本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 " o6 G, [) C2 F- B/ v3 z: X
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: V) q0 E1 |( I6 S" i. n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
# m2 r& z3 B Z8 U# A( A7 T( w: \9 Z, j" I: t+ V% i5 _. C; R
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。
# @% d( {7 h8 I; I" [- @- H & T4 R5 s7 B1 @, i5 W8 y
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。
8 n' H7 u* c0 g+ J I' [! R4 C一、HTTP网页服务器6 a2 x6 s* d: R4 @. C2 E
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)7 c. s( j0 ?, v
- {6 o( f/ J& r$ B5 A+ R& v( T
- struct sockaddr_in servaddr;
: a1 O! A6 _3 d6 M2 c - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);0 S# S" w, B1 T% Z
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));0 K( L: D1 k: T* S7 I
- servaddr.sin_family = AF_INET;
+ p6 r; H. q" U% U$ E - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
) m6 c+ N$ ?, B: \2 b- @ - servaddr.sin_port = htons(port);; R$ E6 O$ `, a6 ~3 C
- int ret;
) A* e: B5 \0 w% O1 I# O - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
( d- H3 ^' T' Y6 y) ~- X5 ]0 |9 n - {7 W0 u3 |; U- X, T7 [
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);# j8 U4 O3 h+ V v
- return -1;
# g! c1 e/ p! ^9 d5 ]! q5 M" s# o - }
( r, v$ G3 o# y) Q1 x - int on = 1;
, X6 C* C* v, z - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)/ D9 [. N3 K( |
- {
; d$ `9 t5 h. V$ S$ m) D' A" i - printf("setsockopt error\n");
+ A" _/ ~8 H- x+ m - }
5 O3 X3 d, s$ U2 M; G - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
" I0 G. ~( g9 r. T/ n - if(ret == -1)" N9 Y6 L" s3 p" O3 w4 r* i
- {5 A( _' u$ e5 k4 \
- printf("Tcp bind faiLED!\n");, ~) q" Y6 q" ]* a5 y1 ]
- return -1;
, z. o/ g P+ W5 q - }
- I: F- U, t) r) {( B/ { - if(listen(*socket_found , 5) == -1)9 b, s+ k* o! i! }1 N! t# @
- {* L5 b: A8 x4 @+ j: s% o
- printf("Listen failed!\n");! Z- a ]/ e& ~4 \. A! Y2 Q* b
- return -1;
; s& p7 c1 T7 c+ | - }
$ W5 @6 e) T" w/ B6 P- v! K - return 0;& |* T8 X; J6 ~8 X: w2 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);6 X7 x# S7 c' g3 a: e9 l* Q( i/ q
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
9 A+ ]# v& O2 R - {/ H/ A3 n G8 }, P7 `1 i
- 。。。
# ?+ Z/ ^/ i, Y# x( _ - while(1)( P$ r! ]" M6 }
- {# K3 B i3 d2 P* p I
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
; B( M4 l/ [0 w% b; B2 I - printf("fd_socket_conn = accept()\n");& S$ R( a/ L% w9 l9 T( I
- 。。。
/ Z7 K2 {& z! ^. I4 R; { - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);, |, {" ?! o3 X D/ {1 a% z6 O
- }
8 |8 H4 X0 f2 x6 M - 。。。
3 V) ?- |) q5 P, c8 Z - }
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);$ p4 t5 {4 e: ]" s G8 W$ |
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;+ v: P4 t/ O1 ]
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
* `2 U( |3 |3 f$ D- q& w - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;" b5 u& \& L Z& ]0 K3 e
- pthread_cond_broadcast(&pct);
& t% P# t; ~5 s4 x6 b( 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;
" S4 m- O7 }% ^) A, ]9 c: K( T - pthread_cond_t pct;
) q7 g9 [" ^$ m* P - int main(int argc, char* argv[])4 ]4 v1 t v6 h) @. M% N8 A2 P5 U
- {0 C+ F% q5 X+ w5 T3 z
- ... D' q6 l2 l0 b5 ]( v7 ?
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);% }/ {- t: _% x
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
9 d# r3 o% O5 X, g- r- J% X - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);& E" M. P1 i) L4 `3 W7 k
- pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
2 N6 e+ P1 \; v% l7 O; ~9 A; F$ h - ...
+ O2 U2 U1 d0 q4 S7 O6 c' e - while(1)
2 B2 Y+ a* n: m: U - {9 ~+ h) F! o0 ^6 e# F
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);2 L* t k# J) |/ @& b8 y) y
- ...
' y3 h' p, Y+ P4 I3 i - }6 D, Z- |' p' W7 E& d! e- i
- ...
9 S$ S( |% P' {0 K0 n% [9 z2 p1 F - }
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;">
2 u1 w7 O7 Q! t, J - </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" \
6 {, g9 c' u4 H- c. U! O. s$ y - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \* p& }+ M! A; l/ s+ ^* b
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
( T# x8 A9 W. k, O* x7 C - "Pragma: no-cache\r\n" \$ W# a3 J& _& P& p, }; P( p9 b
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"" v( o8 b, i. t: u; g
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
. o( ^9 A7 i' L - printf("preparing header\n");
6 I# W; y3 A, Y) y/ M) ] - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
3 |% \1 F) r6 ]; W' ~ - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \" _& B; g/ x4 @3 _) `+ k
- STD_HEADER \
/ f2 c" D5 D/ R3 v - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \( J2 c/ q, | ^) g8 p% Q. A$ ]
- "\r\n" \+ Y0 l/ u' p$ ]. Z
- "--" BOUNDARY "\r\n");
8 `3 P; m# W) y7 N8 d - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)9 f; [ ^# ~7 t% I! J5 D
- {
- U+ t; ?: O' Q: ?0 Y4 N0 F - free(frame);
' M; N3 [, N3 n: B - return;
) r; @3 W) V, ]) ^3 S( v - }
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" \! m( k" Y2 Y( m# z: W+ h
- "Content-Length: %d\r\n" \
7 d( m# V5 b2 X3 ]0 ?9 b" e - "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
$ T6 }. a, t# z8 L7 x3 Q% u - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec); h* O9 R& o1 Q; }2 v: N4 L5 r
- printf("sending intemdiate header\n");
1 ^: J, I" U- N; l* E/ ?7 _ - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)8 d k# I9 W$ ^0 s w* I
- break;9 V0 z: b: [( H7 e' H# d [4 ?
- printf("sending frame\n");
. I% O- O! p2 F" {0 | - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)6 ?- g' D: L+ `4 _# B3 `. c/ f
- break;
1 ^' M5 W8 {7 J% I ?- D% R; H3 P0 N - printf("sending boundary\n");
4 ~; S ?8 c& E: ~ f4 } - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");5 j; t+ m2 g( B, @& q
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
2 e/ A' [3 J9 c; {" n - 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。 
$ m8 z) c0 g, M+ }4 k p8 i _ R" P, Y5 j/ u% _) ?1 J
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
8 m. E2 g6 j e S6 K- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
. V5 Y. _" a& l: G- c - {% D/ c) m+ V6 K9 ]
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
( I" |- F% m4 r, d - if(*socket_found == (~0)) G! N2 [! v1 k2 o p, }" _
- {
} r' M% q# ~! C; G, o - printf("Create udp send socket failed!\n");
) H# S4 T$ m% S/ }, k# V; y - return -1;( `9 V2 L- I$ K, m4 {# v# H" O9 t2 E
- }
z% y3 I4 K# Y5 q - addr->sin_family = AF_INET;' o( _9 p! w6 |
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);+ a1 B, q3 u: C5 j d5 F* G, I$ {
- addr->sin_port = htons(port);( `- p# U1 Z$ |
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);8 w- ]5 W; F2 ?) T) G' o
- return 0;3 ^# j' O2 p) a& c: a+ W% V
- }
复制代码 + E8 x. q. R: q# U" r" Q& Z
( i& q2 [1 _* l& E2 r7 ~: g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:& r, t8 q6 M& w9 \2 _
' z) q, A& z9 l- Q8 g* ^: r% J5 W$ o# @6 z, F' A% x' |
- while(fend > 0)
/ _& [: \$ X+ M, P y - {
6 g8 c( B. Y, N {2 ]5 w3 }8 s - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
2 V5 Y2 _: f) [# T' @( C3 I - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
6 W) z* X! ^( Z0 k, B b. @' \* Y - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
% e4 J. U7 Y5 Z4 K - {( u2 D& j; g8 Q& D1 F$ Y4 N# K
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;
* D: B3 b$ w* K+ k7 j- [* b* e# J - picture.fin = 0;1 a& J# z3 |8 U+ d5 }
- }, A2 I1 [* f5 }6 T: f
- else
7 K1 o( I+ y$ N4 h9 H( B9 A - {0 w4 G! H8 m( b# ?; J
- picture.length = fend;
6 m% [/ \+ o: }* T. O$ c, D - picture.fin = 1;
& g* j9 z7 r* @6 \8 S - }4 R1 w) l$ `4 ?: x
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);, n5 x" A) b: ~
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
' V0 n9 g: d v9 e - if(sendbytes == -1)
3 P0 f: G8 @/ _! ]$ c - {' Q* G$ l1 n5 H
- printf("Send Picture Failed!d\n");( l! p) v9 U7 O2 g
- return -1; u# U5 [8 o/ R2 ~: ]" y$ A6 X
- } u$ ^$ ^9 j' _' i( {: ]+ O5 X
- else
3 r" V2 F! I+ W - {
4 d+ A# H, m7 t9 O! E. ~' C, W5 E, H - fend -= UDP_FRAME_LEN;2 {/ t- X2 b9 |
- }
/ _' b7 y7 y. j2 g2 I$ \ - }
复制代码
! N2 G2 ?) j z. E8 x6 q$ ^! D
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! ^4 F& @7 a# E# siMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |