嵌入式Qt-網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像頭
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本編利用Qt實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭功能，包含一個(gè)服務(wù)端和一個(gè)客戶端，服務(wù)端用于將USB攝像頭轉(zhuǎn)換為一個(gè)IP攝像頭，當(dāng)有客戶端連接時(shí)，將其捕獲到的圖像通過TCP發(fā)送出去；客戶端運(yùn)行在Linux板子上，用于查看攝像頭的實(shí)時(shí)畫面。
1 必備基礎(chǔ)知識(shí)
本篇需要編寫一個(gè)服務(wù)器和客戶端，關(guān)于TCP服務(wù)器/客戶端的基礎(chǔ)知識(shí)，可參考這篇：socket套接字基礎(chǔ)
注意，Qt中對(duì)Socket的操作進(jìn)行了進(jìn)一步的封裝，其基本思想還是一樣的。
下面就來看一下Qt中如何實(shí)現(xiàn)TCP Socket通信。
1.1 QTcpSocket與QTcpServer
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QTcpSocket，在Qt中，Socket被封裝成了QTcpSocket，可以用它實(shí)現(xiàn)TCP客戶端的功能，以及服務(wù)端接收到客戶端后，對(duì)客戶端的處理。
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QTcpServer，對(duì)于TCP服務(wù)端的功能，可以使用QTcpServer來完成。
這里整理Qt中TCP Socket的使用方法，配合Qt的信號(hào)與槽機(jī)制，即可實(shí)現(xiàn)服務(wù)端/客戶端數(shù)據(jù)的收發(fā)處理。
1.2 QCamera相關(guān)
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QCamer，獲取當(dāng)前系統(tǒng)可用的攝像頭 類似獲取串口
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QCamerInfo，獲取當(dāng)前系統(tǒng)可用的攝像頭 類似獲取串口
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QCameraViewfinder，取景框類，攝像頭的實(shí)時(shí)畫面顯示到這個(gè)里面
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QCameraImageCapture，圖像錄制類，與QCamer 配合使用可進(jìn)行拍照
2 Win平臺(tái)上測(cè)試
首先在Windows平臺(tái)上用Qt Creator編寫服務(wù)端和客戶端程序，并運(yùn)行測(cè)試。
2.1 服務(wù)器端
先來看下服務(wù)器端的最終效果：
- 左側(cè)是攝像頭的顯示界面
- 可以切換不同的攝像頭作為視頻源(筆記本自帶的攝像頭與USB外接的攝像頭)
- 可以切換攝像頭的顯示分辨率
- 可以選擇開啟或關(guān)閉攝像頭的IP服務(wù)
2.1.1 攝像頭畫面顯示
Widget::Widget(QWidget *parent) :
QWidget(parent),
ui(new Ui::Widget)
{
ui->setupUi(this);
QComboBox *pCamType = new QComboBox();
m_pComboBox = ui->cbBox_resolution;
pCamType = ui->cbBox_cameras;
pCamType->clear();
cameraList = QCameraInfo::availableCameras();
foreach(const QCameraInfo &cameraInfo, cameraList)
{
qDebug() << "CameraInfo:" << cameraInfo; pCamType->addItem(cameraInfo.description());
}
m_pCamViewFind = new QCameraViewfinder(this);
m_pCamViewFind->setGeometry(10, 10, W, H);
m_pCamViewFind->show();
m_pCam = new QCamera(this);
m_pCam->setViewfinder(m_pCamViewFind);
m_pCam->start();
}
2.1.2 創(chuàng)建Socket服務(wù)
void Widget::on_btn_IPServer_toggled(bool checked) { if (checked) { m_pServer = new QTcpServer(this); if (!m_pServer->listen(QHostAddress::Any, 12345)) { QMessageBox::critical(this, "error", "listen port failed"); exit(0); } qDebug() << "start IP server"; m_pTimer = new QTimer(this); connect(m_pServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(new_client())); connect(m_pTimer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(timer_slot())); m_pTimer->start(100); ui->btn_IPServer->setText("關(guān)閉IP服務(wù)"); } else { qDebug() << "stop IP server"; m_pServer->close(); delete m_pServer; ui->btn_IPServer->setText("開啟IP服務(wù)"); } }
2.1.3 讀取圖像并發(fā)送給客戶端
先定義一下圖像傳送結(jié)構(gòu)體和傳送狀態(tài)：
enum TransStatus{ TS_IDLE, //空閑(圖像數(shù)據(jù)可以更新) TS_RUNNING, //圖像數(shù)據(jù)傳輸中(還不可以更新圖像數(shù)據(jù)) TS_FIRST_DATA, //需要發(fā)出圖像數(shù)據(jù)的第一部分 }; class ImgData { public: char data[LEN] = {0}; //圖像數(shù)據(jù) int totalLen = 0; //圖像大小 int hasSentLen = 0; //已發(fā)出的數(shù)據(jù)長度 TransStatus stats = TS_IDLE; //工作狀態(tài) };
具體的實(shí)現(xiàn)過程：
void Widget::read_data() { QString str = m_pClient->readAll(); ImgData *pData = (ImgData*)m_pClient->userData(0); QString s("newImage:%1"); if (str == "new_request") { qDebug() << "read_data, new_request, d->len:" << pData->totalLen << "d->stats:" << pData->stats; if ((pData->totalLen > 0) && (pData->stats==TS_IDLE)) //圖像大小不為0，表示已更新圖像數(shù)據(jù)了 { pData->stats = TS_RUNNING; m_pClient->write(s.arg(pData->totalLen).toUtf8()); pData->hasSentLen = 0; } else //圖像數(shù)據(jù)還沒有更新 { pData->stats = TS_FIRST_DATA; //在定時(shí)器的槽函數(shù)里發(fā)出"newImage..." } } else if (str == "ack") { int len_send = P_LEN; //本次需要發(fā)送的長度 if (pData->hasSentLen >= pData->totalLen) //如果圖像已傳輸完畢 { qDebug() << "read_data, send done! lenSent:" << pData->hasSentLen << "len" << pData->totalLen; return; } // 最后1包數(shù)據(jù)(不滿P_LEN) if ((pData->hasSentLen + P_LEN) > pData->totalLen) { len_send = pData->totalLen - pData->hasSentLen; } qDebug() << "read_data, ack, write len:" << len_send; // 發(fā)送數(shù)據(jù) pData->hasSentLen += m_pClient->write(pData->data + pData->hasSentLen, len_send); if (pData->hasSentLen >= pData->totalLen) { pData->stats = TS_IDLE; //傳輸完畢后，把狀態(tài)改為可更新 pData->totalLen = 0; } } }
需要注意的是，圖像是需要分包傳送的，最后一包一般都不是設(shè)定的最大長度，需要計(jì)算一下最后一包的數(shù)據(jù)長度。
2.2 客戶端
先來看下客戶端的最終效果：
- 右側(cè)是攝像頭畫面的顯示框
- 可以修改要連接的服務(wù)端的IP地址
- 可以選擇開啟或關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)攝像頭
2.2.1 創(chuàng)建Socket連接
void Widget::on_pushButton_toggled(bool checked) { if (checked) { QString ip = ui->lineEdit->text(); m_pSocket->connectToHost(ip, 12345); if (!m_pSocket->waitForConnected(1000)) { QMessageBox::critical(this, "error", "server connection failed"); return; } ui->pushButton->setText("關(guān)閉"); m_iRecvLen = 0; m_pSocket->write("new_request"); qDebug("on_bnt_connect_clicked, new_request"); } else { m_pSocket->close(); ui->pushButton->setText("打開"); } }
2.3.2 接收服務(wù)端的圖像
void Widget::read_data() { int ret; QTime qTime; static int i = 0; ret = m_pSocket->read(m_pData + m_iRecvLen, P_LEN); if (0 == strncmp("newImage", m_pData + m_iRecvLen, 8)) { m_iImgLen = atoi(m_pData + m_iRecvLen + 9); i++; } else { m_iRecvLen += ret; if (m_iRecvLen >= m_iImgLen) { QString timestamp = QString::number(QDateTime::currentMSecsSinceEpoch()); update(); return; } } //圖像傳輸完畢 m_pSocket->write("ack"); }
2.3.3 將圖像顯示出來
void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event) { QPixmap map; if ((m_iRecvLen >= m_iImgLen) && (m_iImgLen > 0)) { map.loadFromData((uchar *)m_pData, m_iImgLen); QPainter p(this); p.drawPixmap(140, 0, 640, 480, map); m_pSocket->write("new_request"); m_iRecvLen = 0; } }
3 嵌入式Linux平臺(tái)上測(cè)試
3.1 交叉編譯
將客戶端程序的源代碼拷貝到Ubunu中進(jìn)行交叉編譯，具體編譯過程可參考之前的文章：
嵌入式Qt-動(dòng)手編寫并運(yùn)行自己的第1個(gè)ARM-Qt程序
本篇的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，繼續(xù)使用的是燒錄了野火i.MX6ULL自帶的系統(tǒng)固件Linux板子，需要通過SSH的方式將編譯的程序再發(fā)送到板子中，SSH傳輸文件的操作可參考上篇文章：
嵌入式Qt-控制硬件：滑動(dòng)條控制RGB燈
3.2 實(shí)驗(yàn)演示
4 總結(jié)
本篇介紹了如何用Qt實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭功能，通過服務(wù)端將USB攝像頭轉(zhuǎn)換為一個(gè)IP攝像頭，Linux板子中的客戶端來連接服務(wù)器，將攝像頭的實(shí)時(shí)畫面顯示出來。
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