任务1: 网页视频监控项目
目的: 使用浏览器访问开发板的USB摄像头图像数据，实时刷新到达视频的效果。
1. HTTP协议: 如何传输数据，让浏览器显示？
2. 线程的并发执行: 多个浏览器同时访问摄像头数据。
3. USB摄像头编程: 如果获取摄像头的数据。
1.1 如何显示一张静态的图片
HTTP协议: 文本协议-----报文: 字符串。
HTTP服务器基本的交互的步骤:
1. 先创建HTTP服务器
2. 使用浏览器(HTTP客户端)访问HTTP服务器:
(1) 第一次请求的路径是: / :表示询问: 你需要我做什么?
(2) HTTP服务器收到请求之后,先向HTTP客户端发送应答报文。
再发送需要浏览器处理的数据: 数据类型、数据长度。 :表示分配给浏览器需要做的任务
如果需要浏览器显示一张图片，浏览器在收到任务之后，会解析任务，再次向服务器发送请求:
请求图片(图片的资源路径):
HTTP服务器收到请求之后,先向HTTP客户端发送应答报文。
再发送需要浏览器处理的数据: 数据类型、数据长度。
1.2 采集摄像头数据、显示动态图片
1. 采集摄像头数据: 开一个新的线程
2. 需要将摄像头的数据编码为JPG格式—jpglib只能将RGB数据压缩成JPG格式保存到文件。
需要使用改进的算法，将JPG图像压缩存放到内存里。
3. 需要考虑资源共享: 线程互斥锁+条件变量
(1) 线程1: 负责采集摄像头的数据,并进行编码压缩jpg图像
(2) 线程2(主线程): 负责等待HTTP客户端连接(浏览器),处理与浏览器之间的交互过程。
云服务器: 本身就是一个虚拟电脑。
1. 登录: 使用ssh远程登录。
2. 买云服务器: 送一个公网IP地址。
3. 也可以购买一个域名。www.1234.com
今天的代码基础之上实现:
跨网段网页视频监控。
int on = 1;
if(setsockopt(http_server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
{
printf("setsockopt(SO_REUSEADDR) 设置错误!\n");
exit(-1);
}
//这样可以保证: 端口关闭之后,立即可以再次使用
1.3 解决TCP服务器退出时，产生退出信号终止进程
signal.h中的宏定义SIG_DFL及SIG_IGN
SIG_DFL,SIG_IGN 分别表示无返回值的函数指针，指针值分别是0和1，
这两个指针值逻辑上讲是实际程序中不可能出现的函数地址值。
SIG_DFL：默认信号处理程序
SIG_IGN：忽略信号的处理程序
/*
往一个已经接收到FIN的套接中写是允许的，接收到的FIN仅仅代表对方不再发送数据。
并不能代表我不能发送数据给对方。
往一个FIN结束的进程中写(write)，对方会发送一个RST字段过来，TCP重置。
如果再调用write就会产生SIGPIPE信号
*/
signal(SIGPIPE,SIG_IGN);
1.4 HTTP服务器搭建_显示一静态JPG图片
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define HTTP_SERVER_PORT 1237 /*HTTP服务器端口号*/ int http_server_fd; /*HTTP服务器套接字*/ /* 函数功能: 处理退出的信号 */ void exit_sighandler(int sig) { /*关闭服务器套接字*/ close(http_server_fd); sleep(2); //退出进程 exit(1); } /* 函数功能: 向HTTP客户端发送文件数据 */ void HTTPClient_SendFileData(int client_fd,char *type,char *file) { int file_fd; int read_len; struct stat file_buf; unsigned char buffer[1024]; file_fd=open(file,O_RDONLY); if(file_fd<0) { printf("%s文件打开失败!\n",file); return; } /*1. 获取文件的状态信息*/ stat(file,&file_buf); //printf("%d\n",file_buf.st_size); /*2. 构造报文头*/ sprintf(buffer,"HTTP/1.1 200 OK\r\n" \ "Content-type:%s\r\n" \ "Content-Length:%d\r\n" "Server: wbyq\r\n" \ "\r\n",type,file_buf.st_size); read_len=strlen(buffer); /*2. 发送数据*/ do { if(write(client_fd,buffer,read_len)<=0)break; }while((read_len=read(file_fd,buffer,sizeof(buffer)))>0); } /* 函数功能: 处理HTTP客户端的线程 */ void *pthread_Handler_HTTP_Client(void *dev) { int Clientfd; unsigned char buffer[1024]; unsigned char *p=buffer; struct pollfd fds; int poll_state; /*poll函数的状态值*/ int recv_len; /*接收的数据长度*/ if(dev==NULL) { pthread_exit(NULL); /*终止线程*/ } Clientfd=*(int*)dev; /*保存客户端套接字描述符*/ free(dev); /*释放空间*/ /*1. 接收客户端的请求报文*/ fds.fd=Clientfd; fds.events=POLLIN; while(1) { /*等待数据*/ poll_state=poll(&fds,1,100); if(poll_state<=0)break; /*数据接收完毕就退出*/ recv_len=read(Clientfd,p,1024); p+=recv_len; if(p-buffer>1024)break; } //printf("buffer=%s\n",buffer); /*1. 判断请求的路径*/ if(strstr(buffer,"GET / HTTP/1.1")) { HTTPClient_SendFileData(Clientfd,"text/html","index.html"); } else if(strstr(buffer,"GET /image.jpg HTTP/1.1")) { HTTPClient_SendFileData(Clientfd,"image/jpeg","123.jpg"); } else if(strstr(buffer,"GET /favicon.ico HTTP/1.1")) { HTTPClient_SendFileData(Clientfd,"image/x-icon","123.ico"); } close(Clientfd); } /* HTTP服务器创建: 1. 创建socket套接字 2. 绑定端口号: 服务器创建 3. 设置监听端口的数量: 服务器最大等待连接的客户端总数量 4. 等待客户端连接 */ int main(int argc,char **argv) { /*1. 绑定将要捕获的信号*/ signal(SIGINT,exit_sighandler); signal(SIGSEGV,exit_sighandler); /*2. 创建套接字*/ http_server_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(http_server_fd<0) { printf("HTTP服务器:创建套接字创建失败!\n"); return -1; } /*3. 绑定端口号*/ struct sockaddr_in server_addr; memset(&server_addr,0,sizeof(struct sockaddr_in)); server_addr.sin_family=AF_INET; //IPV4 server_addr.sin_port=htons(HTTP_SERVER_PORT); //需要填大端格式的端口号数据 server_addr.sin_addr.s_addr=0;//inet_addr("192.168.18.3"); /*0=inet_addr("0.0.0.0") ---表示本地所有IP地址*/ if(bind(http_server_fd,(struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in))!=0) { printf("HTTP服务器:绑定端口号失败!\n"); return -2; } /*4. 设置监听客户端连接的数量*/ listen(http_server_fd,50); /*5. 等待客户端连接:阻塞*/ struct sockaddr_in client_addr; int addrlen=sizeof(struct sockaddr_in); pthread_t thread_id; /*线程的ID*/ int *client_fd=NULL; /*保存客户端的套接字描述符*/ while(1) { client_fd=(int*)malloc(sizeof(int)); if(client_fd==NULL) { printf("存放客户端的套接字描述符,空间申请失败!\n"); break; } *client_fd=accept(http_server_fd,(struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen); if(*client_fd<0) { break; } /*6. 创建新的线程*/ if(pthread_create(&thread_id,NULL,pthread_Handler_HTTP_Client,(void*)client_fd)!=0) { printf("创建处理HTTP客户端线程失败!\n"); break; } } /*7. 关闭服务器套接字*/ close(http_server_fd); return 0; }
1.5 网页视频监控的项目代码_多线程处理
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include "yuv_to_jpeg.h" #define UVC_VIDEO_DEVICE "/dev/video15" /*UVC摄像头设备节点*/ int uvc_video_fd; /*存放摄像头设备节点的文件描述符*/ int video_stop_stat=1; /*视频停止状态: 1表示正常执行,0表示退出*/ unsigned char *video_memaddr_buffer[4]; /*存放的是摄像头映射出来的缓冲区首地址*/ int Image_Width; /*图像的宽度*/ int Image_Height; /*图像的高度*/ unsigned char *jpg_video_buffer=NULL; /*转换之后的JPG数据缓冲区首地址*/ unsigned int jpg_video_size; /*存放当前JPG数据缓冲区的大小*/ pthread_mutex_t mutex; /*互斥锁*/ pthread_cond_t cond; /*条件变量*/ #define HTTP_SERVER_PORT 1235 /*HTTP服务器端口号*/ int http_server_fd; /*HTTP服务器套接字*/ /* 函数功能: 处理退出的信号 */ void exit_sighandler(int sig) { video_stop_stat=0; //让摄像头采集线程自动退出 sleep(2); /*关闭服务器套接字*/ close(http_server_fd); //退出进程 exit(1); } /* 函数功能: 向HTTP客户端发送文件数据 */ void HTTPClient_SendFileData(int client_fd,char *type,char *file) { int file_fd; int read_len; struct stat file_buf; unsigned char buffer[1024]; file_fd=open(file,O_RDONLY); if(file_fd<0) { printf("%s文件打开失败!\n",file); return; } /*1. 获取文件的状态信息*/ stat(file,&file_buf); //printf("%d\n",file_buf.st_size); /*2. 构造报文头*/ sprintf(buffer,"HTTP/1.1 200 OK\r\n" \ "Content-type:%s\r\n" \ "Content-Length:%d\r\n" "Server: wbyq\r\n" \ "\r\n",type,file_buf.st_size); read_len=strlen(buffer); /*2. 发送数据*/ do { if(write(client_fd,buffer,read_len)<=0)break; }while((read_len=read(file_fd,buffer,sizeof(buffer)))>0); } /* 函数功能: 发送数据流 */ void SendVideoData(int Clientfd) { int image_size; unsigned char *image_data; unsigned char buffer[1024]; /*1. 构造报文头: 回应浏览器请求,并告诉浏览器接下来需要使用长连接*/ sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \ "Server: wbyq\r\n" \ "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" "boundarydonotcross" "\r\n" \ "\r\n" \ "--" "boundarydonotcross" "\r\n"); if(write(Clientfd,buffer,strlen(buffer))<0) { return; } /*2. 循环发送数据流: JPG图片*/ image_data=malloc(Image_Width*Image_Height*3); if(image_data==NULL) { printf("循环发送数据流缓冲区申请失败!\n"); return; } while(video_stop_stat) { //阻塞方式等待条件变量,等待成功并上锁 pthread_cond_wait(&cond,&mutex); image_size=jpg_video_size; //保存图片的大小 memcpy(image_data,jpg_video_buffer,image_size); //互斥锁解锁 pthread_mutex_unlock(&mutex); /*2.1 构造报文头: 告诉浏览器发送数据类型和数据的长度*/ sprintf(buffer,"Content-type:%s\r\n" \ "Content-Length:%d\r\n"\ "\r\n","image/jpeg",image_size); if(write(Clientfd,buffer,strlen(buffer))<0) { break; } /*2.2 发送实际的数据*/ if(write(Clientfd,image_data,image_size)<0)break; /*2.3 发送间隔符号*/ sprintf(buffer,"\r\n--" "boundarydonotcross" "\r\n"); //间隔符号 if(write(Clientfd,buffer,strlen(buffer))<0) { break; } } free(image_data); //释放空间 } /* 函数功能: 处理HTTP客户端的线程 */ void *pthread_Handler_HTTP_Client(void *dev) { int Clientfd; unsigned char buffer[1024]; unsigned char *p=buffer; struct pollfd fds; int poll_state; /*poll函数的状态值*/ int recv_len; /*接收的数据长度*/ if(dev==NULL) { pthread_exit(NULL); /*终止线程*/ } Clientfd=*(int*)dev; /*保存客户端套接字描述符*/ free(dev); /*释放空间*/ /*1. 接收客户端的请求报文*/ fds.fd=Clientfd; fds.events=POLLIN; while(1) { /*等待数据*/ poll_state=poll(&fds,1,100); if(poll_state<=0)break; /*数据接收完毕就退出*/ recv_len=read(Clientfd,p,1024); p+=recv_len; if(p-buffer>1024)break; } //printf("buffer=%s\n",buffer); /*1. 判断请求的路径*/ if(strstr(buffer,"GET / HTTP/1.1")) { HTTPClient_SendFileData(Clientfd,"text/html","index.html"); } else if(strstr(buffer,"GET /?action=stream HTTP/1.1")) { SendVideoData(Clientfd); //发送视频流数据 } else if(strstr(buffer,"GET /favicon.ico HTTP/1.1")) { HTTPClient_SendFileData(Clientfd,"image/x-icon","123.ico"); } close(Clientfd); } /* 函数功能: UVC摄像头初始化 返回值: 0表示成功 */ int UVCvideoInit(void) { /*1. 打开摄像头设备*/ uvc_video_fd=open(UVC_VIDEO_DEVICE,O_RDWR); if(uvc_video_fd<0) { printf("%s 摄像头设备打开失败!\n",UVC_VIDEO_DEVICE); return -1; } /*2. 设置摄像头的属性*/ struct v4l2_format format; memset(&format,0,sizeof(struct v4l2_format)); format.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; /*表示视频捕获设备*/ format.fmt.pix.width=320; /*预设的宽度*/ format.fmt.pix.height=240; /*预设的高度*/ format.fmt.pix.pixelformat=V4L2_PIX_FMT_YUYV; /*预设的格式*/ format.fmt.pix.field=V4L2_FIELD_ANY; /*系统自动设置: 帧属性*/ if(ioctl(uvc_video_fd,VIDIOC_S_FMT,&format)) /*设置摄像头的属性*/ { printf("摄像头格式设置失败!\n"); return -2; } Image_Width=format.fmt.pix.width; Image_Height=format.fmt.pix.height; printf("摄像头实际输出的图像尺寸:x=%d,y=%d\n",format.fmt.pix.width,format.fmt.pix.height); if(format.fmt.pix.pixelformat==V4L2_PIX_FMT_YUYV) { printf("当前摄像头支持YUV格式图像输出!\n"); } else { printf("当前摄像头不支持YUV格式图像输出!\n"); return -3; } /*3. 请求缓冲区: 申请摄像头数据采集的缓冲区*/ struct v4l2_requestbuffers req_buff; memset(&req_buff,0,sizeof(struct v4l2_requestbuffers)); req_buff.count=4; /*预设要申请4个缓冲区*/ req_buff.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; /*视频捕获设备*/ req_buff.memory=V4L2_MEMORY_MMAP; /*支持mmap内存映射*/ if(ioctl(uvc_video_fd,VIDIOC_REQBUFS,&req_buff)) /*申请缓冲区*/ { printf("申请摄像头数据采集的缓冲区失败!\n"); return -4; } printf("摄像头缓冲区申请的数量: %d\n",req_buff.count); /*4. 获取缓冲区的详细信息: 地址,编号*/ struct v4l2_buffer buff_info; memset(&buff_info,0,sizeof(struct v4l2_buffer)); int i; for(i=0;i
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