本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 9 e( q* B2 K! D+ S+ y6 k
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/ m S5 P8 Q2 N: s( H& `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/ Y/ t0 w0 c; w' n7 w
! e( D5 ~: d/ A- y
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。
# P* S( T( A+ w" B. V; P' x5 O
8 K7 P" @* N" N! \4 ?; t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。 * ], Q1 p6 v$ q9 M/ c
一、HTTP网页服务器3 s- r! ~# s; h& X
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)- y( O4 ]8 m! d# h
- {! J& C1 s3 c! W$ b' w
- struct sockaddr_in servaddr;
1 }, J7 m6 u6 E9 U# h8 s - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);5 q: s% a: R% \* C0 ?% M
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));8 W8 C7 [1 t% p5 J8 W
- servaddr.sin_family = AF_INET;
2 B4 B d) l% D, | - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);8 S+ j4 @4 A! N; I* q7 m- P
- servaddr.sin_port = htons(port);
. d: U/ }( o! E) \9 [- m - int ret;8 o1 h0 B ^7 X$ R# X/ i! m8 R1 z" m
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)! @( W3 t1 V& j$ Y
- {/ f( z4 l$ _+ u% A
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
4 R! g) v7 V/ X. m* v- q8 \ - return -1;
6 c* _( b4 {( H3 e# C( _ - }5 G4 }! o g6 B4 r. `- Q% }
- int on = 1;" [7 @% J9 \- w: W
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)+ Q V* R: w; S4 {
- {1 I& P0 r- j$ J+ t
- printf("setsockopt error\n");8 @$ k/ p# `( D( q" a
- }
$ x# w6 n B- U2 ] - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
, g# @7 t' D) U- A# V& N9 ]/ \ - if(ret == -1)
! R9 p, t1 r, f2 l& ^5 _* @ - {
6 T* z/ p, G2 f# [5 n2 ?* C9 G* m - printf("Tcp bind faiLED!\n");
* G( x+ i9 _, b - return -1;
; E$ G. E2 K6 a. \) ?* M3 p; u& t - }. _/ F: O" a! V- S2 e5 n2 f; ^
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)1 N! J4 A0 C9 f
- {
l/ X. a: ~2 B* `( q - printf("Listen failed!\n");
! H% o8 B2 [9 k# F- C - return -1;5 z, W6 y& O+ }& H [; S) Y9 K
- }! K A! v2 K: q2 c/ ]( B
- return 0;
7 l2 S5 r. G8 S - }
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);
) w: L: |7 {+ w' R9 d - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)+ l$ `# l1 J' H8 y6 l
- {2 \- s# q% V; R) \3 k4 c
- 。。。5 r/ Q' L& a& w
- while(1)
: k4 S5 @9 [; X, a) h- [; B! I' } - {7 A% E! v$ P2 s6 J2 A
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);1 P& i* v0 h1 m4 S8 x$ w& A1 R
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");, W1 _' u0 z. @! c. [ _
- 。。。
1 g9 k" C/ }4 w0 V* n - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);$ Z# [' y' \) W: @/ J9 Y- u U
- }
: h T. i# X4 }8 P8 M' B' W: ` - 。。。- i: r( u* a; r) W }" ~
- }
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);, g9 A. x) T" |/ C( Z
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
7 `; E% N, ?# P% O - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;3 g# s: R0 ^, X/ I/ P" }
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
# W- w7 i' o! j9 { - pthread_cond_broadcast(&pct);: e2 @" @; s- `- ]
- 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;% L9 E4 d2 }0 d/ E7 G) Q5 w _! F
- pthread_cond_t pct;2 X: ~2 r2 c; \0 g# }
- int main(int argc, char* argv[])
, R) ?9 C Y9 l( Y3 r1 ` - {
' A V9 ^7 ^* o& h" I! ] - ...
1 Q8 u; h5 i# A E Q - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);, L5 b5 {7 ^( |7 ]* n# A
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);9 d5 S- K* V# x7 I; V, v6 V
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
5 I% m8 ]0 K; Q5 n# U - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);% H# c6 T$ S$ ?, B$ Z! }* p; M, b
- ...1 e) I: H# d# } {
- while(1)
, F. C3 Z% V6 V6 O- h& y, |6 c0 R - {
/ G1 }+ A9 k. K D9 |$ W9 f( f9 R3 e - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
7 H" y o1 A) v" w, d" I7 m1 y - ...
6 ?& u3 [. e+ a! M8 B - }+ e; D2 m; b/ U D
- ...5 D# t- p3 O" x5 q2 W, X- ]
- }
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;">
& d2 t. r f" z- 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" \% m" `% T0 R8 w% e
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \& Z2 P8 D' k9 L2 H
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \4 V& g' V, r. n
- "Pragma: no-cache\r\n" \
2 n' i5 S5 [! j7 w E - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"& Z1 l& I) d2 C: y( Z# V& w, i+ }
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"5 s0 s; [ S$ ], o, j$ ^
- printf("preparing header\n");+ [! E; S/ E: x- x$ n
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \/ X. `2 {5 c5 m
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
c' O. f' O/ M7 }9 R! s- y' j - STD_HEADER \. R; D+ [4 s) m
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \+ v' ?2 e) o1 k1 r" N1 _; T X
- "\r\n" \3 k, p, Z8 l ?# @
- "--" BOUNDARY "\r\n");
+ v+ w7 c3 R, y$ K! J - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
; a) A9 F2 t+ J/ {% V8 V/ } - {
$ |- U5 T7 r( @, X+ f - free(frame);
; L; X ]: F, F - return;
& \3 f& Q& y: }$ f$ f9 h3 }! [ - }
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" \/ g& y: b( p+ f# z
- "Content-Length: %d\r\n" \
& N5 H* z% {2 k g - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \ ^- R$ ~6 ~) H& I* K9 F
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
( }* L3 f" x3 f9 j* A2 _- F& S6 ? - printf("sending intemdiate header\n");
& J w4 R& G4 h0 n; [. l$ [* E. r - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)' t% O3 n% i8 O C2 {1 _
- break;, Q) p/ y8 J% _" Q1 w7 I
- printf("sending frame\n");
+ J2 @$ Y/ ]4 F! L - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
* M6 @) U4 e" J - break;
- J+ o4 R8 s0 Q3 w* x c - printf("sending boundary\n");
/ ~4 z1 u8 D# G' D% W; \% I# b - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
/ _& f( h+ ^/ l, n) J0 v8 F' n - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)2 e$ x% }$ h/ \; D& N' A* ^2 I
- 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。  0 j( i3 k1 p6 G& y# r
 # F$ w+ M7 I: f- \. i" }6 F* f
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:. q) h0 \3 W: R+ r8 u
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
) y ^. f/ M8 y# |, m- _. v - {
8 M# ]4 T. ^# W" d* f2 S - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);; X) f1 Y$ N" S" H u3 z
- if(*socket_found == (~0))
; b. s: d4 }: w' W+ x - {& n$ u$ u8 V1 a& T
- printf("Create udp send socket failed!\n");
( c6 f; l( U9 P, x# r - return -1;
# z5 U9 E c$ d( v - }% ~; `1 \8 {2 \+ r* q
- addr->sin_family = AF_INET;
1 F1 ~1 u7 f$ X5 M" [* V& n - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);9 y$ _) U- k0 l [2 G
- addr->sin_port = htons(port);2 s2 Y' f# I% P' i4 ~/ D, }0 E
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
+ W9 T" b4 i: G4 q) S - return 0;4 g8 _$ H3 l/ J$ W1 N/ X# w
- }
复制代码 5 b3 m: M0 f- r+ ^1 S* ^! h" g
3 m! s# K v) V5 o0 L! E) ~# R% z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:
1 s& V+ U& _! h1 p& I' W3 d0 N( O/ Z' O; e! C
% t O% |" N b6 @
- while(fend > 0)
: m9 L( I! \1 O% z6 Y' }% U6 [9 c - {% E# D+ t1 P. g6 v _, Q: ]
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));( `. R" Y1 T( `2 @; E0 \! t- v) e
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
( }7 E4 y6 \ j6 I! I9 o) E' N - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
2 }1 }' H/ S" R- j - {
1 I5 f- Q2 }# l1 P) z' E - picture.length = UDP_FRAME_LEN;; f; ~0 R( A8 r0 B2 l; y2 I5 t4 U
- picture.fin = 0;
+ O. H; R" l `- y4 T0 R" z' [ - }
- w7 K' j* k% J) X; s0 l4 H - else
1 G: R; c* m' d# d* I; n& u- ?1 F - {
# J) z6 t$ D1 j3 R - picture.length = fend;1 w# S8 _9 g; w$ v
- picture.fin = 1;. ~1 F( j. u3 D, N! K
- }
- j9 G, T# F( E5 \3 v- @; k - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
" Q5 [* k7 s M) b8 p1 U" J2 j - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);; g2 b2 F- l* [
- if(sendbytes == -1)8 b8 K) ~6 i' _/ m# q
- {
" D& v1 p' p- n - printf("Send Picture Failed!d\n");. J" c& x) A2 J( | U8 N# Z
- return -1;" }2 U) Z. O+ [* F
- }# m2 s+ O9 M0 ^0 v% {/ G
- else
# T# |" M( k# X. @ s - {
$ Z' E1 n5 i) x, ?8 j - fend -= UDP_FRAME_LEN;4 O( J" Z- f% I+ @9 b+ n! q/ g8 \
- }
4 ]( g$ y4 l% p! B2 w8 ]5 ]! n - }
复制代码
4 @( |2 R! G t! ~) L
( w3 Y z6 J. Q' D, f
; [) f* Q F- Z0 C% R. x! G6 V5 v4 a3 g3 ~. `
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |