嵌入式爱好者

查看: 11004|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
; Z4 ?/ n! _: V9 y% I7 h. p3 C! }) f" z, v' R, Q; l. w& @

0 t! S$ d$ m# v  v' s% u

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
  C" r0 O; ?+ k; T+ y8 |' g
5 s3 }; s! k% b6 X" O# {1 q

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 H7 \1 f' R5 h6 p3 }, X


7 p: M$ b# W3 l. @3 I6 `' G

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。

    5 ~+ R* I# c8 A; w

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。

1 R+ Y# V( g. j) P; I2 Q
一、HTTP网页服务器
9 u: [, ^: M" u* V. U

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)
    & [, q9 u1 o6 C  V7 Q
  2. {- K4 F5 j2 l. P$ I% l. O
  3.     struct sockaddr_in servaddr;- g$ v' J. t, D& k$ l
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);  ?! V# m& s/ y, W1 i
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    % A& J- K  M8 O
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;1 G& R: |$ B& Y3 |7 ]: Y, U/ x% f$ Q( I
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);- ~) Y1 E3 R, U' T8 j. [) D
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    - `- k- D$ ]( g  H
  9.     int ret;
    5 e& _$ s. D. j7 f- f3 h" L
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)( h" s! ]! r/ [1 R) o1 F, y( o+ Q2 H# H2 z
  11.         {
    ' M5 G4 y+ ~- S1 T. ^9 L' {' U
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    9 G8 ]+ m5 N  F8 i( q
  13.             return -1;
    6 [) b' z( C# T' b9 b2 E$ w: G
  14.         }+ g# n: L; F& @( F2 W
  15.     int on = 1;
    / A1 _2 H7 M0 Z; O/ K$ k* M
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    0 S' E& p# j' s  E; c
  17.     {
    ; g$ a, E, u' v% z, y! m
  18.         printf("setsockopt error\n");6 r  l9 E9 C# h1 P; N3 R6 I
  19.     }
    1 a) I0 E* \3 e- a, x9 v) u
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    7 j3 C: d9 x, X7 U; r1 c  G
  21.     if(ret == -1)
    8 \9 ^$ r9 N- ?9 ^
  22.     {  a( d$ o; M# E$ K! W
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");# c- j8 v7 E1 Q, s
  24.             return -1;( u4 J2 l2 m( W; v% w# D4 N
  25.     }' [. l! Y+ O) Z# b) y' _
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)  ?- M6 g5 U2 ]: P- t4 F
  27.     {
    7 N. b& `3 m- ]
  28.             printf("Listen failed!\n");1 V2 S' V8 A6 p3 H$ C
  29.             return -1;9 X3 z2 U3 z8 |6 J
  30.     }
    ; Y3 b7 K0 N" h, q# r' j
  31.     return 0;0 G! g7 ]$ ]* y: M  K8 c0 A0 d
  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);
    $ X& I# h7 C% S7 Q9 Q
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)' }. L0 O1 {' f1 t, C* V
  3. {; U; K0 F  z; B% k+ V' ^
  4. 。。。
    4 @% f$ Y% k, y7 v0 d
  5. while(1)/ Z' L/ j  ^9 T0 i) b( z+ C: x  Q& d
  6. {
    " F. h6 W3 l1 ^  x5 ^
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    ( p& p. G- X: d
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");" A/ A7 u7 H9 g: N* Z
  9.     。。。- M8 H4 B2 A+ R% E; ?6 d; e
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
      L: Z' _- J6 ^- G( ?3 c/ j
  11. }
    " q6 v$ W! L3 {
  12. 。。。2 [* q- `- m4 `4 |; K  K7 |* y% U: g
  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);% m2 w9 C9 ^  m' |7 S8 r; ~
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;+ d* O2 s9 q# ?6 o/ b: {! C0 L
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    9 e7 J" N$ [7 V7 z5 Q4 [
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    4 r  g% f( ^; w0 J
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    , J. K  F+ R2 {0 c9 T7 g) ^
  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;
    ' F& b# @( @- H6 j
  2. pthread_cond_t pct;1 B! e# ?2 G  d" y: ^4 ]
  3. int main(int argc, char* argv[])
    6 O% `2 g& Y* t' P+ v1 |
  4. {9 Z5 h% j' @  C* i3 J
  5. ...9 S& w( {& l' H  b+ d. z" G8 I
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);7 ]. ?6 `2 O. D1 B6 Y' M
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);0 y* j/ l: D, `/ ~  Z) m% b, q
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);' _: s( j8 V; O& R/ u, w
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);7 H. v( Y6 s& H$ c/ ]8 `1 g
  10. ...
      W* Z; y8 k3 z8 h  H0 j
  11.     while(1)
    # P& h# \* q6 W4 V" ?# Y% h
  12.     {
    6 C; J# A; b' R- E1 B* N) C( J" [
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    # `: V" U" c9 D. k* s
  14. ...
    . L+ P, m' S: V& w
  15.     }/ M; [4 V8 e: r! H6 F4 X; B) d
  16. .../ ]* q) R$ j$ c2 e, p- V1 w- b
  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;">
    , \7 \% ?" I( T2 K& ~& v. C: \* |
  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" \
    4 T' X# B" _1 s+ J
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    , J* J* |3 @- Y) r) i  D* p
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \# R0 ^/ B9 z2 x( ~5 C3 i
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \; p0 n( t3 U7 Q2 m( ]  c; ?
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"& l8 d3 o4 n: m% v! Z- I
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"6 T+ c8 S4 O2 S7 |2 _
  7.     printf("preparing header\n");
    3 G6 h7 B  I( \0 L3 v7 Z
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \- f! }: g5 i2 D( p0 U) p+ E
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
    ; |7 @# e: z0 @9 R3 r7 q0 |! Y9 Z
  10.             STD_HEADER \
    : r  Q( r5 Q5 c* E
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
    / X2 R  K9 K, ^/ a
  12.             "\r\n" \
    5 x% o9 L' Q5 ~0 R# N6 w+ N5 W
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");" ?/ b7 n) P7 f( C2 }
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    5 S8 n( r  z! s" ~$ \# X
  15.     {
    % D! H  O1 v4 e; s9 i) W, B
  16.         free(frame);
    - J! L3 |$ N0 h. U8 ?
  17.         return;: _8 R; e0 R7 q2 f. w5 D
  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" \8 R5 z" E! O- T/ ~. u
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \. \9 y5 z/ Z( `8 h2 s* f# d# M
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \% z" J3 T. d$ @, g
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);+ L2 D& n5 R8 o. X: {  H
  5.         printf("sending intemdiate header\n");: m+ c9 A0 N" ~# z
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)4 g5 i9 A1 k6 {0 W) E
  7.             break;
    " k2 P2 v6 V& U. N3 t9 Z8 d4 G
  8.         printf("sending frame\n");( p# m, s' `; Z7 f9 C/ m; B
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0), @/ ^! z, G" N3 i5 e: S
  10.             break;2 l; V& \7 n7 h
  11.         printf("sending boundary\n");: I4 |( E% Z+ P' Z5 I; o, p
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    + s0 m3 x" a) {5 ?- C% X
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    2 f6 Z) e( ]0 M9 A* d# R& V
  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。

. Q4 m3 p! B+ M5 h2 {# J


* L. c: {# h' D' \% k二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:7 P9 D( X5 S" |
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
    6 c8 D  Y/ E4 Y& s" p# J. [; \, N
  2. {
    % m# ]; s; m. I+ u. m* A
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    & P3 w0 l$ b1 ^" k; }
  4.     if(*socket_found == (~0))
    - H' r, |  x) w
  5.     {
    - Y2 K, @  n/ ?$ Y8 T
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");4 n% q% j  @0 u, l
  7.         return -1;! g' z7 h8 N+ \1 D
  8.     }
    * l) q3 u5 D& t: `) b
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    / r, g) Z/ a% R" Y7 @6 A1 g' {
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);5 H0 s/ c3 K6 I& W% \( ~
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    * I( c0 N8 Q) E& i& y
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);
    8 D. G: o, V2 C! A, `0 f% w0 j4 o
  13.     return 0;
    ' P1 A" e# o! [( C
  14. }
复制代码
" i" w. `6 c" ~- e6 i) F' t, w

- f- {. q8 M+ w4 ?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:
6 v4 E' l0 R& c. ~# w; G' Z, e- d2 \  Y. h6 F0 H3 ~- g) o$ r
# @5 a5 r% q8 \
  1. while(fend > 0)4 j& p4 A$ p4 H$ U( w! b# h# ]; C0 I
  2. {
    # I* t2 \( W2 b* a4 Y
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));$ A( v, x3 Q9 J3 `2 M, W
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    0 k" m# ]* L2 `0 H9 t: o
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)' D, m3 W4 m/ w
  6. {# f+ m0 }. Q0 J; {% `. |+ C) a
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    / K  A- t8 @+ v3 c
  8. picture.fin = 0;
    * m* c3 ?. L( T& ^/ x' T
  9. }
    5 G' A" u+ d- E, K3 A
  10. else( O. T8 e. X3 F  |
  11. {
    0 M8 |! e* I. {# h% M
  12. picture.length = fend;
    + B# P6 Y# K& M8 f$ W3 `8 p2 P
  13. picture.fin = 1;- x, P2 V. Z- M( U) w# r& n
  14. }0 [, ?: |; w) I) |. e
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);; d2 e( f: J+ B( P6 c1 q9 Z
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
    ; E1 O8 u0 }& n
  17. if(sendbytes == -1)
    ; z% m* R% D; E! O- J+ w  w/ L
  18. {
    % {9 Q8 u6 [. a. O  ]6 b7 H" S
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");4 r# e" Z. v! `. y: V3 I4 U! p9 q
  20. return -1;& n* H3 U# |' X1 m
  21. }7 r- Y& q' W+ R8 H+ Z4 j) Y
  22. else
    + `- Z1 r8 [: s- B4 P/ u# l
  23. {( A3 B5 d  h* E' _, x/ U: c/ M2 y
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;, O  l3 r& Q: J" k5 H
  25. }
    * B' W( l" O; U0 C; R3 |7 }
  26. }
复制代码
  Y) p1 w" A* z3 a3 \9 m8 k/ o
+ f, d2 Z6 T: G* V$ S: e: F


- E& `; E2 P! }/ U. }3 _# ~' F& T- \- D: F
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, 2026-2-4 15:18

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表