嵌入式爱好者

查看: 11282|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]

47

主题

54

帖子

300

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
- U* v2 `, A+ t! |! I% z6 W; p
1 p4 c3 N5 W* m* m4 X  H

/ J' a6 {: S# n

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
% l9 f6 v4 A$ A/ o& g  m3 _0 F- s0 _: r6 Z, A4 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。

: n4 w+ w6 R9 k3 W4 J7 u


3 L# l. i2 @0 @' i# 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。


    ' j9 L4 G3 U! e4 b2 x" e

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 b: P, U. V; T' g6 W9 Y( ]
一、HTTP网页服务器' d5 Y" H3 [. V; R* t5 Q

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 u' X3 r& ^" S# u- R
  2. {
    6 m# s  @- c6 E8 t' x) x. Y
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    3 A7 m: B0 D) l8 @0 d! X; y0 J
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    / Y; N1 i( z( `* W4 X
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));/ G# E8 G$ s$ l3 R! U3 p
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    8 A* M' M& x4 g* X
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);: e7 R4 O* y, S2 m9 E1 Z# v% E
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    4 b8 l( k9 w7 m4 p3 v* U( l
  9.     int ret;* S" a  p$ F8 I; b2 k2 Q* w
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
    , E6 k6 b8 s5 |1 \7 w) P
  11.         {
    ( h+ R7 k* b) b' b
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    / X/ h4 i% q1 J  r
  13.             return -1;1 l4 H1 e- W, S% o% \* [
  14.         }! r7 L- ~$ {' Z. v9 k3 `4 }; J
  15.     int on = 1;
    0 V; k& ~" O% J! ?2 t1 ^
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    # r3 E* C5 P/ J; {
  17.     {
    ( H5 n; O+ E; x  e
  18.         printf("setsockopt error\n");
    7 s7 k) m4 X# P. U3 E+ w5 [
  19.     }
    " N8 w/ K! @6 T. u
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    . u( b5 _4 ~) a2 m/ q9 H
  21.     if(ret == -1)3 l2 N" F8 m& Q0 M! @2 p
  22.     {1 k# n% J+ @0 D& k% ?9 L" S# p; B& P
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    " x. Q2 O- H9 p4 {- D; e+ Z4 l+ R
  24.             return -1;
    ) A3 t! G# h' L. R
  25.     }
    7 p5 x' l+ l0 r. j
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)4 s/ K) X- @4 @' u
  27.     {2 r+ F: K7 e; {2 \
  28.             printf("Listen failed!\n");
    # d' p  n. f" t1 a  }! m4 x+ Q# S
  29.             return -1;; H; i+ A0 u+ X; E
  30.     }* j. f/ v, x% ]
  31.     return 0;
    ' U8 H, {4 s* ~' J( ~& i
  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);
    6 q+ ]' Q8 D* L% g7 ^7 N
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)' t* k9 m+ M8 v2 m9 B  C/ c
  3. {
    ) c3 E$ e/ h. l
  4. 。。。! b/ {' t5 @# I
  5. while(1)
    - H+ U$ ]3 u4 j' d( n3 h' w
  6. {
    + @2 R% Q. i& o. m5 l6 M- o* w
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);% b- x$ U7 H! z$ x3 `- ^
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    7 Q0 S; g  S$ ~
  9.     。。。
    4 s0 f* w5 C; n9 a+ o
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    & K4 @! F1 ~4 M" ~' K
  11. }
    7 n. B# A0 A% p4 r  W
  12. 。。。' z9 M2 Z3 Y4 n& @" ?
  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);
    9 N  e* w, U5 O0 a- b3 `
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;- F5 Z' i6 X& a5 C3 O- g' l
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    . Y6 f8 F' u" V/ R3 R! e
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    , Y; \5 h" K! P4 ]3 S
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    ; c/ M  F# c- X. B0 B  `4 J
  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;7 m) O- _3 G5 U9 m
  2. pthread_cond_t pct;& F. O( b, S- B3 c2 w
  3. int main(int argc, char* argv[])
    & @; ]8 w& v. \% y3 v' h: f
  4. {1 m5 d  L5 K8 [$ s6 D) P# c8 f
  5. ...5 E5 q. S+ H% E) t9 f
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
    7 |4 f1 [6 b- \/ y4 n
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    ! m) l( `; Z8 I5 r. s9 q' F8 X
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    + w' f% {3 @+ R3 J
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
    5 p+ Q6 f- ]' j/ I7 Y- m0 v9 U5 E
  10. ...
    0 |1 \) C- l: K8 R1 X
  11.     while(1)$ f3 J$ u0 g6 l2 U% c) ]
  12.     {
    * V/ m; k3 d! B3 ]. `
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    0 m' e4 c0 F+ K& D2 g  l9 ^
  14. ...6 K0 @' }7 U7 j% R
  15.     }* m) f; R! u) O* h3 o  f, e5 U9 W0 P, ?
  16. ...) g8 M4 }; f$ g* [$ |3 Z3 Q: U0 x
  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;">( d1 I, h1 P- k7 ~$ Q5 U9 x
  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" \1 r8 }2 p3 E6 _7 R
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    & ~' Q1 n2 c' w* H/ ^$ A
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \7 i* B1 ]2 ]1 E, y, N; Y# A
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \0 T% q4 x9 p% h! j0 I
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n". s* q( P. q; k
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"7 }) g- F' d; b; i+ M
  7.     printf("preparing header\n");
    " @6 {- p$ l( Y, v; T1 a' g) v. ?
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \) {2 `+ k6 j! T1 {) U9 ^
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \! V. A1 `: J0 u: z6 E- x
  10.             STD_HEADER \: W9 K1 F- h9 G! S, a/ `
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \5 b$ R: R, G# c' v+ Z3 L1 m! I
  12.             "\r\n" \/ v8 P) `4 A- S$ {( w
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    4 d9 m- u9 i5 r' I
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    , t5 y* V/ a' n2 t+ c- }* \
  15.     {
    $ O8 i: r8 K2 N. t) n; }* r  C% ^
  16.         free(frame);
    6 S6 S! g  |& S
  17.         return;/ r( C0 H" D4 }" u& A
  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" \- t/ d6 T( n# C- V0 F
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    7 j; y4 }4 z. a6 q* u6 J5 m# Q: b7 h
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    2 I6 ]! `3 ~( K# }; |0 `
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);( w5 c1 q& M$ g7 u: M. }- h% ?2 _
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    & q( \: v# c2 b# T' V; {, H
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    8 m- {% g+ C$ n: v) S6 O
  7.             break;; f; ^6 h8 ~4 U, ^. H& g
  8.         printf("sending frame\n");+ u4 R' O' p! E7 U/ C  T1 S
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)" M4 d9 a: m5 w. C- K+ b. D
  10.             break;
    3 b+ N, S: u/ i
  11.         printf("sending boundary\n");! E# v& P' j) T, L- V
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");) N3 r5 x7 ^1 \7 h) R1 v
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    % ^  }" f0 ^3 G) d) ~
  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。


, U0 o7 q2 m9 G# K( y5 Y, _


/ V# Y7 c) [. Q( t6 M二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
3 U* p  V6 P! s' k7 J& g3 y
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
    ( b3 j. L# \5 {$ Y  S+ Q" N: d
  2. {6 E  C9 I3 ~# Z$ `3 U% v3 l4 O& C
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);$ }- g0 u  A; Z# b" O
  4.     if(*socket_found == (~0))
    ) M4 u8 a. y- r
  5.     {
    7 C1 }  P+ P. I' ^5 @
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");8 f- m. y, `7 v5 V/ ]" J
  7.         return -1;
    7 o, u& v3 ?  u+ h9 o
  8.     }
    * U1 q$ z  `! R$ Z& D
  9.     addr->sin_family = AF_INET;" O  R) q, v) Z9 v
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);* R) I$ F4 ^+ Q. T6 _
  11.     addr->sin_port = htons(port);! A9 c: C- D3 l* A1 [6 k
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);
    9 Y: T, }, W3 X, T
  13.     return 0;
    ' k+ G% J# R1 m) _8 G
  14. }
复制代码
' x2 e' w( i) ?" s- K4 u' H+ g
8 T9 b& l' U4 N3 G$ n
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:
) o- A% n# `% m/ D9 ?/ ^
$ j6 r, o1 M9 M% f
& V+ H1 g. P! q+ u- \: A
  1. while(fend > 0)8 b3 W: o, `1 e- \. A* D4 ^
  2. {% j0 p5 k, J9 N5 H: q
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    1 @2 G% D( A- L' K% k
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);% H6 c/ K+ E9 f! e# w  q1 W
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
    9 J6 n4 Q! {: O  t2 Q
  6. {& N; U* ~6 Z7 \, o# z( |8 A0 V2 D7 b
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    / G% Y. n; R5 s. n
  8. picture.fin = 0;: x/ f# R( ]1 R6 c! `+ d
  9. }
    & T/ k- Y& l" q: g7 Y1 G
  10. else8 s- z' G  R" p7 i% ]
  11. {" C! I6 o7 j. }9 f" t6 d  b$ o
  12. picture.length = fend;; A( n9 Q) ]: a6 c5 ~; x4 v3 N
  13. picture.fin = 1;
    " u/ U  w; I$ p- u
  14. }
    7 i  [0 z6 {& i0 m7 C3 G- F
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    5 Y$ `# S# E! A4 p
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);: M0 [" R1 L" c6 v& h9 f
  17. if(sendbytes == -1)1 f7 H& o0 ^0 o+ f* o
  18. {
    2 D( c3 ]' v. Z0 k
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");  b4 `* s' _* e" H" Q% |9 G9 S
  20. return -1;
    : F% x7 F4 B/ y' f' V- h0 ?+ x
  21. }
    7 \& e& u& B! a- X( r
  22. else
    # X! y4 u; b' C! W$ z1 }
  23. {
    - }' F; y7 J' X
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;: ]  p) c- }7 c$ B( o  R/ V
  25. }8 w7 I2 Y6 \- Y: c9 O% A
  26. }
复制代码

" |1 N6 w3 |0 Q
- T; A) k3 ?. C2 Q7 o


/ x5 v# Y  Z+ }. C" N  ~
" ^$ G* j7 @' ~/ t. s% c" [% aiMX8MPlus 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, 2026-2-28 17:24

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表