本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
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/ Y' h$ N l+ R- ]3 k
6 ?: R) e* T( u" S9 R4 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, E, V4 F$ m. [( f0 S- [
1 e* R) j% \3 q' c) _9 n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。
( E- k6 P Y4 ? " L5 Q( E3 J& g$ F
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 R9 S/ u' j, H- T, s3 L
一、HTTP网页服务器
4 u% x! u. ~ e7 T" F$ F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)' a) a7 O8 G7 s: R4 K3 B1 f3 g
- {
3 y* g7 I. e) z/ e2 a - struct sockaddr_in servaddr;5 Y3 `6 b7 H9 b3 l
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);4 P/ V' M8 ?' c/ d3 l4 L4 m
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
2 X$ \0 ~2 E9 m - servaddr.sin_family = AF_INET;8 `) V( F' g) W( A. @* w
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);6 b$ g/ D* |& a6 u
- servaddr.sin_port = htons(port);
4 G; k! x1 @1 E# r2 g7 ~* \ G9 {7 h - int ret;
. X! \" }6 m" c0 \& y9 O9 K - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
: y4 m# o: G* ^" Q3 V/ f. i - {
- ?% b' {# `) s. Y7 f3 r: ^" _# H) { - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);3 g) r. H- W% p9 F D8 q- }
- return -1;
& ?7 o9 J( [8 r' F$ Y6 x - }0 ^7 m: |& m/ C+ ^' L7 U0 y. I' b
- int on = 1;
/ y$ c6 Y3 x2 B1 l5 [3 X - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
# F: e; _7 {8 F. w- ^% \ - {
! J5 ^5 m" c" ~$ E- }% i$ t - printf("setsockopt error\n");
% _) Y* U ^2 a - }0 o- q# B( c u r/ Q7 Y' b
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
" S8 ^! j0 I2 c; ` - if(ret == -1)! k/ |3 y" I; R4 G6 b5 M9 ]
- {
& T* P! B! ]* \( P - printf("Tcp bind faiLED!\n");% ?5 a* X1 {2 o) ] d; b
- return -1;/ Z' Z9 t( O6 ]& G# J& z3 W: s
- }
' Q( h( b$ y7 N- J* V5 q0 @ - if(listen(*socket_found , 5) == -1)' a6 r1 @: {1 R9 N& M* C1 n
- {
- _/ U) T3 g2 h. U) o( k - printf("Listen failed!\n");( L9 W2 u2 F# j- Z+ l
- return -1;4 k/ `/ l1 n2 l/ a0 i6 V
- }& v: Q9 C* a; v' T( E
- return 0;* d, H. U7 k4 x1 b3 r# V) U0 a
- }
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);
( U9 @% y; b5 g/ E& s: j - void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)2 s6 W; L' P4 i: u3 X9 {
- {
* r" n1 v& R3 S9 O8 z* @% E - 。。。
. C% Z: ], W& y - while(1)
/ g* ^: ^2 h2 P# Y( f/ f - {
" n' X0 Q" O0 A- k% |/ z - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
. N z" D2 v$ ]1 |5 S! v - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
0 I# ^5 c. r0 I7 F - 。。。
- L; h# ?3 {1 F: o - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
+ _8 h: l3 w6 [+ L1 X5 { - }
$ T* v& L$ A+ t; z0 I" u - 。。。9 E( e( P' J0 d7 C8 B. o
- }
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 X, ^. H: A) E* A9 ?8 I" D
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
8 l, q( s+ M( W8 b& t - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
8 [( {; i6 h0 Q, u: { - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
% K0 n3 m2 A \# c* [! T - pthread_cond_broadcast(&pct);6 v( } V) d6 P6 W* P7 I$ p
- 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;
) _3 m2 ~8 @( ` - pthread_cond_t pct;) I2 ~. W+ |5 q8 S }8 U5 k4 N" A
- int main(int argc, char* argv[])
$ u( G6 v3 D8 g - { Q" C; ^/ Y' I9 h! g; E
- ...
4 ~% B! o! k' Q t0 b, K - TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
5 K' A7 s* y: d# J4 M; O/ E - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
( `; G5 O% v5 Z! ?( \ - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
" ~) K6 E4 m" }) P/ O9 \0 v( ^& T - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);+ ~' b+ ?. n6 p5 m) G0 c$ g
- ...
, v9 a1 Y+ \6 T0 ^5 B - while(1)
% J: Y, ~2 B# G; r - {- H5 Y0 E! h2 Q P; e
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);* y0 J/ q/ e6 p! v4 M8 z
- ...' F6 R J* J+ _+ Z* E
- }
9 l0 a5 x* F% g) ^3 K; M- S' t+ R$ K - ...
# s h( X9 r5 V( i" t/ a - }
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;">
/ @+ w6 `. | m2 d* @ - </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" \' {+ y/ U N4 w$ Z0 I8 P$ K& d2 ^
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \% | j3 h, `, J
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
7 H" l7 O7 @2 Z! N' j& j - "Pragma: no-cache\r\n" \
% ^2 J2 t( q( u9 E) u - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"0 q+ w* S: z/ ^# H1 B
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"7 }8 s) g4 h* h" U* S* d
- printf("preparing header\n");6 G" E0 f, C c _$ G* ~
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
" z7 t/ S/ l, R; Q' g - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \1 x, n6 w4 P2 y: `6 D, Q
- STD_HEADER \
% d* @1 l; o+ R7 S2 A9 V+ o - "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \& M. p2 L+ W2 _0 r5 S
- "\r\n" \9 u1 q2 i6 S6 s' t; E* B6 o
- "--" BOUNDARY "\r\n");' ?: v2 z$ Y7 s. q) B
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)% E! j1 `+ z* L: x- a
- {% ^6 H% A' z7 G$ q6 W
- free(frame);) J; R/ ~! m: G' z7 X8 s
- return;" y2 L2 S* x+ h8 |% 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" \
" U8 `5 Q D5 E; Q+ c - "Content-Length: %d\r\n" \* E& ~; H8 I+ W( f. O0 S! J
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
0 A) M" s* m6 _ x8 ] - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
. ~* D( W& Z( E - printf("sending intemdiate header\n");* V6 p- d M, b
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
B* B$ {* G1 j9 A. M1 P - break;
) {& L; z7 s5 S) X - printf("sending frame\n");! k4 n7 g! I% ` b' ?
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
9 D* y4 }, T V- j( f9 r - break;
. i3 `( Q% B. g( E9 r3 \ - printf("sending boundary\n");
( s' e7 S5 y! `& q - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
+ v n: s: `4 r* B& c - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0) y- q, P6 U/ C* q5 t j4 u
- 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 _* j5 S; ~' J

" X6 q, N) e3 F3 J8 r) M" L二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
2 S/ R" p& x8 D* j- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)& Z. [- n- d$ h, q7 l
- {
$ _: f' _9 P' {3 f+ z7 x' W - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);3 D8 A9 O8 f2 i9 T4 A3 l3 G- X
- if(*socket_found == (~0))
9 g9 }% o0 J1 J2 ^4 g5 I - {
1 l+ ~2 i) q8 Q+ @$ N* r - printf("Create udp send socket failed!\n");
/ [8 P+ i$ Z0 M2 H( { @" w7 `3 c - return -1;3 Z3 P' {/ u x6 a( y9 }
- }5 Z7 L! D# Q& m7 o8 ?
- addr->sin_family = AF_INET;8 R2 G7 y& k9 z
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
* [* `7 x4 P, P: y - addr->sin_port = htons(port);
4 Z# e7 r! g% W& x* m - memset(addr->sin_zero, 0, 8);
" r0 A4 W9 q/ Y4 j- `2 n- a# f - return 0; y9 l( `" N- j! f4 J( s: Q
- }
复制代码 6 x8 C" f% Q8 f7 I4 s
4 O& R! @1 t. S7 ?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:; j9 \3 h3 o! m
+ v' L( Z. k! B/ i# K; t; I3 D$ O. E1 z) Q1 ?+ j: |
- while(fend > 0)4 G- R7 r0 t& J! G
- {
# `+ w* [3 C! }$ o! X9 u4 J - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));* t7 p2 Z3 j3 v0 |3 f @
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);1 x% _3 o3 s+ Q1 Z! {& A
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)1 e. i8 U$ X- z9 h' ~/ \6 N
- {) Q4 v: R/ @9 P
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;5 [( \( j2 `& f, Q5 F
- picture.fin = 0;' f, ]5 G& ?7 y# T, l% C0 P
- }
' e4 f* z& p9 C8 O1 O6 m& ] - else3 o8 Z% s: G0 X$ W
- {
2 P0 o6 ?) V+ e, ^$ i - picture.length = fend;
( _0 U6 b' K+ I - picture.fin = 1;) x3 P1 L3 u0 y& }3 Q
- }6 A9 l1 P6 |0 Q$ T7 H& v" b* ]
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);% h( e. C& u7 s0 t. N# e" V
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);# i3 o% ?; B8 ~. g r' X
- if(sendbytes == -1)! g3 ]1 A/ D- S& `; ], ?# O
- {/ q5 Q, u' |( D
- printf("Send Picture Failed!d\n");. y Z: |2 ]& ?& ~& Y W4 \) o
- return -1;% z; E1 F% S2 g( `7 z
- }
0 x: P$ N$ P* }+ p# Y5 L - else$ H } P; o% |6 I4 a
- {4 e7 S9 J# a, O& P5 R2 I- [
- fend -= UDP_FRAME_LEN;9 P0 l) w7 Y6 p/ r a- [4 y
- }
7 B5 }7 b4 A; G. C. l+ F - }
复制代码 " Q/ S1 x5 @. k
% D0 e% y8 I8 k1 Z
 ; |0 Y; z$ a0 T0 ]# r( {
" A# Y, U8 w7 _iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |