本編利用Qt實現(xiàn)一個網(wǎng)絡攝像頭功能，包含一個服務端和一個客戶端，服務端用于將USB攝像頭轉(zhuǎn)換為一個IP攝像頭，當有客戶端連接時，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器和客戶端，關(guān)于TCP服務器/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的操作進行了進一步的封裝，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，以及服務端接收到客戶端后，對客戶端的處理。

• QTcpServer，對于TCP服務端的功能，可以使用QTcpServer來完成。

這里整理Qt中TCP Socket的使用方法，配合Qt的信號與槽機制，即可實現(xiàn)服務端/客戶端數(shù)據(jù)的收發(fā)處理。

1.2 QCamera相關(guān)

• QCamer，獲取當前系統(tǒng)可用的攝像頭 類似獲取串口

• QCamerInfo，獲取當前系統(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 配合使用可進行拍照

2 Win平臺上測試

首先在Windows平臺上用Qt Creator編寫服務端和客戶端程序，并運行測試。

2.1 服務器端

先來看下服務器端的最終效果：

• 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

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

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");
    } else {
        qDebug() << "stop IP server";
        m_pServer->close(); delete m_pServer;

        ui->btn_IPServer->setText("開啟IP服務");
    }
}

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端的IP地址
• 可以選擇開啟或關(guān)閉網(wǎng)絡攝像頭

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

3.2 實驗演示

4 總結(jié)

本篇介紹了如何用Qt實現(xiàn)一個網(wǎng)絡攝像頭功能，通過服務端將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器，將攝像頭的實時畫面顯示出來。