嵌入式爱好者

查看: 11180|回复: 1

[帮助] 发烧友实测 | i.MX8MP 基于HTTP网页服务器和UDP上位机的MJPG码流传输(mjpg-steamer)

[复制链接]

46

主题

53

帖子

297

积分

扫一扫,手机访问本帖
发表于 2022-1-27 10:54:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 飞凌-marketing 于 2022-1-27 11:00 编辑 $ ~, E: d$ d4 N0 x- N" h
, H7 U% K* F: f' e  _; }7 w6 E! I  _" x

. `% Y4 G) |8 O- C3 G+ {3 v

作者|donatello1996

来源 | 电子发烧友

题图|飞凌嵌入式

iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html
1 X9 t9 S# O3 i- f( b6 S- s  d2 r' q; i

本文采用的硬件板卡为飞凌嵌入式OKMX8MP-C开发板,系统版本Linux5.4.70+Qt5.15.0,主要介绍基于HTTP网页服务器和UDP上位机的MJPG码流传输。

MJPG格式作为一种持续传输的视频码流,在远程监控领域中应用较广,而实现这种远程监控的第三方应用最常见的有两种:浏览器HTTP网页、UDP上位机。

$ y( E% l* H4 ^7 f; B

0 k/ ^" v/ n8 v# e8 c1 V

两者各有优势,对比鲜明,其中:

  • UDP上位机:传输效率高,上位机编写方便。

  • HTTP网页方式:客户端无需安装上位机,只需要一个浏览器应用即可;客户端访问服务器支持跨平台支持,无论是电脑、平板、手机,还是Linux系统、Windows系统及安卓系统都可以,只要有浏览器应用都可访问,而UDP上位机则受限于目标平台,不易移植。


    ; _+ E8 _0 {9 p/ y* n

这两种应用各有优缺点,对于嵌入式开发者来说,两者都必须掌握。

/ \' I5 P& g5 @; n
一、HTTP网页服务器5 y6 G. c& J. n- ]

先说下HTTP网页服务器获取MJPG码流的代码,首先是OKMX8MP-C在开发板端建立TCP服务器:

  1. int TCP_Server_Found(socklen_t* socket_found , char* ip , int port)
    3 s7 [4 C( p; |0 s
  2. {4 s/ m! ~& r# P
  3.     struct sockaddr_in servaddr;' u# V) p8 }# U7 I  L
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);: r! h3 ~6 g* g1 `) z+ V
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));: _+ a* w8 f, p! l+ y% G, j$ ?
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;. {& y6 A# G" h, F
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    6 L9 o9 P- \/ ]2 r! Z% {
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);! b. H0 H  I8 J6 M4 d$ G) A7 v
  9.     int ret;
    0 h/ w, n4 O' L) @
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
    0 n6 s! x. L9 O5 D
  11.         {) Y2 \) r( O9 g1 D/ M
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    # |) Q% L& ?3 e) B1 l3 o
  13.             return -1;* Y, M% v5 n! v- i
  14.         }; J7 x3 w& V% n. n; W; r0 z* ?
  15.     int on = 1;
    ; Y" T* {! S' t
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)5 |$ k3 M; L( F
  17.     {
    % I9 v% N1 n' a( h' W8 c# ^0 T
  18.         printf("setsockopt error\n");
    . ^' l2 C4 v6 m1 X3 F, Y
  19.     }6 J  e. D$ B5 a
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);3 T8 F: p- Z4 Z1 \
  21.     if(ret == -1)% j# F8 Q* H! C3 t. W! b* A
  22.     {
    ( K- y- v& ]! K" d9 v4 m
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    ! }- H1 Z" J! y# L9 b' V
  24.             return -1;% R; o% @$ I1 O: n: f
  25.     }9 J8 ?  W7 h  `" j# Q+ W5 P
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)6 r/ {/ b+ L% e
  27.     {* W, ?* A, i- g2 z; v. ~' M
  28.             printf("Listen failed!\n");
    ; J& g* D( D5 @$ E0 M, o+ J9 K
  29.             return -1;
    8 y) E% O: x/ c
  30.     }
    8 Z$ T' {+ D( i! d* L
  31.     return 0;
    2 O: F3 F; R/ `! p% _
  32. }
复制代码

其中setsockopt()函数是可选的,一般只用于规避socket()函数的建立错误。

建立了TCP服务器后,返回的socklen_t型实参在后面的HTTP网页服务器中需要用到。

HTTP网页服务器所属的TCP操作是需要另起轮询线程来让客户端进行accept()握手操作的,accept()之前的listen()倒是只需要执行一次即可,accept()握手操作和recv()接收操作需要创建一个死循环线程:

  1. pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    0 I/ w2 K3 {, \* o' ?+ U
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)! G: S5 C2 h3 b# D: X7 S2 ?6 D
  3. {
    3 B# H, P# `1 L3 `6 c) z
  4. 。。。9 ]% m8 }" v$ p$ x, ^
  5. while(1)
    5 W* |( M3 q8 ^
  6. {! `0 h& l( P2 D8 ~/ ]
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    ' }9 f) @# Q% O+ f& o/ D2 S
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    7 S/ W3 B- u  V; P/ E
  9.     。。。
    " k9 P* h; [' G0 N" {
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    5 d3 ]1 N- I% \5 s9 h
  11. }
    2 H2 G1 [7 U8 C9 h
  12. 。。。
    6 A, }/ V  G' A! i( A; P! y5 f1 F
  13. }
复制代码

MJPG帧可以使用Grab操作获取,获取到的MJPG帧需要在TCP线程中读,在Grab操作线程中写,这种被多个线程访问的资源需要加锁防止读写冲突,即资源被Grab操作写入时,需要上锁,不允许其它线程访问,操作完成时需要解锁,允许其它线程访问:

  1. pthread_mutex_lock(&pmt);
    7 H/ ^) r' m1 s4 ^
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;% f% P/ ~2 h! g) p2 [
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    . {7 ?: |/ W; x6 [
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;' B  B9 N, Z) ?9 {' u4 G# ?
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    2 [4 |% J: t6 D
  6.     pthread_mutex_unlock(&pmt);
复制代码

线程互斥锁使用之前需要初始化:

  1. pthread_mutex_t pmt;2 m/ X  G2 d5 }
  2. pthread_cond_t pct;
    # U  q5 G, Q) M8 l) x
  3. int main(int argc, char* argv[])# t3 b$ D" T6 B0 i* D0 W, a6 x
  4. {
    . |1 b$ A: W$ w) F( I' H
  5. ...7 G% u. `/ O! w& R$ x
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);3 O9 D4 Z+ V5 W  K' a
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);6 E* q6 o0 H2 s! J: `3 U/ u
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);8 d, A% X6 Q3 R- X
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);/ ?3 a+ E- F; o' _
  10. ...* o+ O0 D- W8 Z  N$ }, J* [; h
  11.     while(1)# _& C8 q& H, K1 `# |) p9 g3 _* r
  12.     {
    : \1 b( O- [- p1 J& ?# J! q8 w& H
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
      s; O3 G% }4 H* ^4 B( c: t
  14. ...
    " z9 T# }: [) K4 i% m
  15.     }
    % g7 B% p3 ^7 l
  16. ...
    7 R  c% \& x- e  a
  17. }
复制代码

然后是发送的细节,发送图片文件之前,需要先发送HTTP标准头,这个相当于给发送图片或者其它类型的流数据铺路:

  1. <p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"><span style="text-indent: 32px;">
    8 v% r# Z# d# Z" F
  2. </span></p><p style="box-sizing: border-box; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 26px;"></p>
复制代码
  1. #define STD_HEADER "Connection: close\r\n" \
    % D; q- W7 o7 _% m
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \* l% v2 t, Y2 _# y
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    " i/ E& A  X& C7 t+ `# i* m8 [" Q
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    4 X# u. F2 L9 b4 I4 y+ b" v" N8 W
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    & `% Q, b" z3 m8 ?
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
    / y3 S8 [5 F0 O! W- N, K
  7.     printf("preparing header\n");
    ( x; T/ u  Q& e! E- v- A& W
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \1 R9 M8 g* u1 f  W- b2 c9 H3 e, _
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
    0 _- m% q8 e+ U) |6 z6 s
  10.             STD_HEADER \
    / E1 W$ t) C6 O5 {' W9 s5 t- E+ C
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \2 }* g! E1 V9 p* r; O% p2 v
  12.             "\r\n" \1 k3 J7 g! ~. O1 Z( N
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    # B" c# K- D! `% d/ @/ \$ u) ^. l
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)$ B1 _5 A+ P& [: {( b$ b% J
  15.     {
    - ?# s# p" E& a8 @& o2 L/ _3 q1 m
  16.         free(frame);/ u, l% l6 m4 f. W3 [& j! N
  17.         return;
    ! W9 L! Z( ?5 _  q8 y/ C' z
  18.     }
复制代码

发送完HTTP标准头之后,就需要发送内容头(Content-Type),这处的Content-Type为image/jpeg,同样,HTTP标准协议里面image支持的类型远不止jpeg一种,发送完内容头之后就是正文和boundary结尾,这样帧完整的HTTP头发送到指定的TCP GET地址,就会在浏览器中显示刚刚发送的图片:

  1. <pre class="prettyprint lang-cpp" style="box-sizing: border-box; font-family: Monaco, Menlo, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; line-height: 1.38462; color: rgb(51, 51, 51); word-break: break-all; background-color: rgb(245, 245, 245); border: 0px; border-radius: 4px; vertical-align: baseline;"> sprintf(buffer, "Content-Type: image/jpeg\r\n" \/ _* i. p2 J8 X, u/ k% M5 ]
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    & `- ^0 ?3 }' r" u0 K# K' p
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    $ e6 s! U- H" p0 d
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
      t0 l* L% G& @
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    2 F7 E. r( N5 T
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)  z3 [. t+ X& T5 u1 `7 r; M
  7.             break;! A4 x% x3 c! ~- J8 W2 ^1 D  u
  8.         printf("sending frame\n");8 Z0 O( r4 N/ o1 `
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    # `$ c# H/ _4 T; _/ N
  10.             break;# w  G0 [/ z7 [0 f0 l# z' T
  11.         printf("sending boundary\n");
    + U+ q! Q+ X) T$ e! ~& x- d6 i8 o
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    9 w8 \% h/ G) ?9 _2 j
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0): Z7 l% K! L3 e1 |( \
  14.             break;</pre><p style="box-sizing: border-box; border: 0px; font-size: 16px; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(51, 51, 51); font-family: " helvetica="" neue",="" helvetica,="" tahoma,="" arial,="" "microsoft="" yahei",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "wenquanyi="" micro="" hei",="" sans-serif;"=""></p>
复制代码

另外需要说明的是,TCP服务器线程在发送MJPEG流的时候是死循环发送的,因此TCP客户端在发送完GET指令之后,就会收到TCP服务器循环发送的图像缓存,TCP客户端会陷入忙等待状态无法再对外发送任何GET或者POST指令,从客户端使用者角度来看的效果就是网页一直在等待。

5 Q) }; h+ Y) u6 Y3 q! t


8 q5 O/ ?# }6 \7 r二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
% ^  u; z. N& p" ]0 m! e& {3 I6 t, w
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
    6 n5 q$ I7 V* t0 `
  2. {
    5 b* B/ }- q( M9 X" d, \8 a, P. f
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);' \7 n9 z# H! w+ ]7 R' _! Z
  4.     if(*socket_found == (~0))
    ; Q' L' _. ^9 G# X- |
  5.     {# [: C; _; c6 I7 _: }( k! h6 V
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");( ~- ]4 L0 f4 k# m$ I
  7.         return -1;& f6 U  j) a2 i7 Q8 e
  8.     }6 A* j& R2 ~. h4 n( M
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    # t" c- a3 I. z- R; Q
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);4 A5 h6 q4 g( L
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    * D0 g) S  q4 k$ Y3 |8 j9 g2 P6 z
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);- E4 w0 F/ x2 L2 b
  13.     return 0;
      t: b/ z0 S, I3 r0 d( E/ F
  14. }
复制代码
( M' h% t; ~; I& y) a5 J+ x
9 S; \5 Y& T" W7 f2 u' h5 P. p/ y6 ]
而UDP文件发送则要比HTTP发送简单得多,只需要将文件切片,每一片为固定长度的UDP帧长度,逐帧发送即可:
& Q  t4 O5 H! t0 C% V5 u* o/ N! z  V6 {# E7 c
" k2 f  L% o# E/ f
  1. while(fend > 0)
    . I  [+ x* v/ i: [
  2. {# x" e7 Q) }% ^3 `
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    - Z! A2 n5 {( ~: [8 M
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    % l6 N' Y* c4 {  M$ L0 n) y# {: q6 \
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
    # O$ Q4 k1 d% s+ ]1 Q( b
  6. {
    : ^1 v9 S4 x- v
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    ; u/ T0 l( b; t3 O% c" t
  8. picture.fin = 0;4 Y$ J9 {" S% X/ o, w& Z
  9. }
    , ~) D4 d4 P$ t0 [5 f
  10. else
    / Z' \9 n. x$ M; `9 u1 F7 T
  11. {
    $ R1 z& f0 s, e3 w! ?/ a5 X
  12. picture.length = fend;+ Z' D# q! J/ P- i
  13. picture.fin = 1;, g. c; e; j5 O2 q1 n" s
  14. }
    0 d1 W% \) A; p
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);" J; U5 L+ `+ d9 {1 I9 a) M/ A# q6 T
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);9 V; s" E  U( N0 k1 [' P% C; L
  17. if(sendbytes == -1)$ j. [* W* f& |) B) J3 d/ f* w* L
  18. {0 Z, ?. @# s4 c. o2 P. l
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    # i: O9 E5 X0 Q( u
  20. return -1;) H5 o# B# s" l+ E8 f0 k" f- t$ {
  21. }8 J8 S& ^1 i: i) U  q8 @* I9 w
  22. else
    & k/ g1 N( `; V5 [: w
  23. {
    0 p: X, |' M, A
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    % `, s: N4 k5 {( h2 H6 ^
  25. }
    9 U: q( r  t1 E6 f
  26. }
复制代码

, P( H( J: M0 q2 W1 A3 g/ ^6 B! I+ N3 }2 J  J' M* B# c


  H5 c5 `( H" _3 U% g' o: i5 D/ {! D+ k, l0 r- q3 y# y' R/ l
iMX8MPlus 核心板: https://www.forlinx.com/product/136.html
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|小黑屋| 飞凌嵌入式 ( 冀ICP备12004394号-1 )

GMT+8, 2026-2-19 11:06

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表