基于RV1126开发板实现网络摄像头方案-电子发烧友网

1. 方案简介

本开发实例是一个包含：抓取摄像头数据、图像送入编码器进行编码压缩、以及把压缩后的数据通过RTSP协议发送出去的简单核心示例。

若用户需要通过webServer对图像进行调整，以及配置摄像头的一些工作方式，则需要用户自行研发增加对应的功能。

1.1 接线示意图

摄像头与板卡的连接：

板卡与PC的连接：

2. 快速上手

2.1 开发环境准备

如果您初次阅读此文档，请阅读《入门指南/开发环境准备/Easy-Eai编译环境准备与更新》，并按照其相关的操作，进行编译环境的部署。

在PC端Ubuntu系统中执行run脚本，进入EASY-EAI编译环境，具体如下所示。

cd ~/develop_environment
./run.sh

2.2 源码下载以及实例编译

在EASY-EAI编译环境下创建存放源码仓库的管理目录：

cd /opt
mkdir EASY-EAI-Toolkit
cd EASY-EAI-Toolkit

通过git工具，在管理目录内克隆远程仓库

git clone https://github.com/EASY-EAI/EASY-EAI-Toolkit-C-Solution.git

注：

* 此处可能会因网络原因造成卡顿，请耐心等待。

* 如果实在要在gitHub网页上下载，也要把整个仓库下载下来，不能单独下载本实例对应的目录。

进入到对应的例程目录执行编译操作，具体命令如下所示：

cd EASY-EAI-Toolkit-C-Solution/solu-rtspIPCamera/
./build.sh

注：

* 由于依赖库部署在板卡上，因此交叉编译过程中必须保持adb连接。

注：

* 若build.sh脚本不带任何参数，则仅会拷贝solution编译出来的可执行文件。

* 若build.sh脚本带有cpres参数，则会把Release/目录下的所有资源都拷贝到开发板上。

* 若build.sh脚本带有clear参数，则会把build/目录和Release/目录删除。

2.3 方案部署

然后把编译好的结果部署到板卡中（有两种方法）。

方法一：通过执行以下命令手动部署【推荐】

cp Release/solu-* /mnt/userdata/Solu

方法二：在编译时加上编译参数自动部署

./build.sh cpres

2.4 示例方案运行

通过按键Ctrl+Shift+T创建一个新窗口，执行adb shell命令，进入板卡运行环境。

adb shell

进入板卡后，定位到例程部署的位置，如下所示：

cd /userdata/Solu

运行例程前，先通过以下命令查看一下开发板网卡的地址：

ifconfig

运行例程命令如下所示：

./solu-rtspIPCamera Main &

2.5 运行效果

运行打印如下所示：

[1] 3931
root@EASY-EAI-NANO:/userdata/Solu# media get entity by name: rkcif-lvds-subdev is null
media get entity by name: rkcif-lite-lvds-subdev is null
media get entity by name: rkisp-mpfbc-subdev is null
media get entity by name: rkisp_dmapath is null
media get entity by name: rkisp-mpfbc-subdev is null
media get entity by name: rkisp_dmapath is null
media get entity by name: rockchip-mipi-dphy-rx is null
[16:45:52.418515][CAMHW]:XCAM ERROR CamHwIsp20.cpp:928: No free isp&ispp needed by fake camera!
Rga built version:1.04 94a2c08+2023-04-12 10:23:53
*****************************************
Waiting for the child process terminated!
*****************************************
……
mpp[3939]: mpp_rt: NOT found ion allocator
mpp[3939]: mpp_rt: found drm allocator
mpp[3939]: mpp_info: mpp version: 2cc04fd author: chenhaiman     2023-02-08 update build scripts
mpp[3939]: mpp_log: 0x6718c0 mpi_enc_test encoder test start w 720 h 1280 type 7
mpp[3939]: mpp_enc: MPP_ENC_SET_RC_CFG bps 2880000 [180000 : 2880000] fps [30:25] gop 12
mpp[3939]: h264e_api_v2: MPP_ENC_SET_PREP_CFG w:h [720:1280] stride [720:1280]
mpp[3939]: mpp_enc: send header for set cfg change input/format 
mpp[3939]: mpp_enc: mode cbr bps [180000:2880000:2880000] fps flex [30/1] -> fix [25/1] gop i [12] v [0]
=====[frame time]: 1970-01-01 08:00:00
[000][0x67][1]------------- dataLen = 38
=====[frame time]: 2023-05-08 16:45:54
[001][0x06][1]------------- dataLen = 86
=====[frame time]: 2023-05-08 16:45:54
[002][0x06][1]------------- dataLen = 90
=====[frame time]: 2023-05-08 16:45:54
[003][0x65][1]------------- dataLen = 13747
=====[frame time]: 2023-05-08 16:45:54
[004][0x41][2]------------- dataLen = 4531
=====[frame time]: 2023-05-08 16:45:54
……

然后在PC主机（windows系统或者Ubuntu系统都可以），打开VLC播放器。输入rtsp流地址即可通过rtsp协议播放摄像机画面。

rtsp流地址构造规则在下方【4.3.2RTSP服务器--服务器对象】中有详细讲解。

注：若无法播放，请检查网络环境是否正常（如：PC是否与开发板处于同一网段内，是否有IP冲突的情况等）

摄像机画面如下所示：

2.6 开机启动

首先进入板卡环境，执行以下命令，在板卡上创建一个给本例程使用的应用目录：myapp

cd /userdata/apps/
mkdir myapp

然后回到开发环境中，通过使用“2.3方案部署”类似的操作方法，把本例程所需要的全部文件，包含：编译结果，配置文件，模型等。部署到刚刚新建的myapp目录中。

最后在板卡上创建一个run.sh脚本来管控用户所有需要的应用即可，《入门指南/应用程序开机自启动》会详细描述run.sh脚本该如何编写。

3. 代码组成

方案主逻辑代码分为三部分，如下所示。

启动代码位于：EASY-EAI-Toolkit-C-Solution/solu-rtspIPCamera/src/main.cpp

画面编码代码位于：EASY-EAI-Toolkit-C-Solution/solu-rtspIPCamera/src/enCoder/enCoder.cpp

RTSP传输代码位于：EASY-EAI-Toolkit-C-Solution/solu-rtspIPCamera/src/rtspServer/rtspServer.cpp

3.1 组件库组成

网络摄像头方案的实现，需要使用到easyeai-api库的以下组件。

3.1.1 启动部分使用库情况

启动代码main.cpp主要负责启动并守护编码进程和RTSP传输进程，使用到的easyeai-api库组件如下所示。

启动代码主要使用的模块信息如下所示。

组件	头文件以及库路径	描述
系统操作组件	easyeai-api/common_api/system_opt	提供系统操作函数

3.1.2 画面编码部分使用库情况

画面编码代码enCoder.cpp主要负责从mipi摄像头获取画面、把画面送入编码器、把编码后数据送入流媒体环形队列中等操作，使用到的easyeai-api库组件如下所示。

取流代码主要使用的模块信息如下所示。

组件	头文件以及库路径	描述
摄像头组件	easyeai-api/peripheral_api/camera	提供时间戳操作函数
编码器操作组件	easyeai-api/media_api/endeCode_api	提供推入编码器操作函数、编码数据输出函数
环形队列组件	easyeai-api/media_api/frame_queue	提供推入编码数据到环形队列操作函数

3.1.3 RTSP传输部分使用库情况

Rtsp服务器代码rtspServer.cpp主要负责从环形队列中取出NALU送入RTSP服务等操作，使用到的easyeai-api库组件如下所示。

Rtsp服务器代码主要使用模块信息如下所示。

组件	头文件以及库路径	描述
Rtsp协议组件	easyeai-api/netProtocol_api/rtsp	提供RTSP服务器操作函数
环形队列组件	easyeai-api/media_api/frame_queue	提供从环形队列取出NALU数据操作函数

4. 逻辑框图

项目的整体逻辑框图如下所示。

4.1 启动逻辑

启动逻辑代码路径为：src/main.cpp。

主进程会创建1个RTSP服务器和1个编码器。RTSP服务器用于通过RTSP协议发送NALU包；编码器用于获取MIPI摄像头的图像，并且编码成NALU数据，送入流媒体环形队列。然后变成一个守护进程，监视RTSP服务器进程和编码器进程的运行状况，一旦崩溃则把它们重新创建。

创建RTSP服务器代码如下所示。

CreateProcess(PROCESS_RTSPSERVER_NAME, &st_TaskInfo);

创建编码器代码如下所示。

CreateProcess(PROCESS_ENCODER_NAME, &st_TaskInfo);

4.2 编码逻辑

编码逻辑代码路径为：src/enCoder/enCoder.cpp。

4.2.1 编码器——创建编码资源

首先是创建编码资源，包含：编码器、编码通道、输出通道（流媒体环形队列）。

创建编码器代码如下所示，其中MAXCHNNUM代表此编码器的可分配的最大通道数。

create_encoder(MAXCHNNUM);

创建编码通道代码如下所示，其中encodeChn_Id就是编码器自动分配出来的可用通道号，此通道Id的有效取值范围是0~MAXCHNNUM。

create_encMedia_channel(&encodeChn_Id);

创建输出通道代码如下所示，注意这个环形队列的通道数与编码器的通道无直接关系。

create_video_frame_queue_pool(DATA_INPUT_CHN+1);

4.2.2 编码器——初始化mipi摄像头

初始化mipi摄像头的代码如下所示，分为两步：第一步初始化摄像头画面的宽高、显示角度；第二步改变摄像头的画面图像格式为nv12。

ret = rgbcamera_init(CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT, 90); 
rgbcamera_set_format(RK_FORMAT_YCbCr_420_SP);

4.2.3 编码器——初始化编码器

初始化编码包含：向编码通道绑定输出回调函数；通过设置工作参数，指导编码通道的编码工作方式。具体代码如下所示。

set_encMedia_channel_callback(encodeChn_Id, StreamOutpuHandle, NULL);
memset(&wp, 0, sizeof(WorkPara));
wp.in_fmt  = VFRAME_TYPE_NV12;
wp.out_fmt = VCODING_TYPE_AVC;
wp.out_fps = 25;
wp.width   = CAMERA_WIDTH;
wp.height  = CAMERA_HEIGHT;
ret = set_encMedia_channel_workPara(encodeChn_Id, &wp, NULL);

编码通道回调函数，源码如下所示。

int32_t StreamOutpuHandle(void *obj, VideoNodeDesc *pNodeDesc, uint8_t *pNALUData)
{
    push_node_to_video_channel(DATA_INPUT_CHN, pNodeDesc, pNALUData);
    return 0;
}

编码通道回调函数，传入参数说明。

参数	描述
obj	绑定解码回调函数时，传入的对象指针。以便可以在回调函数中操作此对象，此示例为NULL。
pNodeDesc	NAL报文描述头
pNALUData	NAL报文内容

编码通道普通工作参数，成员变量说明，如下所示：

参数	成员	描述
WorkPara 【必须】	in_fmt	输入数据的数据格式，如VFRAME_TYPE_NV12
	out_fmt	输出数据的数据格式，如VCODING_TYPE_AVC
	out_fps	输出视频裸流帧率，如25帧
	width	输出视频的宽
	height	输出视频的高
	hor_stride	输出视频的水平步长，通常是宽的16位对齐。
	ver_stride	输出视频的垂直步长，通常是高的16位对齐。

编码通道高级工作参数，成员变量说明，如下所示：

参数	成员	描述
AdvanceWorkPara 【非必须】	num_frames
	gop_mode	高级GOP模式，默认不需要配置(填0)
	gop_len	0:[I帧间隔采用2*fps_out_num], n:[I帧间隔为n(1==n,即每一帧都是I帧)]
	vi_len
	fps_out_flex	0:[固定的输出帧率, 输出帧率=(fps_out_num/fps_out_den)], 1:[可变的输出帧率,完成帧编码后马上输出]
	fps_out_num	0:[使用默认值], n:[使用n值] -- 默认值为30
	fps_out_den	0:[使用默认值], n:[使用n值] -- 默认值为1
	fps_in_flex	0:[固定的输入帧率, 输入帧率=(fps_in_num/fps_in_den)], 1:[可变的输入帧率]
	fps_in_num	0:[使用默认值], n:[使用n值] -- 默认值为30
	fps_in_den	0:[使用默认值], n:[使用n值] -- 默认值为1
	rc_mode	码率控制模式(CBR、VBR、AVBR、FIXQP)
	bps_target	目标码率(CBR模式下使用)
	bps_max	码率上限(VBR模式下使用)
	bps_min	码率下限(VBR模式下使用)
	split_mode	slice 切分模式(0:[不切分], 1:[根据slice大小], 2:[根据宏块或CTU个数切分])
	split_arg
	split_out
	osd_enable	不生效
	osd_mode	不生效
	user_data_enable	不生效
	roi_enable	不生效

4.2.4 编码器——摄像头画面送入编码器

此处采用一个死循环，首先从摄像头接口读出数据到pbuf，然后pbuf数据送入编码通道，最后编码通道会自动地从回调函数中输出NALU。

while(1){
    ret = rgbcamera_getframe(pbuf);
    if(ret){
        usleep(10*1000); continue;
    }
    push_frame_to_encMedia_channel(encodeChn_Id, pbuf, IMAGE_SIZE);
    usleep(10*1000);
}

4.3 传输逻辑

传输逻辑代码路径为：src/rtspServer/rtspServer.cpp。

4.3.1 RTSP服务器——初始化服务器

RTSP服务器通过rtspServerInit()函数进行【流媒体环形队列初始化】和【RTSP服务器初始化】。其中服务器初始化包含：初始化服务端口、对多路码流进行初始化。示例如下所示。

int rtspServerInit(const char *moduleName)
{
    RtspServer_t srv;
    memset(&srv, 0, sizeof(RtspServer_t));
    srv.port = 554;
    srv.stream[0].bEnable = true;
    srv.stream[0].videoHooks.pConnectHook = VideoStreamConnect;
    srv.stream[0].videoHooks.pDataInHook = VideoStreamDataIn;
    srv.stream[0].audioHooks.pConnectHook = NULL;
    srv.stream[0].audioHooks.pDataInHook = NULL;
    strcpy(srv.stream[0].strName, "aabb");

    create_video_frame_queue_pool(DATA_INPUT_CHN+1); //初始化流媒体环形队列
    //create_audio_frame_queue_pool(DATA_INPUT_CHN+1);

    create_rtsp_Server(srv); //启动RTSP服务器事件循环

    // 正常情况下不会走到这里
    PRINT_ERROR("Fatal Error! RtspServer loop exited!");

    return -1;
}

4.3.2 RTSP服务器——服务器对象

RTSP服务器对象的描述结构体的内容如下所示。

描述结构体：RtspServer_t
目录	easyeai-api/netProtocol_api/rtsp/rtsp_data.h easyeai-api/netProtocol_api/rtsp/rtsp.h
成员	描述
port	服务器端口号
stream[n]	该服务器所提供的码流服务
	bEnable	该码流是否使能
	strName	该码流名称。如：strName为"mainStream"， url则为rtsp://username:password@192.168.1.69/mainStream
	videoHooks	视频输入的钩子函数组
		pConnectHook	在客户端向服务器发起视频流连接时所调用的函数，不使用可填NULL
		pDataInHook	服务端会从此函数获取视频流输入数据，不使用可填NULL
	audioHooks	音频输入的钩子函数组
		pConnectHook	在客户端向服务器发起音频流连接时所调用的函数，不使用可填NULL
		pDataInHook	服务端会从此函数获取音频流输入数据，不使用可填NULL

4.3.3 RTSP服务器——视频连接钩子函数

视频连接钩子函数：在客户端向服务器发起视频流连接时所调用的函数，不使用可填NULL。

void VideoStreamConnect()
{
    flush_video_channel(DATA_INPUT_CHN);
}
……
int rtspServerInit(const char *moduleName)
{
……
    srv.stream[0].videoHooks.pConnectHook = VideoStreamConnect;
……
}

4.3.4 RTSP服务器——视频拉流钩子函数

视频连接钩子函数：服务端会从此函数获取视频流输入数据，不使用可填NULL。

int32_t VideoStreamDataIn(RTSPVideoDesc_t *pDesc, uint8_t *pData)
{
    int ret = -1;

    VideoNodeDesc node;
    memset(&node, 0, sizeof(node));
    ret = get_node_from_video_channel(DATA_INPUT_CHN, &node, pData);
    if(0 != ret){
        return ret;
    }

    pDesc->frameType  = node.bySubType;
    pDesc->frameIndex = node.dwFrameIndex;
    pDesc->dataLen    = node.dwDataLen;
    pDesc->timeStamp  = node.ddwTimeStamp;
    
    return 0;
}
……
int rtspServerInit(const char *moduleName)
{
……
    srv.stream[0].videoHooks.pDataInHook = VideoStreamDataIn;
……
}

5. 开发指南

5.1 示例文件&目录结构

Solution git仓库会随着产品迭代更新，不断新增解决方案代码，当前截图只作参考。

5.1.1 Solution git仓库目录介绍。

Solution工程构成如下所示，由功能组件easyeai-api和各个解决方案构成。

功能组件的描述如下所示，easyeai-api是经过高度封装的易用性组件接口，便于用户直接调用板卡资源。

功能	组件目录	组件子目录	描述
功能组件	easyeai-api	algorithm_api	算法组件
		common_api	通用组件
		media_api	多媒体组件
		netProtocol_api	网络协议组件
		peripheral_api	外设硬件组件

解决方案的描述如下所示，单个“solu-”开头的目录即为一个解决方案案例，代码内调用“EASY EAI-API”来满足某一实际应用场景的需求。

功能	工程目录	描述
解决方案	solu-qrdecode	二维码解决方案
	solu-rtspMulitPlayer	RTMP推流解决方案
	……	持续更新

5.1.2 解决方案最基本的目录构成。

每个解决方案就是一个独立的项目，项目内包含部分如下所示，项目使用cmake构建自动编译部署。

具体介绍如下所示。

组成部分	描述
build.sh	编译脚本，用于管理生成可执行文件后的部署准备工作，用户可自定义shell命令
CMakeLists.txt	工程管理文件，用于组织整个工程结构，指导cmake生成Makefile
include	用于存放第三方应用库、头文件目录等
src	用于存放实现本方案需求的源代码

5.1.3 解决方案可拓展的目录构成。

可拓展的目录是指：开发过程中增加某些功能模块，功能代码。增加模式分为两种：

增加已编译的第三方库，在include、libs目录内添加头文件和库文件；

增加用户自定义的功能模块，推荐在src目录内增加；

具体情况如下所示，第三方模块相关的文件由include/3rd_model/xxx.h、libs/3rd_model/xxx.a。自定义的功能模块为src/mySrcCode、src/mySrcCode2。

5.2 CMakeLists.txt文件解析

5.2.1 编译环境配置部分：

第一部分为配置部分，配置部分如下所示。（获取当前方案目录、配置工具链、提取方案名称）：

配置信息如下所示。

配置项	描述
CMake要求版本	cmake_minimum_required函数指定，要求的最低版本
CMAKE_SYSTEM_NAME	cmake的系统类型，交叉编译必须
CMAKE_CROSSCOMPILING	cmake是否启动交叉编译
cross.camke	camke_host_system_information获取平台信息，发现不是armv7l就导入当前平台的交叉编译配置。
project项目名	由project函数指定

5.2.2 easyeai-api配置部分

第二部分是引入我司的功能组件库（针对当前方案进行：配置EASY EAI API头文件目录、库文件目录以及配置库链接参数）：

配置信息如下所示。

配置项	描述
api_inc	最终通过target_include_directories关键字指定目标包含的头文件路径
link_directories	由link_directories关键字指定easyeai-api库所在路径
LINK_LIBRARIES	由LINK_LIBRARIES关键字指定easyeai-api库文件

5.2.3 第三方库配置部分

第三部分配置第三方的库（针对当前方案进行：配置第三方头文件目录、库文件目录、配置第三方库链接参数以及配置源码目录）：

配置信息如下所示。

配置项	描述
custom_inc	自定义变量custom_inc，最终通过target_include_directories函数指定目标包含的头文件路径，在源码include目录下
link_directories	由link_directories函数指定第三方库所在路径
custom_libs	自定义变量custom_libs，最终通过target_link_libraries函数指定目标引用的库链接参数
aux_source_directory	自定义变量dir_srcs，用于添加工程代码以及自定义的个人代码

例如添加个人库的目录组成方式如下所示。

aux_source_directory的修改方式为：

aux_source_directory(./src ./src/mySrcCode ./src/mySrcCode2 dir_srcs)

或

aux_source_directory(./src dir_srcs)
aux_source_directory(./src/mySrcCode dir_srcs)
aux_source_directory(./src/mySrcCode2 dir_srcs)

5.2.4 本方案配置部分

第四部分配置项目的编译信息，内容如下所示：

配置项如下所示。

配置项	描述
add_executable	编译结果为${CURRENT_FOLDER}指定，即方案目录名；编译的源文件为${dir_srcs}指定；
target_include_directories	指定头文件的名字，由${api_inc}与${custom_inc}指定；

5.3 build.sh编译脚本：

5.3.2 路径定位部分

第一部分用于提取目录用于编译操作，内容如下所示：（进入build.sh脚本所在目录，并且提取当前目录绝对路径，提取当前目录名称）