Linux编程_网页视频监控项目

【摘要】 介绍Linux下HTTP服务器搭建，完成网页图片显示，网页视频显示。

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
                        
 -->