本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
' d5 }- k" ^& q( D4 ~# W. R% B1 S9 J6 i! {2 S! [
 ; z7 ~: b. s8 P' ]9 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.html9 {) }" K$ h, ~* Z
x/ u! \# _4 \8 Q) E O1 d
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。
" b5 H r$ P4 a5 j2 _* g% m6 @
+ v( P% s5 o+ o" k! [3 ]0 P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。 / G$ }( K" u( a# k N4 k
一、HTTP网页服务器( _& o% b. ~) Z$ \7 ?! l) h, I
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)
* s h4 K/ L7 X' R5 g+ Z1 V - {
2 |9 h1 W2 W6 B* a6 z$ ? ]9 ] - struct sockaddr_in servaddr;7 E/ y5 j$ O) E9 y
- socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);! ` U4 Y6 ~+ a# u" k" O% J$ h- C
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));- k; {% B* L7 E' P% ^" j: A' K
- servaddr.sin_family = AF_INET;
' A) \0 U T, s: Q0 ?- F - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);& i0 h- {" r& n Z- _- N% }
- servaddr.sin_port = htons(port);
( @0 I) @9 v/ [2 Z - int ret;2 r* e# k' p9 K
- IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)4 A* e. ^! Y! \4 Y+ b
- {
$ q" o7 ^" R4 o - printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);! e4 O/ R4 I+ c' g: T, I
- return -1;
) F. P8 M. O. c' e1 K0 a - }, g( E/ J$ {* p$ n4 A- c. X& K% A9 u
- int on = 1;
* k4 s9 z) C+ X4 \- F) c, | - if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)+ }$ y7 v+ a1 {% s
- {
) X8 k+ ?& m5 s' @5 g1 P3 l" C# P+ I - printf("setsockopt error\n");
* Z! E+ `# h- B1 f2 e% d - }; f- }% P& Y5 B5 m4 E
- ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);% @2 l) l3 d- s3 j
- if(ret == -1)
3 t: @, e( i8 X0 ?% ?6 g* r - {
/ t/ C0 ^( q# [$ h" R - printf("Tcp bind faiLED!\n");( w! ` E) @6 k
- return -1;
- @$ F n6 G0 \$ a - }: a6 n: y3 [& V, g% v7 U
- if(listen(*socket_found , 5) == -1)1 J# v6 K6 U* {: s$ l. Z
- {
- e# p) D/ g" Z$ W8 e; j( s/ r1 ] - printf("Listen failed!\n");
9 V( E* K' d1 ] - return -1;2 Q2 r8 P& S$ j% T) Q
- }% e* l% r* q% B" j& P3 R) j0 H. e
- return 0;
6 U, X" M+ e" Q% j - }
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);/ T0 M3 _+ H0 @( Q
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)6 p0 g% E' r& K. m
- {
, N$ e- A- E/ R4 y - 。。。
5 I: {' R/ _# _ - while(1)
3 z! `$ N5 [0 ^1 Q# Z, V* G - {
+ y# h6 P9 W# h1 y( v; C - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
2 K- ^2 P3 _; l5 \6 I, } - printf("fd_socket_conn = accept()\n");/ s# o' q0 F- K- C0 ^$ M/ [, T4 Y$ x
- 。。。
$ I* d4 G" P" X) \1 `# W - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
& o0 n. W: ~3 e* b3 C - }
0 `/ j; O3 E7 x2 E" X9 y - 。。。+ j5 M( l) D$ V& y
- }
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);/ H' U& {0 Q. E9 ~; |
- pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
v' u! u7 m/ t& R% ^1 x! h - pic.tmpbytesused = buff.bytesused;* b* c$ R9 |5 d0 j, b
- pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;/ W, C# P8 W; B9 T* s
- pthread_cond_broadcast(&pct);
9 O1 u D( n3 [1 { - 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;' R/ z7 a4 |( P9 n
- pthread_cond_t pct;; N# n& x, t% H- V! `5 z
- int main(int argc, char* argv[])
1 o( F' e4 f% v; d9 b8 E# S - {* X0 c- o6 N5 j# e q
- ...7 W7 d' C9 C0 \& y
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
( k0 F+ Z$ o4 f1 |( f1 t - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
4 L) `- G; n, J( C - pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
1 m5 O3 t, f( h* ] - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
3 N' d: s5 c( l. D; f! I; q - ...
! a" U$ m" c; c/ E' a. } - while(1)0 b. ^8 A3 k4 x) H. D5 T. w J
- {
: p9 x5 P: K; [8 G$ R6 O1 ~ - V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
# A/ b& A8 ]5 e- C. N* {; Y - ...
9 u, B! L, ]2 b% W! M - }. v" x' s5 t" z. z! ^
- ...% s% v2 y' u" o7 n3 w* v# E
- }
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;">
3 t) a& O# E0 F+ i9 W - </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" \
+ k7 G9 c z. S: h7 D' s% [ - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
+ r2 L' }% [# _" q, F - "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \; Y, O7 m! O4 Y4 g( \/ s
- "Pragma: no-cache\r\n" \
& U! A6 d. z" T - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
! }. K; ~/ f o& ~5 I - #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
7 m- I8 z- J4 Z8 n - printf("preparing header\n");: ?( a1 G/ i* }/ `1 Z% X
- sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \/ {0 i) M8 Z, m/ j& k8 d! u0 D/ `
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
# I9 Z A/ B6 w& k, Y5 \ - STD_HEADER \" z( Z1 G: \* p% T9 @ Z) s6 s
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
$ Q9 Z0 [/ W1 d# J% u; B: a - "\r\n" \ u7 o/ R6 S7 ~9 H+ R
- "--" BOUNDARY "\r\n");, a0 a$ ?0 K" r. C- |
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ \8 p3 k* j/ v' D5 l0 C - {3 v# i# w+ O% @! }; M" L1 x( l
- free(frame);
8 L( s/ q# o# V% {1 p - return;6 C1 ~# \1 z) f! a9 z$ p$ ]
- }
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" \. Z, B$ n5 o2 f0 X- q) Y9 @
- "Content-Length: %d\r\n" \/ p+ u; I& G; o3 l5 }8 \3 L. u
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \% @ V4 W. y6 ], H: s& c) j, l
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);" `, p& ]# \! h7 ?/ J$ d
- printf("sending intemdiate header\n");
( w# V2 F' g0 a* y - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
/ _! U d1 G e- `# T+ c; D1 q - break;
5 w( U7 _2 D$ W, P* G* s2 l - printf("sending frame\n");
7 P$ _/ L( X$ T4 E - if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
% _2 q) m9 B2 K - break;# ^& |& B* Y: ~
- printf("sending boundary\n");
' h- v( l5 c) e5 r0 ]. s - sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");$ j# A+ F) A' {4 m* }7 U
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)7 A6 Y1 n, u# ?* g
- 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。  - u4 h5 K2 }- Q

4 @! d9 ?; z, T1 L* `二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:& N! ^5 A7 _* M, M; d& l/ d( g9 U+ q: p; |
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)7 S( s2 _" [# Q. O+ W& Y
- {
6 G$ m( {) X4 J; V - *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);) d: X: g) V" u9 o3 {) p
- if(*socket_found == (~0))
; m! ?3 B6 m; \- T o - {" u5 e+ p0 v( v9 x, A7 c9 J
- printf("Create udp send socket failed!\n");
) P3 M7 G+ U7 w- k# ?2 x! U& w - return -1;
5 ~/ v5 u9 k n- J - }
) [2 ^. `7 v8 R! |8 J - addr->sin_family = AF_INET;# L% V0 g; Q' R# [, I- E: \- B# m) Q
- addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);0 N; A4 K7 t* Z0 D. u. E) T
- addr->sin_port = htons(port);- }8 F8 s1 ?' I9 |, b& E4 z( W
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);. M6 p7 c, d' w
- return 0;8 e* M5 x* \3 o
- }
复制代码 # X% J5 g1 y( ^* J4 P, e& X
" P2 d, ]% \ l! I
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:
5 q" j& ~# M7 C4 x
4 N& T" w; X4 }1 u' _* E; {6 i, t$ i4 B+ [+ G+ K, o! q( d
- while(fend > 0)
' q* i' E# ~) T, z - {
( n/ F& y u5 m [ - memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
- Q/ C# g9 \4 W; W* n5 P - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
5 D, G9 G; h6 K - if(fend >= UDP_FRAME_LEN) H) a# k4 V; g' W9 c1 b
- {6 x d5 P5 h: _: h+ F W
- picture.length = UDP_FRAME_LEN;9 Y; P& c- V% D6 q* v
- picture.fin = 0;
, Q4 V7 s0 a! I) A h/ |1 T$ K - }
) h# [9 ?. T6 [5 H! M1 D( Z - else
! D& {: l2 P! N/ _ - {
+ V6 W4 U1 U# o, D - picture.length = fend;
% W: D ]- W" ^4 a6 c+ \" y - picture.fin = 1;
T0 z; ]% s4 Q - }+ X2 e5 k7 K& T: T
- //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
9 y4 e* O4 M/ F# c - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);. g5 N1 l( h: O* ~! o9 L' V
- if(sendbytes == -1)3 ]* S* } h; j0 n; f
- {# n; h; j- k; m s) |( a
- printf("Send Picture Failed!d\n");
. Q& A9 R4 A2 @1 K/ L( R( b - return -1;( j* {- ]. w, g1 R
- }
5 X0 j5 t% G. k - else
7 C( M. z: j9 b! V! l7 P8 X9 F - {
1 }2 P, [5 O& G6 d; U* N - fend -= UDP_FRAME_LEN;; s' E8 q6 m; g5 l5 T
- }
. H Z$ ]6 d0 C' E9 M% ~4 \ - }
复制代码 & b8 h5 r3 i& W
& P7 g/ o5 _% ~. R/ F- [: a6 C

b7 U0 t! V5 K- |, F4 @1 W6 f1 V0 V; B
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |