本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 # M4 O6 L m8 \3 x4 |
W0 y, F) D# ?8 V, d5 l; a! a ( L! r$ q/ j1 M# e
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
- V: a4 _4 R1 I4 m8 m6 m7 @7 g" i8 d
, Y+ {1 F# r) {: V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。
+ Y1 b2 V' k. S( G& d
S& [& y+ l0 b3 X- W0 ?1 i& m$ J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。
; S1 z9 [1 d$ Q1 ~* a$ Y: ~) g一、HTTP网页服务器# `- `' ?- H; B/ ?/ |
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)
" B1 z7 x* |8 D3 X- m; @; X1 f - {
: S/ n$ l; @) P: W2 i& F - struct sockaddr_in servaddr;
9 G2 i- C' Z3 Y6 a4 A3 @ - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
" H, o9 v9 F0 g0 {, u1 T5 n - bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
. J4 G% W" }, m/ p3 { - servaddr.sin_family = AF_INET;+ w, w- E R) `3 D
- servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
( X: | ?% M% Z! H+ x* ^3 F - servaddr.sin_port = htons(port);+ D3 M% p5 I: m: i/ o2 r
- int ret;$ c6 t1 ]3 F% X/ r. z
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)) j6 V5 R7 w1 {/ ]" G/ l1 {
- {% R2 c5 K( _- ]+ w# K, K7 b$ Q
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
* ~! O% G" l0 x1 E' x" h" i - return -1; G! k5 g% \5 B# r# q; B. d: W3 C
- }; A' _- P- g; i+ X- c7 t
- int on = 1;' {5 C7 N7 a- p+ U
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)3 A% F0 A. M4 x4 T; X/ Z; r
- {
0 N; _4 {' o8 P' l4 q - printf("setsockopt error\n");
5 m9 R3 ]$ j3 w - }
# e( h8 h' g% o5 H8 ]( x - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);5 a" f( h" a7 L3 Z& [' [; M2 N2 l
- if(ret == -1)
! p# m4 T7 V! ]7 j - {
1 @# ?$ f! Y; ]" j - printf("Tcp bind faiLED!\n");7 W2 k+ U- K! B$ W$ e5 ?
- return -1;' v: E: v/ I2 @4 R' g
- }/ }9 s2 E* X6 b8 R8 W
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)
Y" e3 h2 i: ] - {
1 t$ E! _& s9 Y0 Q7 e - printf("Listen failed!\n");
X* P5 [5 }: Y$ m - return -1;
4 S$ K5 M: O3 ~! a1 P - }
$ {$ t5 W( M) H - return 0;
3 j2 p" a2 t$ Z6 Y/ 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);5 a I- t8 L; h: k
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
' p. R; p7 [+ G( R6 j - {" |) t$ E+ Q1 `) S
- 。。。
% ^5 S0 i. P# b# l# Q* x2 L$ m - while(1)
# g, J- g* u# q - {) ^- }+ L. t. w# [: o
- fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
; u# r' f5 ?! Z. [9 O% p- \ - printf("fd_socket_conn = accept()\n");
5 e: W: p; ]/ H7 ^ - 。。。
/ _, p0 O" P/ {# t" N/ b! G - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
2 O1 ?" u/ s. t( Y1 @5 E - } V. k/ b# U7 R. ?# `& Q% H+ Z! U
- 。。。
, d' U' K! M \9 M - }
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 U, o' W) [# p+ e. i8 ^7 A
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
# i: R9 [' f2 Q) g. C4 C u. U - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
/ @& k* e$ t( y7 ~ - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;5 {; y3 U. ?0 w' `8 M4 n
- pthread_cond_broadcast(&pct);/ q. g6 w% ?( 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;
; E! F3 w# H2 J c! u - pthread_cond_t pct;1 z9 z9 O5 _6 j1 t: w8 c8 P' R! v" l3 T
- int main(int argc, char* argv[])2 c/ R r: e0 P; I# d# Y
- {% ^8 m2 A. T5 i
- ...( |. ^+ M: J. g
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);* x! o: d! W* \
- pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
/ E4 K* \) i9 L6 \# q - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
* P6 l2 O, W3 B* F" U* C. V1 A - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
" p! [4 }" q# a% c: J/ N- L - ...
A+ g* V a( _5 k5 k - while(1)* k$ k* Y6 }/ e1 I u# q5 E5 `
- {
1 i4 J# B3 H8 `: ~4 \ - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);3 A K( b; K/ u& J7 W+ @
- ...* I B. j9 i! o$ m Z
- }
# A* J: i; u% d2 O. g - ...; q8 R. [3 t( @5 p8 \. u; g
- }
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;">
* |: w) K* h; T* d7 ^% W( i - </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 ^4 o8 @0 G: m9 z9 u
- "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \0 G, b9 d4 j0 u y$ x' |& ?
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \/ l3 ^5 \3 }. @6 V7 C4 l
- "Pragma: no-cache\r\n" \, ~3 ~& Y: T3 y4 {; h2 q7 i! h6 a
- "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"1 [4 F% r. N* e% y1 ~
- #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
/ |; ?4 A3 h7 N/ b* J. {# }! V [ - printf("preparing header\n");
, Z$ t6 d' u) r" f/ W* h4 ]4 O' d) r - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
6 z, M6 j1 q- j4 `& f - "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
( e9 E8 ?: r9 v - STD_HEADER \0 _: {# Y0 K r
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
0 s6 O7 R1 @, m' Z0 g) W0 p - "\r\n" \
$ w0 q4 h/ t1 k - "--" BOUNDARY "\r\n");
- Z- h% q1 a- N0 c# L/ d1 m* Z2 ^( l - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)0 f# H9 l1 {2 d+ n9 O3 y
- {
/ H, m# @! U- s, C% P - free(frame);
: ^! B3 k$ {5 V# h - return;
! H3 g' t8 ^, r* 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" \
0 B# S$ w& R L$ T - "Content-Length: %d\r\n" \9 B9 ?& |) q( [
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
. d) B- A! Z# X8 }# ] - "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
6 e6 a Q$ @, g( r' e; |! p6 i. Q - printf("sending intemdiate header\n");; L$ E2 N+ I$ m. |) B
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)% }, k7 Q" Q; X1 Q3 B# e- `
- break;2 ?# m, i! z( \# B- k8 x
- printf("sending frame\n");) F5 ]6 G6 R# M' w
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
1 y) E3 W' a) W0 p' K - break;# P: ^; c* Z' v8 V, e" d
- printf("sending boundary\n");
6 k4 A3 o$ r( `. g7 j5 Y, B; W - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
" k/ R$ G ^* V# w) `/ @$ N - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0) n+ M. m. W- J; f
- 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。 
" ]! G+ d2 H( n3 J# c2 N# w9 Q
- A ?* P& n! k# d6 I R: }% W' L7 C二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:, v% R, K6 g* {. c. `4 q; u4 u
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
! k* R- ~+ j6 A - {+ A8 D+ u3 r [! Y- M) w2 h% [) u
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
& [' K2 u/ p& j' H6 A) C - if(*socket_found == (~0))$ @) |( E( j7 t* R2 V( N
- {' ?$ _( i% _3 a) x% X1 F$ Y
- printf("Create udp send socket failed!\n");& E3 E7 G- s( |& w! ~9 j+ S8 h f( f2 [
- return -1;' w! ^7 m" B% z% m) a- M
- }: q& a4 C4 t! D/ q
- addr->sin_family = AF_INET;
) \: g; B" a9 J5 _$ Q7 Y( g - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);4 `5 ?% l, C4 x& _$ Q( c& E+ V
- addr->sin_port = htons(port);
- w M; B7 I, E; E! e - memset(addr->sin_zero, 0, 8);3 G$ D! L6 J: q
- return 0;) R) L. X; {4 o6 z6 a* u
- }
复制代码
- S+ ^ S! S$ P4 W
$ Z# V2 q2 i/ p3 A5 ?3 T: e% [: ^+ T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:
, O' \& D1 D+ f- B/ F
# r; {7 E) F* J% W3 s9 l( y2 s7 z/ _9 |4 ~! q4 l
- while(fend > 0)
! ]7 j; C( A$ O- r$ b - {$ R: y5 q. L$ p
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));7 j- i) c% ^) o
- fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
/ t% a2 V+ W5 b - if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
3 J( O0 E3 |3 s! s - {
. l- \( ^, {- s: s+ G - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
( q+ K- U* n! x+ z7 V - picture.fin = 0;& ?# s3 ~# i, x- x7 E$ E9 M H
- }
! f1 I2 _/ E8 L K - else
- T! d+ h0 y% [3 X6 T! y - {
! w) a3 [8 @) d% H) B+ c - picture.length = fend;0 G2 c1 u# U6 w* D; M7 b% A
- picture.fin = 1;( _, h8 Y+ g9 J2 R
- }
; C6 z, ?1 a( Z- l, t% N% T8 S - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);% c( p0 o6 l: m6 k! p' c
- sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
3 I* Q* R5 h& ~/ }- o8 R5 q1 e - if(sendbytes == -1)
3 K, x3 [# C3 v2 I" _0 I5 Q4 k - {
3 E+ {1 x. D! A% q( ~+ x, j }/ J - printf("Send Picture Failed!d\n");' S& G6 P3 f x @+ y! m- G
- return -1;- R8 \- X( J7 z* g
- }
4 N7 E8 y9 ^: p* V - else
6 C2 {8 ~0 A* u' _2 v- m - {! f0 {; y, ?0 o, @! K2 p
- fend -= UDP_FRAME_LEN;2 Z4 O; |8 T0 ~3 k7 _
- }
L% W" k) L6 W, Z& F - }
复制代码
) U3 v5 s& W& D9 Q. i: K0 g8 u/ \0 |
 & F: ], F, n$ M2 I# _
4 Z; K: M5 w( _) T- E
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |