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本編利用Qt實現(xiàn)一個網(wǎng)絡(luò)攝像頭功能，包含一個服務(wù)端和一個客戶端，服務(wù)端用于將USB攝像頭轉(zhuǎn)換為一個IP攝像頭，當(dāng)有客戶端連接時，將其捕獲到的圖像通過TCP發(fā)送出去；客戶端運行在Linux板子上，用于查看攝像頭的實時畫面。
1 必備基礎(chǔ)知識
本篇需要編寫一個服務(wù)器和客戶端，關(guān)于TCP服務(wù)器/客戶端的基礎(chǔ)知識，可參考這篇：socket套接字基礎(chǔ)
注意，Qt中對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中如何實現(xiàn)TCP Socket通信。
1.1 QTcpSocket與QTcpServer
QTcpSocket，在Qt中，Socket被封裝成了QTcpSocket，可以用它實現(xiàn)TCP客戶端的功能，以及服務(wù)端接收到客戶端后，對客戶端的處理。
QTcpServer，對于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的信號與槽機(jī)制，即可實現(xiàn)服務(wù)端/客戶端數(shù)據(jù)的收發(fā)處理。
1.2 QCamera相關(guān)
QCamer，獲取當(dāng)前系統(tǒng)可用的攝像頭 類似獲取串口
QCamerInfo，獲取當(dāng)前系統(tǒng)可用的攝像頭 類似獲取串口
QCameraViewfinder，取景框類，攝像頭的實時畫面顯示到這個里面
QCameraImageCapture，圖像錄制類，與QCamer 配合使用可進(jìn)行拍照
2 Win平臺上測試
首先在Windows平臺上用Qt Creator編寫服務(wù)端和客戶端程序，并運行測試。
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平臺上測試
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-動手編寫并運行自己的第1個ARM-Qt程序
本篇的實驗環(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：滑動條控制RGB燈
4 總結(jié)
本篇介紹了如何用Qt實現(xiàn)一個網(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，將攝像頭的實時畫面顯示出來。
