c& V, |) {" s
 : x7 X1 M* S" n4 U5 \+ O( V
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. @) t1 D$ O. u- b' r9 Y( p
* L* ]5 J3 Z" 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。 % o/ K: a9 p L
 7 m9 {3 w' a+ y( E: g
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 i, ]0 l% C; H; q: h/ d% A
一、HTTP网页服务器
& n/ L- R$ @3 k4 t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)
! F) K; J/ b) k/ K' e9 {6 R' R - {' r/ b% q% o) e2 R$ V$ `
- struct sockaddr_in servaddr;
( E5 A" Z" C" {. B - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);+ B2 t7 `6 A- e; }, v
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));% {" a3 G/ X# w; ~
- servaddr.sin_family = AF_INET;% q% V% S8 t/ ~( I: `
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);& W7 u+ M+ Y- ^$ P1 l; A8 v
- servaddr.sin_port = htons(port);2 v; M( f b. I% j
- int ret;
; N. H3 q# W0 V" K6 G - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)7 @8 g9 l4 ]4 _; t+ `
- {/ S6 c) }* p# D6 F8 K
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);0 ^* J$ K2 ~; a9 h; I5 V
- return -1;
3 ^2 z2 l( V0 d, I - }( b7 f& E& B) `" ]" f: }
- int on = 1;# z+ A& k8 F; K/ L/ ^, E# c
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
# t6 ]& {' ?% B; A# } - {
! \! p: B# `% T. g* z - printf("setsockopt error\n");
/ F- k& I, Q3 V: P% m - }: d& `, X; S. J3 m3 f
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);; |5 Z# D& n a5 i" f. g
- if(ret == -1) Y! `/ l7 T) \( W
- {0 P: \% Z" e& O: x6 }" m
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
( C$ f' f B8 f& Z - return -1;4 i& v8 g' e: G( v; s) z* b
- }
" R! H0 G& h( a& F+ j5 I - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
5 I1 k3 l+ R* ^2 C8 T - {
. {6 @5 O7 v# B8 X& b+ \5 ^ - printf("Listen failed!\n");: [3 l; A6 ~! M1 u" z) g9 l- w: \$ K) R
- return -1;
' [; l+ h% D5 z. z5 U - }
1 X6 e1 Y5 X5 @) T7 V5 f- ^/ z5 ` - return 0;
3 g- D9 _2 x8 A$ p; o& K - }
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);
* {) B7 U& H7 m) { - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
! D; k* M4 a- |+ O- y1 u - {1 U! S8 g, }( x" K
- 。。。* j) O5 I! K# A* E& P! N* t& G
- while(1)
2 g9 o+ [. D& g% |# y - {
# ^0 j# y B X/ }, E( l3 o+ Y - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);: z0 P( s1 h8 B- e$ l
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
; Z3 j: \$ }. F4 t - 。。。
. @% D d( |* A3 N* I5 w! V9 Y - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
: M! C0 `. k! Z' T; \7 [6 m( Q - }
7 z g9 ^4 }: L$ x7 E - 。。。
6 T2 }! ^# V* @ - }
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 K7 W- R2 B# n, J2 x' F2 n" T - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;3 |4 N2 v% |2 V
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;4 ~+ k$ R4 U1 D) H$ N# l
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;, q# K2 |! U4 R- m6 I3 U' ~
- pthread_cond_broadcast(&pct);+ ?4 X1 B4 F" m# a; B# w' T( 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 ^2 b6 r- ~4 L0 f" \2 f - pthread_cond_t pct;
2 s: y6 K% n5 v - int main(int argc, char* argv[])* d& P- s n c
- {. ?! P2 ]. S& C- z, W
- ...
2 s: r' h1 \4 ^ n" U - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);. @* x- S+ I0 u
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);' y5 j9 ?# N7 O f# E2 p' z
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);- d- S0 H# b) @3 {9 V
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
( n6 S0 S/ a, \8 ^- Y4 p - ...
4 v/ F8 _, j% ]1 p' B7 w, d - while(1)
]: O' ?4 b8 }& ?2 B5 K - {
! D8 K" a( @* e3 f! U - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);+ K' w; @- t# F" t+ G/ ]: t
- ..." R! I1 h$ L9 F1 P) N% q6 a
- }
9 i/ m. Q. [$ l0 {, Z$ S - ...& C. L0 B9 j+ c/ E1 [
- }
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;">6 \" s0 v, f7 G6 Q+ X
- </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 S; F+ u# ]# i/ N& u! N
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
% e$ e; N8 q2 x) z$ u - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
7 U" z" H* V. O6 `8 {* F; e0 [" } - "Pragma: no-cache\r\n" \2 |9 O! J+ W Z4 r3 L# M5 b; P
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
- F. e) ?6 M# Z! T' C - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"# u: C$ V" X3 } e3 |6 E5 O
- printf("preparing header\n");
( G, ?) [, t8 a/ N - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
) n/ a: R' K- i: Y9 |5 P - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
5 f1 Q2 r% d; a" ?/ e i9 s - STD_HEADER \
1 l/ R+ _) D6 _ - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
" ^6 C2 ]+ p# e4 k/ s! c9 K5 Z - "\r\n" \) a! _$ [; X# ~% T! c& g2 @
- "--" BOUNDARY "\r\n");9 s; y! k+ P9 f9 `9 N( W9 _4 S( j
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0) @8 t& N# h" W0 N3 ?' h3 I. W0 x
- {7 Q' {* ]; H/ X
- free(frame);
: J1 r$ G' Z4 b0 M - return;
! Q! d+ x3 b9 P8 d - }
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" \
: ^9 r0 `6 [3 J# k" {7 N. |% P - "Content-Length: %d\r\n" \% Z4 P/ \, b8 ^+ [8 t3 `: X* e
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \$ H- W& G7 U' D& a+ D
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);- ]% H0 J/ @3 G1 k" C) c! f
- printf("sending intemdiate header\n");
: K, E# Z7 C% k/ ~. ]0 |! L - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
( X0 w) N2 G% x$ q - break;: f% E2 F( N8 I1 { ]
- printf("sending frame\n");
4 {/ L9 X) N4 h6 `+ x; R: h - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
) ~* m( a3 H$ W e$ f - break;, I$ ~9 K8 U) {, D v, G) x& ^
- printf("sending boundary\n");
9 f$ G6 B7 C0 q1 d" \ - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");3 d; B$ y( J1 p. M
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
7 \ i8 \" ?1 c$ G" t - 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。 
/ ]+ Y/ Q5 c: c : g" t$ w5 I4 N! @ n* U: H4 h- P
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
1 O% B6 ^7 D2 Y0 F. i0 G1 F- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
; W+ [( M+ s. [2 c" D - {
( g* k3 _" G* O; V! g/ T - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
0 z8 z* @* ~" \) z2 q3 c/ y# J - if(*socket_found == (~0))
; K4 S* c% W9 Z1 Q) a4 S - {
4 a: q$ h- C6 s$ d1 [ K/ q9 {: s - printf("Create udp send socket failed!\n");
3 b7 o1 P" _& D. T6 q - return -1;3 c! v5 m- q$ l" W3 d
- }9 b- S# c# A( K3 n$ ~
- addr->sin_family = AF_INET;& h9 V, Q" M* N8 k! P) x6 r& ?
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);# ]/ L+ }8 Y# A$ p
- addr->sin_port = htons(port);8 t( d: Z. ^2 `' T* g8 t6 P
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
; ~5 s7 L5 e& C+ I6 P1 c" _; T - return 0;- s0 A1 R M0 F! F# ]/ c8 L+ w
- }
复制代码 . s' E" ~4 v) W
6 Q1 @: h6 g* e: ]
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:
7 J q& l# u% T4 h3 n7 w& E/ U! |& R" E0 ?
1 ?% @) t7 p0 @9 |% L, f8 \ \- while(fend > 0)4 j1 {# W! g/ i6 c9 [$ t
- {$ o% ?# X+ a+ T$ J
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));: w8 C r. ~) r; L( i
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
) [$ r3 H1 f- D* I' ]/ X - if(fend >= UDP_FRAME_LEN) |6 V: {, `( w0 l
- {
& Q5 a" u9 j6 u/ R+ L - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
" g# M3 c' V! L0 t0 Y8 E9 S' l - picture.fin = 0;
6 ?' p0 n( _# J/ \ - }+ y, @8 M! i0 S. Q* ?5 G
- else) ?& Y8 c# k! k6 d; e
- {5 f M. I b/ t
- picture.length = fend;
; g9 ~, r5 R3 X) ^ - picture.fin = 1;8 Q3 b: f' W! ?4 z
- }7 p, J: J5 q1 Z9 A9 s) \" r
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);& J9 @) I" K9 K9 d2 w% K0 r
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);& T7 ]8 {9 G* c. _' \" F
- if(sendbytes == -1): k! { k; L0 v
- {8 o: B: Z1 w( r9 x
- printf("Send Picture Failed!d\n");
' Q. H' ?5 _9 V - return -1;
. n9 p7 Y2 V% B) q - }
, Z% O; `: D/ Z0 D - else7 ?% D( L$ Y+ H* T
- {5 U. p0 l! H1 W5 x
- fend -= UDP_FRAME_LEN;
$ ^8 W8 U5 p: P - }
" v) c$ x5 `7 U2 {6 T) R) ` - }
复制代码
( g, B3 ^$ r6 F1 t3 Z9 l) N. H$ K# K7 _
 6 I2 N/ I/ d* l4 ~1 S- M
# X6 ~2 e) j+ M ?iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |