嵌入式爱好者

查看: 11909|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]

48

主题

55

帖子

305

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 & }3 M8 V, b0 P7 ]9 T) z
8 O  C+ v6 z. o

- h$ l( P( k# D: h& q- o% Q) y" s

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
3 N2 N' T7 c/ Z! T; {5 O1 s! Q9 s! p4 K7 N' K5 R- R

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。


0 ^/ Y5 \+ W: I! r6 Z* i


2 B+ ^8 q, X0 Z1 |6 O% l1 S

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。


    ! C# {5 V4 v; Y1 A9 P1 W0 b

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。

; X! A1 K, n/ i+ {+ C( M% h- k1 }* z
一、HTTP网页服务器4 }; S) Q9 M* S5 l0 V

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)0 H( @' Z( A2 p! P8 j
  2. {% p8 ~  h( @* d" O6 a1 J
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    . l2 d! B# n# \( N+ [
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    & i* K$ m5 q# f! b
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));( h( @$ @- O6 ~" V2 k
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;6 E9 e2 q3 D* }! n' M( _2 b: n6 ]+ e
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    ' O9 C* J. f) T! J& }' j8 |
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);( [6 x! ]: V! \/ q) J, Z
  9.     int ret;
    ' r: T. Z: [- {; D
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)9 E$ {) _7 _$ n% O
  11.         {
    / w, M: I1 _; K' r3 U
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);( P7 s7 T0 M  p2 Q% u3 O- N; |
  13.             return -1;
    ( R8 w- [0 A/ @2 M9 W
  14.         }: A1 d# ?0 c( d9 n
  15.     int on = 1;! n( O) C$ e& ]2 {" {; g% B* Y. h7 z
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    4 K  B2 k9 F0 Q% |+ e! W/ a
  17.     {: h) h& D' |( x( O+ K  l; W
  18.         printf("setsockopt error\n");/ \/ w4 V3 \! v' @$ P
  19.     }6 }7 c1 {( _2 F  q
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);% I+ F. g: w( u! Q; ~4 G! z! V( @
  21.     if(ret == -1)9 z% B$ x2 L0 b  b
  22.     {, `; n) R( U* |* H! L7 M
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    ) w4 [2 l- J, S" f$ Z" {
  24.             return -1;
    9 B& D' I, {+ |, D/ g$ J  g2 u& c" G  ?, P
  25.     }
    ! u1 S$ s. C" u
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)
    $ X9 O" Q) w$ C8 y" C% P- O
  27.     {
    4 Y# E0 R9 J& i+ n- Q
  28.             printf("Listen failed!\n");
    3 Q, F$ k7 j6 C- V* O- g
  29.             return -1;
    0 y1 G1 j; A5 [+ e' J! r7 v
  30.     }
    ; |+ t5 j) }3 b% v8 y8 Q4 s
  31.     return 0;
    $ ?0 t' z- Z  M" q3 {( y9 J
  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);
    + c- n- i3 ^( [; [$ n. d: c
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    * q/ d" e/ `4 F7 T8 W6 w
  3. {
    # d- O$ Q8 H9 O# ?9 d
  4. 。。。
    2 X& O5 W; I* ]+ P$ u& S, ]
  5. while(1)
    # @1 N* H7 }5 K0 k! r
  6. {
    " b% E! B9 E$ Q1 P0 D6 w8 b# ^' Q
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    # @; S2 E0 g( n" ?
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");: [$ W9 B; |; J; n9 h6 m
  9.     。。。( f9 M9 s4 F) m/ m1 z5 O/ d
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    7 o5 f; I" ]+ ?$ Z! D- E1 S
  11. }# G, G2 l. G0 Q  Q2 L
  12. 。。。& p6 }' J6 b2 _5 ~1 |3 b2 B
  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);# w5 R1 d6 S9 G* j" s1 o' D3 Y
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    ) J- k% _9 l4 N4 {9 ]$ l$ @
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;+ ]/ L. S3 K, E! Y$ i' K0 ]5 J
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;8 u9 Z" \4 C. d# p" C
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);% N( p& m: w* o3 F
  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;
    : p' ?! C' H" @, W6 k( Y9 {, c
  2. pthread_cond_t pct;: F& O( R- U* {7 Y& Z6 z
  3. int main(int argc, char* argv[])# i" U( S. z1 \( G9 `* @2 r+ o
  4. {; u" m: O6 A  l% @+ k
  5. ...3 x- f+ f* d) a( @9 R* d8 ]
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
    - @( x+ R0 ~9 j  ^- z" b
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);0 k# ~3 Y" |& O
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);  \6 f- j2 b3 ~' ?0 e9 M, M
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
    , z0 g! o  r  \& }( j
  10. ...
    2 g1 k/ h; z# d' w: K
  11.     while(1)& i3 ^& |, \$ k* j3 {
  12.     {. L7 V+ T5 l: N! ^$ I$ e' L
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    2 D" w" m1 {( k! }, p8 E3 U$ V- P
  14. ...) D: V: O  w# u: @6 T1 l& m; v
  15.     }* d3 H) r- v: ^
  16. ...
    9 k* s9 G9 H( g9 U! ]
  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;">
    3 z7 W6 p0 }- V& r+ T
  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" \  U9 M3 A- x4 W# }* _) c5 v
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \& Q# }2 F% ^7 x" p1 e, j0 i6 D
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \5 e5 K0 V6 O" z4 i2 ~1 V6 G0 q. O
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    . c- H7 @- z/ g, `( ^! C
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
      x' z. M4 u9 U3 J9 a. _5 r! a
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
    + q  [% u; T1 a8 j1 t6 X
  7.     printf("preparing header\n");
    7 F/ k) k. L/ [
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
    1 }( E: g6 ^. X' R, F2 ]: s
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \  Z% r1 J& K! h; p% b
  10.             STD_HEADER \
    0 i, [' h3 r5 Q  Q$ H
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \% r* {& y  M2 ]4 k# d
  12.             "\r\n" \
    # G, q7 ^6 R6 Q6 x- ~6 o
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");5 k# [$ ~  d1 L) r1 y
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)$ F( q" |6 n  F& ]: e
  15.     {# w2 A$ \/ Z9 d; q
  16.         free(frame);, P0 M+ K; f) K* c" E8 A: u
  17.         return;
    + v# Z/ t+ x' w  l2 t: r9 J# D" o
  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" \
    ' U  t+ Z; U& q
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    2 Q* s  i. J" I6 k5 v' E0 U
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \" p2 P  U. W0 _) f+ M& h
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);. R1 p) N* q1 a" R  ?9 i6 G
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    1 {1 `/ S1 _" n* e
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    : C% r. E+ r1 }* j8 n( \$ t* D1 J
  7.             break;
    ( e2 Y4 H$ m- a0 b8 f3 B. A. G6 b8 ]
  8.         printf("sending frame\n");
    & _4 f* Q( c# m/ ^( f
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)! b5 B  J! X7 l/ c
  10.             break;
    ) o$ h- c4 F, V6 W3 |4 W
  11.         printf("sending boundary\n");( t! h3 g& W6 ~
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    . W- D* F/ X: v, _8 J
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0); b7 x% G; {8 B
  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。


; q2 M$ q0 p- {1 O5 a

. b0 \' F. H, s1 S% e) f' i+ W
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
9 p4 u+ o$ d8 x! c  p4 A- }
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)* s' @" B) P5 X' t1 O4 U
  2. {1 W8 P* _* D$ m
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    * A) s/ D7 J1 o( H# _8 N/ r
  4.     if(*socket_found == (~0))3 s( ^$ p/ t, P6 w9 u: N
  5.     {
    7 C. a+ `3 Y( ^  A$ Z
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");
    + x9 Z9 f" `3 D; i- B6 w
  7.         return -1;
    * v% v  ?: {  z' e
  8.     }9 s9 k9 m1 V& {
  9.     addr->sin_family = AF_INET;# q- y# T( k) k+ W
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    8 Z6 u. K8 e, t- w: [8 S
  11.     addr->sin_port = htons(port);; j/ y7 |) v, ]; o
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);' [2 V" d. d# ~8 @
  13.     return 0;! q& l, u# h* ]+ q, L6 n
  14. }
复制代码
7 X! d# q& Y, U$ l

2 x, r9 S0 ?! z, ~7 k" p7 J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:) A: Y+ d% C3 p. t  z1 A; n

5 ^0 D- `+ n+ |- G' ]2 k/ T1 N3 }# w0 w
  1. while(fend > 0)4 ]- f# b0 ]$ U; u8 t) ?1 P' S
  2. {
    7 s  h: e" f- l- [5 t0 g& [
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));) n1 s& u7 n9 v, v* i
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);4 r7 O- b- C3 ]9 F8 x3 Q# b
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)6 H- N+ v4 t, ?+ e  S
  6. {: x7 V6 v/ j7 a. F7 U0 h. r
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;  V" K" J$ ^% h, f! H3 n% F6 f
  8. picture.fin = 0;- ~) {. j7 R$ a- m* ^; y/ R
  9. }4 x3 l- z% b1 b1 p7 d2 ~9 m7 a% F% U
  10. else
    2 ^" ]1 v9 ]' g5 d
  11. {( ~! O$ y  x) e
  12. picture.length = fend;
    ; e: j; t% c: F* G4 S/ z7 x6 N& Q' U
  13. picture.fin = 1;
    & O; ]5 C( f6 V+ T9 m% g
  14. }: ^5 p! A4 Q  h# u1 e. n& j) n
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);' R9 I& h- l; g0 c
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
    * W8 X+ g3 W1 z6 l
  17. if(sendbytes == -1)
    3 S  u" T0 t! M3 `8 I8 Q3 e" Q' ]
  18. {' d% I6 q0 P8 H0 M) X
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    : h; m* K2 J" C0 W5 |
  20. return -1;
    8 Z3 M" x  x* f* I; Q2 v3 H
  21. }3 y8 v% U2 m2 u$ x3 W8 N
  22. else
    3 s' [9 L0 N# j" _8 |5 R# ~
  23. {
    ; w9 m: |, q8 M8 R/ @. q, C
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;: o4 [3 ?; a/ s; Q- z
  25. }
    6 T* S; l" ^5 x# e
  26. }
复制代码

  J7 ~/ h# |4 K) W" E) o1 W; C5 C: |  O* o% a5 s# R! u7 Y

/ g( c! K9 ~' V3 b! g- H

1 }) F/ t( ?+ d# K+ O$ x# riMX8MPlus 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, 2026-4-27 03:57

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表