嵌入式爱好者

查看: 10478|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

296

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
" F7 e: i* [# w! j% H& A: Z
& |2 N2 [5 h+ T1 i" w


* S& S" Z1 G+ X; S9 i: F

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
" j0 W) s) r4 u0 H- m. f; r# `; z* [5 j6 d$ b. I6 A& k0 {2 o/ S

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。

1 {# V8 p0 C( a# L% T8 ^# U7 n0 M


& f+ p) f$ T, Y' R

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。

    1 y" \8 O+ J: X6 M- v. s" X

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。

8 t8 u/ L- v- W4 H8 D# V* g) G# p1 n
一、HTTP网页服务器
* N# d  |/ s! e5 s) K( ]) p1 q- i

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)7 {" [. n8 b5 g- f, E
  2. {
    ; B6 w( P( K  K: M
  3.     struct sockaddr_in servaddr;* X+ X# f' ~+ J& J) `9 }
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);$ ]$ ]: Q; |4 Q9 ~
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    * o2 x/ H6 l4 ]( X
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;/ ^5 ]) s4 n5 R. H' X
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);- a0 b! H2 V1 E1 r5 Y
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    ' q0 {) E# w6 d: s% R$ j& b8 [1 \
  9.     int ret;
    9 x% Q" L9 C" Z! s6 J! j& m
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)+ o4 f1 x8 P7 d; }
  11.         {3 ~( V5 |7 R. B7 s6 c* |: p# f' T; g
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);5 x, P( A6 g0 ]' _$ u# ~/ a
  13.             return -1;
    8 L* x  [' \: r6 K7 A. t
  14.         }
      I. B  h+ x. }0 t! \
  15.     int on = 1;
    3 D" L' h. G* s! e
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)  x6 {* t5 F% j- H
  17.     {
    ! q7 k5 U- ?" w  t5 J
  18.         printf("setsockopt error\n");
    3 l2 l( M% [0 K9 I0 O
  19.     }
    - Z- m# [/ w; t4 i* T9 Z
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    3 `: {. v6 s( x% X
  21.     if(ret == -1)6 y- s) X: [3 g  S4 C/ y( c
  22.     {: q8 v+ E( S! w$ y4 F$ X0 b
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    8 s  T: B1 Q! y/ F' o
  24.             return -1;6 H9 h1 G+ s' @, M) h
  25.     }" v3 F; P% c; L9 ]) t
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1). s& i* x6 @+ e* {! E' @
  27.     {
    & h$ I2 V$ U8 S
  28.             printf("Listen failed!\n");
    ; j: Z/ A/ j0 E3 h. f# D  N
  29.             return -1;# M. j* k$ E% A3 Z1 x( I
  30.     }
    * o2 y  B4 f. i, @* }- G
  31.     return 0;6 m0 @, o& e: P- g2 G+ x  y
  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);
    - }/ f% T, y* v
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    : M# b: L+ q! v7 @
  3. {/ B6 ?/ @; E- G  k
  4. 。。。
    - V. ~" t  m; [" `" Y1 W
  5. while(1)7 \, Z( f" N$ p( P/ C. S* \. b
  6. {; p* L  L. u. I  C6 J0 g2 T! s* L
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    3 D% Z8 O# W' s6 c. x7 c, F* W
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    ; s8 f7 S% `% ^) m7 {; {
  9.     。。。" c3 H3 J- Y; p& A" F
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);4 Q4 |" }" e1 |8 n! x
  11. }  b  o" N. n: P4 c
  12. 。。。
    8 E1 b; V# \9 }) x% ^5 w" D" h
  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);
    5 l8 d3 v% V/ y% Z  u( b# Y7 F
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    " Q5 {! l9 r; w" L1 |- C; E
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    % h- s" h0 x% Z- Q
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    4 T. B; {* X, ]0 i0 y  \
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    # ]8 g4 o$ P3 f3 J8 b6 w
  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;
    / [0 W  \" V% N" _2 H4 `4 e5 L. f
  2. pthread_cond_t pct;
    7 u7 m! U+ i% L( i
  3. int main(int argc, char* argv[])0 Q3 u3 S: Q6 L) J* L
  4. {
    ) Q" l; K2 f. l! f2 \
  5. ...3 ~4 y& c2 z( b) h! @
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
    9 a7 W: j! o7 M# c7 I
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);( v) _0 P* s3 H. u4 U
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);. n, i7 [: Z! Q. u
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
      o9 l9 l) u- z* |$ w
  10. ...! F% u( ~( P8 x1 w7 n8 V" Z1 ]
  11.     while(1)5 _- y$ E: V8 \
  12.     {' C& z3 l- L6 M5 v+ ?$ I
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);  Z" p" C7 f1 j4 x# \: a8 l
  14. ...
    1 _& O/ k+ _: S( ~
  15.     }
    + I; @: W, {% n$ X/ O2 d
  16. ...; g+ c1 P( x9 R
  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;">& U. M+ [0 G' A. e7 V9 `
  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" \' ]& q% ~+ k  I  \) e% u
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \* V9 F/ k$ T( o- k( P
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    : C* E; B) y) i! C$ v( r( T
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    * f" l  `3 @. p: V. u4 R
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    , m% F6 Q+ X( w: A+ |2 ~6 p
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"* W. W# f% n9 q# y- F% I  j$ `
  7.     printf("preparing header\n");
      a: M4 G7 C7 C6 E! l
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \- q  R5 N$ T2 T
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
      Q1 v# p3 ]) u. \* Z; o1 R
  10.             STD_HEADER \
    : G0 l8 }( t9 X: p. s* j
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
    3 s" A" k; v* Q" F) s  i
  12.             "\r\n" \6 R3 B$ W% W. T$ v/ t6 r
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    & \+ C1 Q# V) {& o+ |- _
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)! a9 X# {  x+ @' M
  15.     {
    8 d8 r8 p0 O% [0 h7 ^0 Y6 [# m3 D/ ?
  16.         free(frame);
    : @* J4 y9 W4 Y! A0 }1 \6 P' x
  17.         return;0 f/ o0 h2 j' h; j. F, }
  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" \: V7 q) f4 i8 a" b" }# x
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \, }# T7 \" v8 Q
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \6 _! r! h. o# i+ `0 B
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);" r2 m  J: f+ q* X6 G; _
  5.         printf("sending intemdiate header\n");5 \* _5 F: u, b1 N
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0). M  z. Z3 p( {+ a* ?4 a
  7.             break;
    & }; m7 U9 W' G
  8.         printf("sending frame\n");
    2 x1 c4 |1 h& z
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    ' K3 I- w% Y0 n1 H) F, p  ^# j- e1 U) U
  10.             break;
    : A/ z. g7 T; M  s% }* A
  11.         printf("sending boundary\n");
    ! t" {5 Q) t; M7 g
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");9 m- S, |5 H3 x/ o( u/ W
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)1 O% z7 \- A1 V! a
  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。

/ b) M: w' i6 X* D: }/ r

! F' t# c6 q: y! J7 D; }+ x8 f. p1 _
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:" S  }0 @# N* V3 f* G
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)  L7 p& M+ v2 m
  2. {
    4 @5 E# m$ Z7 T' x, T2 m
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    * B) o; n! N: ]: \- H
  4.     if(*socket_found == (~0)); a7 E# q3 W1 v$ r# D% b
  5.     {" m$ k: `# u0 H# x3 x
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");' V% u. c! n, i0 S) y" O  h9 u
  7.         return -1;
    " a& F2 w+ d: R% l/ Z
  8.     }# ?# G, s. p" O4 V% s
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    / ]4 V3 G4 Y, U! _2 J4 ?) ^, |' D7 ^
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    $ D5 ]* ?% o- S, ^
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    9 e7 U; I3 V. i5 I; h. K
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);/ d6 W: G& i, A0 c3 ?4 E
  13.     return 0;
    . e1 h3 F- U7 F1 m  n
  14. }
复制代码

" X1 ]  b+ |% k0 z
5 W6 O8 w9 j. J: H3 R' R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:
/ M4 b2 Z: z& Y! Y. d
& J/ e2 ?% |7 H
& I/ H8 u6 p8 s$ h& j& J9 \
  1. while(fend > 0)3 b# g3 i* T  {6 I
  2. {& V0 }3 T# ~% |; ]' I
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    - K3 |5 n& C7 H4 S
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);# ^8 _3 I& ]- |$ B# ~' G' }
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
    ) }# i$ I1 j0 _) P: Y& K7 p* q, d6 {
  6. {
    ) A4 L0 m2 L; s% p. P
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    ' y+ }, l" G( W, M2 s- o# Z
  8. picture.fin = 0;! B2 F% U  j; N' H0 g  e1 Y6 U
  9. }
    ( c" Z% ?! O3 S
  10. else
    & K# `+ v$ x* s
  11. {
    / p4 t2 r5 M9 x/ l
  12. picture.length = fend;
    $ s* z( l0 s/ i7 v5 y
  13. picture.fin = 1;
    ' U+ E6 J5 `8 e: N& l) |# @9 \! u  g: y
  14. }6 f- s1 x# M5 t! f7 l1 I. z
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    7 {: ]" N! c, c( x6 z/ B! v. r
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);" H! A  A" B* W" Q6 ?" \- D
  17. if(sendbytes == -1)6 S+ B6 D$ t$ u6 S9 {: m
  18. {5 q. ?" d/ `$ g! v, _  |
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    * K' T: B- z0 f2 m  t6 k' w
  20. return -1;4 V; b9 P* L% x$ t6 v# j6 w; Z
  21. }8 |2 `1 J* S4 Z
  22. else
    5 e3 X  A, k# Q5 p; ~5 ?- Y
  23. {
    $ c+ s' a* d; b; A/ a* a
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    ! y; F4 f2 F5 f9 L1 F# {
  25. }
    0 s4 d3 V7 \1 g$ T9 L
  26. }
复制代码
& y6 G/ P' d* S

6 o! a4 G" ]0 g$ d4 w& ?' [

/ B% U8 Q3 X, z. k; M! w

4 c, c% Z" D# R1 F' g; GiMX8MPlus 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, 2025-12-15 16:47

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表