本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 8 j6 Q* q1 O9 G; F8 ?: [6 j
( R' k( v7 }: G* n: B2 n1 w
9 t, q8 H5 Q S& _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
8 M# l$ M5 G/ Z* u ^
; z$ N& f$ E+ o7 w: [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。
9 Q% c% [( h! d( L; W6 G) s + l+ ^$ ` z+ @) S2 M9 M8 k3 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。
4 V( T% r* {* F一、HTTP网页服务器) F5 B& J1 A% \; B' ~& ~, R' c0 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" j0 Q. T h+ E) }# P - {
% _) D# m3 O- ?# E I7 y+ y) }% } - struct sockaddr_in servaddr;
+ `' L6 _* r; U1 a2 m: J - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);: e& D. t9 [, Z O
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));6 R$ K) L* o, J
- servaddr.sin_family = AF_INET;# U# V0 o1 d' M* H
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
7 [" p, b5 S# h7 J+ s- V6 ?# O - servaddr.sin_port = htons(port);
: q7 ]7 y. K) R - int ret;
. |% f) p( x: l1 b7 y- @$ s/ X - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1). b; S8 U3 d" e. C+ z+ P7 o
- {
/ Y) K6 W* E, E5 M - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
3 b, H6 g( y; i& |! ^2 [- X - return -1;2 u7 k! Z1 {/ \% R9 f; U, H- q* J
- }8 f$ d' D' R4 F! A* _4 A4 R6 B; w4 N
- int on = 1;8 G6 `& q7 y' Y" R
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
u* a6 P: z) t/ [ - {2 F1 ~! {; i! f( |- A( K5 Q; p
- printf("setsockopt error\n");
/ C3 _' u' ~- ]4 o0 W - }
# r# K( i0 b" A- \; H# ^ - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
! b8 n$ H4 P- G: t ^3 Z) P' S - if(ret == -1)
5 [& n. O% M/ \- W7 Q - {
" w) t& @& Y+ P2 g- D, P* i4 A9 n - printf("Tcp bind faiLED!\n");
" D/ x |: |8 S) W. P, o5 u8 W - return -1;: t; t" z; M- M ?+ Z
- }
9 Y" P8 [! V) A - if(listen(*socket_found , 5) == -1)8 f- t$ R3 S1 R
- {
0 j. d- D3 Y6 x$ V* `- ~ - printf("Listen failed!\n");& K7 r6 c6 D7 [! k
- return -1;
1 i# l3 z& e) |/ N' A, J$ x - }
1 E, U* `! [$ a! D( W - return 0;9 c" e r8 \8 v) d
- }
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);
- N# n0 U+ O5 c) X - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)7 s0 y" H f4 |9 m
- {
! U; h( k P6 r# A4 O) k - 。。。
, [! @& E ~- M; r; Z - while(1)
% u( X. n7 ?7 }) @; i - {6 N5 L1 ~+ p" y% S# J
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);6 A5 Q( G# l6 o/ i; d$ X) o
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");
, m" |5 L' w/ i/ m% c# P! r& Y* N - 。。。" D& R9 c6 {; f* K1 ^ s+ n) C5 N) v
- recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);6 Q9 c* _$ Y1 P# R. r
- }- I% Y- V0 ]7 Y6 q8 }& G
- 。。。
7 W3 F$ c$ p" e - }
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);
+ @' Q( e1 D' h3 R - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;/ d, |2 T1 E# a+ p; d
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
% Z' u/ o; j( Y$ {( s' i - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
' e# X4 F; l+ B/ k5 Q - pthread_cond_broadcast(&pct);& C X, R" O3 C+ {2 n
- 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;
0 C# }# f) s# t6 h/ O( ]5 w - pthread_cond_t pct;
+ @# A5 E: J M$ Z7 q( R - int main(int argc, char* argv[])
5 } ^/ W3 f5 ^- b. } { - {
: k" O# l7 {2 g2 T! |% q3 W1 {$ c, V - ...
6 @3 s# O. [1 g7 X, ? - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
- e% h; L* F V% K8 _( h+ D, J - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
: A4 ?% A, f; E) ~ - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
3 P6 `9 q" ]! r7 j; Z# n' d - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);, U; P" P, I% w$ v6 ?& C
- ...0 Z- Z$ M8 G( E& p+ f& |3 o
- while(1); s: d* e0 h+ V+ J* P" t
- {
" s9 i7 `& S" f0 Q7 x - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
& s' w: I7 ^% U. S2 @ - ...0 O$ @) ~5 J/ C
- }8 I1 Z7 `% ^3 H4 h
- ...! Q8 ]7 L" U6 `* _- S
- }
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;">
) ~4 B3 g3 i( 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" \9 V( Z8 t3 R9 j- p
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \: ]# D' B: P' n- F5 ?# W
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \& c, ^) d5 W8 A% A: l8 [
- "Pragma: no-cache\r\n" \
' h; j( P* J5 ~! B0 J+ E4 b! e5 G3 L - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
2 Z# w8 {; g& s' H. T, } - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"3 S9 J2 c, {5 \9 Y
- printf("preparing header\n");
, U. x, J4 n) U( e5 p4 ]1 j9 h - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \; L% h1 K" G6 L4 W8 u( O
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
" ]8 z. _ S+ e" K* V3 H - STD_HEADER \% r: P/ {" k& d. H
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \( \2 X% Z# d* y3 `& l1 N
- "\r\n" \
1 E. W; O6 _6 |2 z4 E7 h3 `+ Q; m - "--" BOUNDARY "\r\n");5 F. g& n9 J7 J( u/ N2 V" K+ z
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
+ K9 z$ F+ P, S: X7 o - {5 Q) O0 z5 D" A5 Y" J- C
- free(frame);; A/ U" \4 G9 {
- return; j( J, ~4 I& E+ W5 ~
- }
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' A# _. y6 ^9 k
- "Content-Length: %d\r\n" \6 [' h- `+ r3 o0 f( r
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
; X6 x% t d8 {/ y - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec); |4 x3 p( w' k. F. q
- printf("sending intemdiate header\n");' D) K$ V% G- R; ? @) l3 {7 k
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0): S* t& [/ V+ e9 l. G
- break;
% `+ I, l: E& x' P$ G ]6 }# w - printf("sending frame\n");
# @0 \; K2 _9 T" u - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
3 s, d6 s! D6 t! S$ a: ^ - break;' i3 X8 [6 h3 n9 H$ i5 O! K U
- printf("sending boundary\n");
$ }4 F1 ]2 y% ?' ^4 j* l- {4 t - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
9 D n% f1 m* u - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)6 `( S. J: Q, m# `& B; q
- 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。  9 \! E$ L. v8 K

: ^+ X J3 S/ f2 n, i# N; c7 v0 t二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
, k/ T5 a1 v7 _- q8 q' [- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
s7 q/ t9 L% c& A/ l - {
( d0 o" F5 S. l4 C! `) ] - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);7 d0 }9 R* x b6 x% b3 ~3 \
- if(*socket_found == (~0))$ s: C5 b* ^1 l( V/ @0 r3 B
- {# A0 D- v& u, ^7 w/ q* X' h
- printf("Create udp send socket failed!\n");. `2 v3 d9 E8 |- q: [: V/ N
- return -1;
5 G) v. N, F# e1 V0 ~' g - }5 Q. H6 J8 _- ^ A% ?% ^
- addr->sin_family = AF_INET;' n8 J+ W8 O% c* e& [; s7 R
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
5 r3 t$ l. ` P0 M - addr->sin_port = htons(port);9 F+ g! Q9 N: m* \
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);
5 @, u: K& c8 @. j& l7 r, h3 Z' o, y - return 0;+ }6 Q4 ]2 s, C! I
- }
复制代码 ' n% [" d; q* U) I6 J
! w7 z Y* T8 ^, I% ]& 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:3 W+ R/ p& V0 [
+ X9 {" p5 @4 Y; p( C
8 N) J3 n. }2 x% C0 e
- while(fend > 0)* D* F Q0 ~ T" u7 [ w+ t) T
- {
' G' J+ v" ]4 ~+ c- k, C- g* B$ C - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
! w0 _5 ]9 ^2 h1 P4 Y8 e - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
% o/ E* \& m; S0 z; }6 U: n4 d - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
1 A0 @* c$ m6 n0 L5 o% ^/ Z8 H) J - {
! c" q) J4 [" k3 b8 m& O: g - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
: z! _& R+ w5 }# H - picture.fin = 0;
, T6 j8 ~" V+ W' S1 n - }% Y- F5 |8 N. O3 E7 K' X
- else
' C: y8 d( t$ M6 l1 p* M5 M - {' r/ x# }* B0 \
- picture.length = fend;
2 q: K$ o3 ]# e4 } - picture.fin = 1;1 p0 j+ T0 A; D& u: J5 D
- }( i; Q: I& t( m' ]- Z2 x& p
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
" D; d/ Q9 R5 O! C% P8 r: G - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);4 { h3 F, }) y5 N" y2 i& K
- if(sendbytes == -1)
; ^7 T3 b c& J/ o: o( b3 [' C - {
2 a' S7 U4 t4 f3 S/ D# g+ e - printf("Send Picture Failed!d\n");
! W- \. y, _& t' F& V - return -1;! s; ^* D: @( x9 A; X2 P. X7 c
- }/ _. g' f$ K/ s4 a1 q9 w
- else2 H2 @1 N8 h) m; G5 m; ~6 ?' j( `
- {7 g% p2 [+ C. V* C- s& v* M
- fend -= UDP_FRAME_LEN;3 H7 O. s% \# U
- }
9 O K' a' v0 ^ - }
复制代码 0 a7 |; W$ v- `$ ]) u
, I1 r- \) V) |7 J: s% S
 6 v4 U& ~2 _* U$ P
/ b: b! w+ j! W
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |