本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑
0 z+ U) v$ y' Y3 U- g; l
: S& X1 M0 L2 b c9 t & }: y0 A0 Y8 M5 C, Q' f1 ?5 F' L. Y
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
, ?3 d. s& E5 t0 ^! m( E
. I4 t& K1 g7 v' p5 s0 U9 u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。
+ H0 M) i7 E2 j6 P6 `6 [+ g) @0 K/ J 1 @) w1 }( _7 q% F4 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。
8 M5 K/ H$ W2 T一、HTTP网页服务器
! E2 W# H/ ~4 O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)8 I4 c+ p! Z B5 w! s2 r( t
- {! v3 h1 u. f7 D% v
- struct sockaddr_in servaddr;
( l" v$ e& k* n; k3 e: _ - socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);) l+ B' `& {" q9 Z5 t% x) |) h
- bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));; j) Z/ {5 w4 I3 k
- servaddr.sin_family = AF_INET;
3 a$ C! d n. f* }) Y( U - servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);# Q- z' }% I2 V/ t! T G# b6 ~+ K
- servaddr.sin_port = htons(port);' n" K% u: I" g9 N6 L' N6 \4 G% A
- int ret;
7 N+ f) X# e# R, H$ O* o - IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)2 u' v' |/ e/ t% H9 _) k5 p# B
- {2 E' j1 f7 Z& q a* Z! |9 Q
- printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
. H0 ^' ?4 j, t' T - return -1;
! n$ u' ?" f. G; N - }1 v2 g0 t' b6 Y+ |$ I: ]0 x
- int on = 1;' a$ T$ h7 n7 k2 @# T# y+ o4 t2 @
- if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
; p) D- g! l/ o) ~ - {4 k+ h0 D: Z2 P5 }
- printf("setsockopt error\n");
$ h8 E8 e$ O' @6 G" q. Z _; N - }
- v: t1 C4 |. `. O, ~' _ - ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
% J9 R" P {* K' `0 [. @) D% D - if(ret == -1)
5 P1 }- d" y, U% F& f/ j% | - {0 X6 l! x0 {0 F1 g, i2 M1 A
- printf("Tcp bind faiLED!\n");
1 x/ \ d$ ~5 f4 B- T - return -1;1 ]& I! G6 q7 z! w
- }
$ V1 Q# K) I2 q F0 S - if(listen(*socket_found , 5) == -1)
. ?3 r% ~* f- ^ - {
- ~4 y4 h" X$ V - printf("Listen failed!\n");
3 u6 W! ?* C) ~& z- S+ P0 |0 H6 o - return -1;
, o+ _* L( Y1 O" d f* T% f3 m& ?# Y - }
# D. s* ^. C$ H" k4 D. @ - return 0;* N2 H/ b9 D! b$ |& K: }
- }
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);# f8 F7 X; T. U+ B; g, e9 C
- void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
5 h0 V- t1 {3 m9 U) b - {: a3 W- D9 E, _3 Z& R5 d
- 。。。
( I: J; Q C( W' Q4 Y6 j - while(1)8 e; C6 A* C2 u8 y2 S" o$ M& E
- {
/ C* u. H4 ~6 P) [: r8 t7 Q - fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);: w7 y4 V0 o# d- I2 F" w5 d }
- printf("fd_socket_conn = accept()\n");0 k+ ~" j! ~- m
- 。。。
* i( {+ w2 y) p% Y$ D0 p1 n+ ] - recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
+ a' v8 e( G3 i7 x# V - }" V4 m" q2 @0 g6 E
- 。。。 q9 M$ I7 ]7 h" s4 _7 `
- }
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 M% o& o/ R" h9 G - pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;% D7 V6 I5 D. s* y6 g- M3 S$ ^9 b0 N
- pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
u; }# X& M! ` - pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
. R, I/ }) ^1 W& T& d - pthread_cond_broadcast(&pct);' n5 N! M L! s" _2 \( x
- 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;
s/ B8 x' p$ l8 c9 {, k" r - pthread_cond_t pct;/ t$ w% ?' ~* f
- int main(int argc, char* argv[])$ {$ G- t* H# ~$ |" k2 t8 E1 N0 @
- {
4 m% Y; ]7 q7 f4 U6 S5 v- ? - ... W! v- h, o) M% z! ]* z) o; T3 f
- TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
1 n8 _) t! h# F( @/ y - pthread_mutex_init(&pmt , NULL);8 V/ ?7 D" b k/ l3 @. @
- pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
4 V. d! v; [# V6 l1 f+ c9 S - pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);9 X& s. u9 V- m" D
- ...
6 `5 k5 m+ |; G4 F/ e) d1 c - while(1)
" c; d. A! Y" t5 N3 r _ c - {& h; }: a3 T W% X+ g
- V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);; g6 P ^: o2 s( R/ z) q/ }4 q/ ^
- ...
- W+ u' F# p9 E) W - }' e+ i5 L& o0 D
- ...
* e7 Q# k' C5 r. s0 W - }
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;">
c- T' K+ s( L2 h - </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" \
! l1 x: ^& p) z+ k5 [1 I1 `4 K - "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \( `1 z. @* E; c/ l
- "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
* ~( u" u2 B" w& t - "Pragma: no-cache\r\n" \
7 }- Z1 w& P5 F- p - "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
, k1 T$ |& e8 q- L( o7 T5 H$ } - #define BOUNDARY "boundarydonotcross": _6 s7 v: _$ Y {
- printf("preparing header\n");
: Z4 m# a5 Y, Q. z4 p. A - sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \, k5 U3 ~; b4 h& T" h
- "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \/ ]) R8 F* q& D3 m
- STD_HEADER \' ^3 J/ J$ F- U) X6 l8 A
- "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
* R3 y# T; _6 P3 h, ^ - "\r\n" \3 W) v4 d! F% k$ R7 P5 K3 S
- "--" BOUNDARY "\r\n");0 d1 T( m& I+ k, {. [- P
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)- v6 i Y5 z7 V+ ?7 \: P M- P
- {# Y% L+ u% s4 V' J4 a+ U
- free(frame);
8 g: M% @8 T4 @ - return;* a$ F9 M0 U8 c% V" M5 k
- }
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" \
# k" T1 n( g" Y - "Content-Length: %d\r\n" \4 M$ p9 f/ t( G5 J' ~2 s
- "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \& V! N; o% D7 l6 O. ^
- "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
. L6 j8 S- W) S, r, ^, k - printf("sending intemdiate header\n");( m7 p, P# u* E, T) W' l% A6 z
- if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
& l% W$ N! l5 s! W e, ? - break;& E, E; ^- x+ E0 N# n0 r- e
- printf("sending frame\n");0 m, z1 [2 ]: c: ^9 J/ u5 X
- if(write(fd, frame, frame_size) < 0), h4 m; I4 c/ F
- break;
+ T7 x- e" m! u+ b& |" b - printf("sending boundary\n");7 S3 a/ h7 z+ U+ w) u/ J4 g
- sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
% D+ X6 C0 A+ m' \4 |+ t; q - if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)% H. ~# Z4 n& T( ]! E# r 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。  + c1 s, N9 q1 v: |

; M) X# n* o( j0 ^! a8 H9 N* h二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:& V C! c6 q; A
- int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
9 }( z: b3 `- s4 b" [ - {" M& x/ S) F2 }0 ]3 \7 a" T9 C
- *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
+ o. p- y4 o3 j+ P {% G4 I& U - if(*socket_found == (~0))3 K$ ]" i% q {! i8 f
- {5 ]' \+ o! v4 n* m9 P* K" C5 b, [
- printf("Create udp send socket failed!\n");
# ^" t6 G; N! A" K3 A- t5 ~ - return -1;
/ ]! L! r$ y( Y; e' V - }6 L) |/ v$ h2 [5 T8 X+ {
- addr->sin_family = AF_INET;
+ _8 w; ~# C8 B2 K& `$ m% a6 H9 l - addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
J$ m. y( J% [1 |. T - addr->sin_port = htons(port);* I. Q0 l, w$ M
- memset(addr->sin_zero, 0, 8);- k2 P& V* W9 g6 Y* i, I3 M! l- w9 |
- return 0;- h7 v% ~3 X: S4 S6 m( t6 \
- }
复制代码 6 b6 i3 D" ^' T/ t7 F0 S2 M% U$ r
2 w; j+ c' {5 x" A' n, S' ]9 Z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 }9 d8 p* F; ]/ U# `2 v! F% v
% k" } L# {/ w: Y. E R7 \1 j4 Q1 s' e& b* W- c0 h1 M' e$ j) o
- while(fend > 0)# G( `" _/ o1 C1 v
- {; {5 l' t/ a# I( B/ l% K
- memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
6 c7 u/ L' Z ~ - fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);* V" M# b7 ~6 @6 V9 d7 X
- if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
2 R4 S- X$ D% r1 B - {
4 o4 e5 R0 v: k6 v% m+ v8 I5 [" T" l - picture.length = UDP_FRAME_LEN;
1 @% G) W* s* y. y' J - picture.fin = 0;" A& C* {& i1 i4 m6 a
- }$ N" [- o) |! ?) v
- else
9 L- M, @) n% P# Z2 z, e8 T - {
8 Y L; g2 p B7 u3 c) F! Q - picture.length = fend;0 w+ i7 F( V% J* C7 w
- picture.fin = 1;
r' K) M1 V$ [ - }
- x0 H; c% E5 `; } L \ - //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
& u8 O, S# V7 Z3 H8 h - sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);: Q6 n! d U+ q% C6 P( u
- if(sendbytes == -1)
8 a) ]2 d$ I! i3 ` c& ?3 w - {5 q# w) i; I5 l2 Q/ c9 Q4 |
- printf("Send Picture Failed!d\n");
+ a5 B R4 T& u( } - return -1;
' O0 U6 W5 H4 T# d9 F& W, i - }) S6 b0 I% p4 W0 c
- else
3 T$ k2 M- ?& X* X - {5 J, q1 S: b2 d' i" z8 N
- fend -= UDP_FRAME_LEN;7 @5 r5 L7 d+ P: B) _ @# X+ [
- }! r, u0 |7 R$ ?
- }
复制代码
8 ^5 e$ q. A, e- T+ i, x
$ m* R) d$ G3 C$ ^
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! K2 | G |" o% R! t! v& N3 WiMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html |