嵌入式爱好者

查看: 10851|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
5 A0 Z0 c6 p) b' _$ l9 ~
. V3 e2 d8 `: }" d/ B1 t$ G

0 v& T% r- {0 ^. [& G' h1 U' j0 K9 ]

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: l% M8 U+ I- R$ U

* Z2 `0 A8 `9 L  X1 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。

4 s3 {8 W& D' @: P


& O3 {' ~0 ~+ q% A1 T- f

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 H0 ]$ R  w% s3 ?$ h

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。


. ?9 m) ?$ n  L1 y7 h一、HTTP网页服务器
& z' ^+ j5 G* a3 k: {

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)
    $ s. n' D9 {% H& q( L1 Y
  2. {
    * X) v5 a! e/ `; n0 [, M
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    # |7 l8 j' r: J7 ~' [
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);6 ?! f4 p. [# [, G  V* a; ]' ]
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    1 `% p# J+ \% ~  ^
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    2 [4 q" |& A& C8 j" r
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    / J5 D  q* ^+ r0 a; O5 h
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);7 |5 }: Q  G- U& i$ }
  9.     int ret;4 p0 E& e6 Z' I
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
      y" @' F4 D' v/ p4 A, u7 y
  11.         {1 l9 ~& c0 H2 J1 J
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);" F8 T7 }& y/ W
  13.             return -1;; k/ I& {" i) D
  14.         }
    ) c5 g: a) u& u
  15.     int on = 1;
    % r0 }, k# a6 O* g9 }# y+ a
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    8 g# ]6 e/ F& n6 n% }6 `! i  U1 j
  17.     {
    % c1 _* u* `/ f7 h: H* N
  18.         printf("setsockopt error\n");% ?; E' c0 u) m; |0 t% x4 \6 D
  19.     }* J& `1 \, Z% w$ t6 Y7 q
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    3 V; ^2 Y- C4 b+ i% P) w
  21.     if(ret == -1); K8 x! U% N" K
  22.     {
    * D. _. I0 v5 `# w5 E. i
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    . m$ E% ^+ s5 |4 H) t2 Z. R* @
  24.             return -1;/ ^1 e% J9 k; m8 c! o# ?6 _
  25.     }4 e' Z: l) \9 O) a( c
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)- D1 g7 r8 S0 z" l
  27.     {, D5 G8 b  P4 b3 F2 J; u
  28.             printf("Listen failed!\n");: y" `$ O. ~: R" E
  29.             return -1;
    1 q5 n% o0 d& P" u1 w4 Y% x
  30.     }3 P* T( G! B9 _; h' Z2 ^6 y
  31.     return 0;  |: m4 o1 t- [) `8 o% F
  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);% G1 P# A- k! O. Y4 e: l
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    ) e% i0 N" D& `0 m% v( b; |
  3. {
    - k' i0 M: [5 q
  4. 。。。+ e" ]- y  H3 [  m' ?
  5. while(1)
    , I2 Z, q% `: B1 P+ U0 A
  6. {0 y* `" I8 V8 k1 F9 M9 E0 Q/ f
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    3 B# r) Z$ p  a7 {$ S* k
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");& \/ I) i! p$ z# U
  9.     。。。
    2 B0 d5 c6 T! V: w  q. k8 ~
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    1 w) ~* {) u' A% K0 q
  11. }; r$ s5 \( ?# j. _) U
  12. 。。。& u7 {' w6 @4 o
  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);
      H# q" J( s$ }7 I# Z$ B% T. b8 y/ B
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;$ O& l$ H2 Q0 K: K/ P: I1 E
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    5 Z8 e! V) O- N- s4 L
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    3 ?7 |4 ~" s6 b
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    . |" E# R: ?) m  B9 ?8 Y
  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;
    ) y. Y$ f  w) c# T; i" Y
  2. pthread_cond_t pct;7 a: F! J' c$ D; b. B9 k. e
  3. int main(int argc, char* argv[])
    6 x8 ^1 P/ Z& J" _1 ?
  4. {
    7 E4 _& Q+ Z! Y& |4 V6 W
  5. ...
    3 e/ z8 i9 c1 P
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);  s6 h5 v7 c( F+ u- N0 X
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);. X; d& I1 A5 E: D: a
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);$ z( ^7 r0 p+ Y% L
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);9 ]  |) c& u' s- J
  10. ...
    % F. s1 z& r- S3 k* \$ M
  11.     while(1)
    $ Y' W, Z3 r! A& T; n/ C
  12.     {! W( i) B- `7 U5 F; o  e" |( |4 }+ @
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);& m& _, \0 A* E& _' f
  14. ...& r  @( V' O* S+ N& W
  15.     }" O% ]3 ~$ C. ~- a* H
  16. ...
    2 W; T' ^* }- ^% 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;">
    $ E' F& V. M" I" B
  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" \
      M  y; l, Z0 Q- V, \' ?
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \3 {- G5 U$ H, U; ^
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    ! T- v: z" [& K, d
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \4 A3 M8 }! n2 E1 F' b# K
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"( y4 m) ^7 Z& T: i! w! E* n
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"; J  {" j3 Z+ G: `% d
  7.     printf("preparing header\n");; f- ~: T, H/ N! d  W- S" U4 @
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \- V8 t/ k/ j$ K* ?3 K) s  B
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \$ p, j0 U, f5 Y/ w& z+ N
  10.             STD_HEADER \* M3 Q4 T0 o4 _7 W- F" ~
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \& }6 x- n  O' H* ~  i' S
  12.             "\r\n" \' t6 A7 w) h, l) t: \0 e+ c7 j
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    ! Q- V& D  {" i  d6 K( P& h
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    6 {4 _* A9 ~$ j
  15.     {5 e! j' A: b0 z, A
  16.         free(frame);
    - [: ~% p. v% R% m
  17.         return;% O7 w' T+ g5 O/ h: x
  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" \
    & P3 H! c6 n# F, `2 t5 H
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \8 |9 W; L" {  J& z' P
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    0 d; u( O: e+ Y0 Z4 p4 N6 M4 f
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
    ' J$ D: R# d, B3 I
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    1 J* [% L: u( V9 M7 l  ], X
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    / w$ [" h# y0 [1 a# f
  7.             break;
    $ H# j' ~7 n& S- R( i8 Q1 G% Y
  8.         printf("sending frame\n");
    & q$ s0 V# H9 l
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)4 j8 {7 d  s  V3 p
  10.             break;4 Q  I* W$ Z* F# O# ?
  11.         printf("sending boundary\n");
    0 P/ [- s% ]6 U' ]2 ~7 X) }+ F0 G
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    8 H7 d6 y$ _! E# u6 K+ \" W6 R
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)9 `' {# @! N. t% P* t" c# P7 Q, 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。


- j5 [4 L% R9 ^

5 K/ b' Y0 W# w: B7 ?" }( }  q& p7 d
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:% t; D/ `( j' D$ W- X7 g
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port): [- Z* s4 [4 i# T
  2. {
    # Z/ B5 U1 ~# L/ h( K
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);) B" {+ D) o6 l. v, s
  4.     if(*socket_found == (~0))
    8 U2 {1 c# R" j7 J6 n5 u, G
  5.     {. n! q* P# m. O1 c6 T  A0 i' z- _4 Z
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");/ s, \& `/ v6 ^1 ~
  7.         return -1;
    " ?' D7 q+ y9 I/ X# |
  8.     }1 u: N" Y( y. n+ r1 X* `( S
  9.     addr->sin_family = AF_INET;8 @4 _7 H- A6 n2 V5 e5 I1 M
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    ( U' |. H: c  b) W
  11.     addr->sin_port = htons(port);; F) B* \, V8 [. E  c# {
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);, Q) p( X$ k/ Y
  13.     return 0;# x$ ]  @) s7 x
  14. }
复制代码

$ Y( \5 S3 y. v) T) ?
' i& X/ v9 \* y% Z7 U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:
# J6 ?# @5 `# G7 L1 A" i. z; @  q8 ^
( l2 A$ m, O* v6 p
  1. while(fend > 0)% o8 d' ?2 F( L: S, q  J1 k
  2. {
      \5 a! E4 z5 H5 [
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    + T* r8 @, J" K+ ]( D8 r; \0 G
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    * |; H8 ^% i" x+ J  G- W/ \1 ~
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)2 l3 j2 x# w" t- \
  6. {& o9 G1 R: ]* L' Q, `7 F
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    , p/ A5 P4 Q1 s0 H
  8. picture.fin = 0;  A  g. T4 q% d( _; T* ~
  9. }' [, @. L$ v( u* W5 P
  10. else+ Q& B; x( f7 F( s! ^
  11. {  ?' S- P$ Z. X% @4 D
  12. picture.length = fend;
    ; j$ c; P8 }% h3 |) i" j) U2 u
  13. picture.fin = 1;
    1 J9 Q) ~) C! C" ?
  14. }
    # f6 L6 Q2 |+ k. z1 h# i5 a# W+ w
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);/ D+ b3 q1 Q9 G# p5 x1 T: n6 J0 }2 C" B
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);  z$ g4 f2 P+ T, C3 e
  17. if(sendbytes == -1)
    + k, h! m7 a) Y, Z) a+ N
  18. {; s) p1 S& L9 s6 l$ p! w
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");+ I. |- G& o0 R; {1 B* i4 R2 {# ?
  20. return -1;7 i3 `3 H0 A& t& d1 M1 u/ u
  21. }# W( N% H" e4 F2 ^9 h  Y3 j
  22. else- V& ^+ q0 g" Z- s
  23. {( F* ]8 W: {7 y/ |8 _8 H
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    . d7 X& D' J! P( S6 c/ P
  25. }
    # D8 F- n! ^" Y3 M* n/ `% |
  26. }
复制代码

3 i' M$ |# M4 x* o5 a( Z  M! ]$ }) ^! y/ H6 G


( \& a2 y* S2 v
# c$ M0 u% G1 F4 L( 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, 2026-1-21 10:07

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表