嵌入式爱好者

查看: 10664|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
" \& A1 D1 t( ]2 {$ A9 f! U/ ^. I7 [9 i& f" o7 N# t  n- l& d4 o( ?


6 p$ e. G2 d4 H; o5 X

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.html7 r! n9 B4 Z5 G3 k) e
/ }7 E+ y. z& w8 E

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。

/ m  o! _. p2 C9 T# e

9 R, C7 `! @3 \6 A7 X: 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。

    ( Q) s, N. M" H( B) f& `. f1 T

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。

% ?3 Q3 K: z: |1 }$ c* ~% x
一、HTTP网页服务器0 Z( n" L4 T7 B% s. V: m

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)
    ; k1 B5 B! M# a8 I
  2. {
    3 i) e7 b2 x! U
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    + J  P2 l. r6 \( @5 F- i  b( T* f
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);  X1 t2 y6 ?2 m8 q6 j
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));' B0 C2 W" r. @# ]+ \% @' W
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;% t5 {5 W/ E8 r; P$ L
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);  R2 Z! L$ R3 N3 o# ], G/ v
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);4 b% b0 A+ c# m. {! |$ B- ~( E
  9.     int ret;
    ! U- U  a& j0 J% d* n8 w
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)% _) b+ i2 `% e  B, N
  11.         {
    ) i8 y! ]# D: a/ y
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    8 k) F  j& l" D% S
  13.             return -1;" L0 @6 o3 ]* d6 `9 S1 R
  14.         }
    ; ]3 s5 l5 ^$ c+ D8 M- v
  15.     int on = 1;
      H0 A0 U+ a0 ~- o) m- F" D; d6 n+ t, o
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    6 E/ @, d+ u8 ~. e
  17.     {8 o7 V4 o9 _/ A9 P3 d1 c2 t
  18.         printf("setsockopt error\n");/ Q% j/ O6 v! E4 ?: R) m
  19.     }) F! L1 F# L3 O% }
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    5 b( m9 j0 O3 U# L2 n+ J) r
  21.     if(ret == -1)" }/ L0 L& S6 Q0 |4 [* C/ j
  22.     {
    ! S% f7 \4 V$ W* u( D
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    " `3 m' w( Y1 h3 ~
  24.             return -1;( t: ?! L4 B" j7 P5 f* l0 c
  25.     }9 L- h8 {7 q$ F+ s! v
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)- K1 y& i; B$ ?% \  ~  B# R
  27.     {, `) W8 d2 B5 ~
  28.             printf("Listen failed!\n");, q" C) ]) U4 A# [1 @
  29.             return -1;
    / ]9 o0 ], B* _$ R' t! k- O+ X3 X& _" R
  30.     }
    , I/ ?9 F9 g: Y$ A  b) g4 e
  31.     return 0;
    . o* }" o3 D9 T6 C/ u. u2 e$ q
  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);! i( \. }2 v- ]8 |
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)4 ~) \2 j0 I# _2 |+ G/ R, I" T( r
  3. {
    + Z9 ?) B+ B$ t7 w# a. |( }
  4. 。。。7 A8 c' ]! k8 O, a  P
  5. while(1)1 g% \( s) Y. W+ X
  6. {
    ( j6 r4 l3 @) I+ T, a9 J: u
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    : z6 O; Q4 Q% ^
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");4 v0 s1 |& W/ k' p; w3 |! X
  9.     。。。
    $ Y, C3 C' `( Y) o
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    8 L3 m3 y/ o! {
  11. }
    4 J1 U' \2 v$ s9 G! A, j
  12. 。。。+ I% n2 T5 Q$ z" V1 p, [$ p9 j
  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);
    6 j( M: M) z7 t! g. Y
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    ( }4 b& L% ?/ e# a* _/ B
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    ' ~8 c8 n1 j, Y5 T7 n
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    " }4 z, ~8 K  M3 G& G
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    ( U5 e# g; E8 M6 U3 V$ H
  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;
      L/ Y4 N9 |  I# V6 E
  2. pthread_cond_t pct;
    7 z/ i" r- ]2 T9 ?! a
  3. int main(int argc, char* argv[])
    % K: ^; o/ @4 h) E- i: l# ^7 ]: l) y3 h
  4. {
    ) ^* h% A3 v( ?% c" ]; |
  5. ...
    ( i  v# @" A/ Q" ]
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);, z  E* \8 f) t. o" ^; F
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    / z; p# [. n! d6 q3 U) y
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);4 q1 Z* }. Y$ e
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);2 _2 Q# S9 D! {
  10. ...# F7 ?# Y6 O3 J& l
  11.     while(1)
    7 c5 X% ]' j  ]& g* K% l# U+ O
  12.     {
      \" @0 N; N* ]' H3 V
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    . ^5 k. ~2 e* s2 ^
  14. ...$ t% m# P; P* y- c3 A
  15.     }
    8 A5 D; j7 ~% i0 j
  16. ..., }$ Y" P9 `( h/ d
  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;">$ q& D. b, u4 h. y* _% i
  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" \
    0 {& T# n* g* @( Y) z- A+ I
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    4 ]: T/ g& h" U& i: P- H
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \) k$ Q4 p$ p7 F
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    0 M( ?# ]" d) W6 ~8 i7 ]( U+ ?  U0 z
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"' M5 |. H  M" C; w- V0 [  x2 n
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
    ( P2 j  z) d* O7 e9 G2 W
  7.     printf("preparing header\n");% d1 T% t5 }1 ~- ~
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
      s# t( J8 ~8 l& {) o! z
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \( I1 O4 `- W: o9 I
  10.             STD_HEADER \, p6 e( d. ?. V' b! Q
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \3 l) K7 z- p* ]: p
  12.             "\r\n" \
    ! _3 [' d. ]3 v6 J7 q1 J+ {
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    ) F# K9 q( ?0 l: G9 W: B% E% a: l
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)- {. ], B; G: q( a7 h
  15.     {7 |* |5 w* \, l
  16.         free(frame);7 A4 c1 I: \! \9 {. S! G3 ?
  17.         return;4 {, E  }  ?% P3 @+ p% Q" 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" \
    3 _( A% \: v2 K  a, g% o8 |+ i
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    ; Q9 c8 i. R" ^( ^! A8 L
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \/ f4 S: f1 h+ n3 ?2 {  M# Z% f
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);8 _: e! q) ^$ ?$ J
  5.         printf("sending intemdiate header\n");3 E. \+ W2 Z/ A$ N6 A
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)+ h, [/ s( \- l! j: q' ?$ Z) g- B: t& Q
  7.             break;6 |7 U1 Z0 f- }7 [; s. p
  8.         printf("sending frame\n");
    9 ^- J6 E5 v+ q: P! z- G$ o
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    $ ]6 j  z4 F% T
  10.             break;7 o. x) \$ C6 t* n0 E: X# j
  11.         printf("sending boundary\n");+ g5 H3 T8 B7 _* o
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");: D' `0 c9 x4 \1 L9 }- P' f
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    / B7 S8 u7 F0 h% a* Y
  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。


) o+ v, H( _0 l2 V9 F7 C


' l: ?7 M0 H. E" J8 d二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
6 m7 e) D* s3 G9 D8 ]
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
    : S5 [' s( i+ I$ {$ F1 n9 K
  2. {' }: V. N/ f. l" d2 X
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    * j4 ]: i' E+ c1 ?
  4.     if(*socket_found == (~0))
    4 Y2 Q% S# ~5 ?8 W
  5.     {
    8 _1 j+ E- S4 t/ `. P% Y' T9 `8 F
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");
    $ W; v; t6 Q1 B0 X
  7.         return -1;
    " ]1 ~/ P- S! b( {% t, m
  8.     }" |! o# N$ `) w, J
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    - {* _0 ]" Z. P' o2 r8 B- z
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
      _. Y2 M7 {1 \, q5 Q
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    8 U7 U0 ?9 @. d1 n; Q5 r$ e
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);
    3 J8 M  E* P. H' x' K3 T
  13.     return 0;
      g1 f0 w; \7 x+ B- l- u
  14. }
复制代码

+ J9 N. f% M/ r8 G
% v- g( D. L8 u6 S# x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:
: X5 ?. D& f: ^% {0 N
# ~' ^- T/ f7 n- m2 `
# y' p- b, j2 Q3 W/ v4 g
  1. while(fend > 0)
    ) u8 Z, D: [7 i, n! p, G
  2. {
    % d9 ?- u4 \4 V; O4 v( M
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    * i+ W4 g$ K' G
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    - l3 g  D$ S. `6 T2 y8 |6 T
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
    . |- {/ e& Q7 |9 ^9 h$ {# a, v
  6. {" C) D/ |/ h' k+ W1 o$ F$ p
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;& B1 h+ Y0 @! P3 m# E0 }  ?
  8. picture.fin = 0;2 a& `2 T3 t2 U$ c4 Q+ U
  9. }
    : P8 J5 F+ h; p1 g3 Z& \
  10. else
    2 p. e4 p+ j. N' y$ N
  11. {9 A8 d2 O" V4 b( i, R8 Q& k
  12. picture.length = fend;+ u. P/ d6 K" h& Y7 Y( m
  13. picture.fin = 1;
    ( F. N/ ?6 g* @# t
  14. }
    / i# c2 ?1 H/ A  r$ X) A6 v
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);+ X5 n. A9 S) R( C2 `
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);$ O5 ]8 E0 D8 ~/ Z( C* {7 L' W& g
  17. if(sendbytes == -1)
    " G: C; h! K+ s+ p% H; K
  18. {
    4 p4 v: {9 _  s* r' |. D
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    3 b  ^* g, M% m5 n, `
  20. return -1;- O# D0 Y  O# @# C+ W& b+ T& q
  21. }% S7 t# \4 j) l4 V: T! ?6 x
  22. else
    . t) z& w6 A6 {3 a- _0 l3 \
  23. {
    / f3 l! c0 d8 _1 d; W  ]. [% L
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    ( [8 K- ^$ v( I" U4 D1 k5 E
  25. }1 W; q! {7 m2 V, P
  26. }
复制代码
, L% }, `& a( L$ z" a" _
4 o. z! b0 h4 [5 h

0 B0 \8 w( k* \# c& I7 A/ X
5 D8 W7 h9 Q; ~6 @, l0 r
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, 2026-1-5 17:21

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表