嵌入式爱好者

查看: 11816|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]

48

主题

55

帖子

304

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
1 r; Z4 V0 T: T
" s' e$ m) `% G. q


9 a- g7 i" e* v0 H/ 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.html
, V$ G; i8 }8 f' ^0 `7 F
9 h: E( ?5 a$ p& C! g+ H

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. W& h2 u" e


! x5 Y+ W1 T/ O# l2 H' s6 l  m* Q

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。

    + H. h4 @+ e2 z1 T) T/ A

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。


) m! E" e) p+ ?' s一、HTTP网页服务器7 C7 B* _, c+ S& Y! ^, |/ A" g/ \

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)' Z8 v; f( D8 z  F, ]( A6 }
  2. {
    . z5 I. ?9 I' F, G% y2 ~* Y' _
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    0 ?& B$ p0 U2 @: C9 n
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    # [' {) p  L/ e& o
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));# H! n( R, k* S( K. }, ~
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    : t3 ~' |0 \- J3 S: P+ q
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    % m  [2 Z$ u2 g3 ]; l1 d7 c
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);+ h" _8 Y" A' m+ Q$ p9 g9 V2 C
  9.     int ret;' @4 b2 @/ a- E$ i. ~# G
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
    9 i* p" O6 |3 h0 s1 G. F
  11.         {
    # W  O3 t; m/ @# r
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    , v% n+ Z* [$ V& {: L
  13.             return -1;7 `+ F9 u1 T. y0 ^* q* b3 O8 A$ q
  14.         }
    5 f' T8 J; \$ V3 Q, A
  15.     int on = 1;2 m! g9 Q" V+ D8 Z' Y+ _0 P7 c! t
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    5 T- g/ _, d& |5 P. ^
  17.     {) D  e  ~0 E5 d2 \) H
  18.         printf("setsockopt error\n");
    3 N/ T6 Z  z4 O; g9 d$ ?
  19.     }% b( j* f; Z/ J/ g8 L
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    : L! u( s! W( f
  21.     if(ret == -1)$ ]# U. N: T, k2 j3 w) R
  22.     {
    / I" f3 p: l9 g# k9 Z: O: K- v7 A
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    9 k# W2 G" }- b! A
  24.             return -1;% b% v% X- u. _0 n1 [7 [# q' D
  25.     }4 D4 y5 d" ^3 t5 A2 U, D0 E; [# a
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)
    3 f8 E0 j2 f6 _8 {* r* Y4 _, S
  27.     {: n) t" t3 p7 I3 D$ I1 }
  28.             printf("Listen failed!\n");6 h  K5 [+ \8 y, Q5 C6 ?& L
  29.             return -1;
    " o( v  s5 K3 Q. _5 t
  30.     }
    " G) j( O7 X* i# k, c
  31.     return 0;
    # b6 K/ b4 |4 @4 y, U
  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);
    ' l$ Y$ @0 O3 `* [5 N# `4 P5 U5 h
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)  z6 O& @* u- m8 ^- f7 n: L
  3. {
    ) N1 k7 L* s& k  ^; @5 U, b
  4. 。。。5 X7 R' D5 J! q6 g% p
  5. while(1)
      G( j$ p4 l, ]8 i
  6. {4 r& A8 F  L" [5 L/ S' ]
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);0 ]) z9 k' x8 z
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");( x4 t8 r+ o1 r  {
  9.     。。。2 c4 S2 R4 ^. [9 G1 |% ?* J+ x! w
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);4 y% ?$ v9 [# h* j4 Y
  11. }
    " l. x0 L, H9 L) p
  12. 。。。* h6 A8 z2 I, c  b
  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);. K% B! W0 s* X  H, y. O5 y
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    & M+ g( _! p( ?' Q, u6 l' y* c
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;# O! {6 j- u; M6 N5 N) r# H
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    % ^8 U$ ~1 V- X0 T; I% t
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);& K0 f  b9 f. q, u. x
  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;
    * j8 ^( P4 a3 t, f
  2. pthread_cond_t pct;
    9 n" t7 Q7 Q; s# @0 V
  3. int main(int argc, char* argv[])- n5 P6 t% H/ M4 c2 s9 u) t
  4. {
    / s! c9 H" F/ V1 a. ]/ E/ z# V
  5. ...
    3 a' M! n6 ?( i
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);5 w# o0 o/ ?$ q7 Y2 u7 B
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    7 v4 r2 u$ s8 i( K3 H
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
      @# O' l' V( b" I- g  }+ C  e( L, c
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);; w+ P1 _. X8 M# [
  10. ...* e/ g% i$ [* {  l$ k
  11.     while(1)7 a! W0 W. d0 M# n8 x
  12.     {
    % I0 H' d! P( q4 Z' E
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);* h* i* K; F) D! u# E( i0 @
  14. ...
    ( Y5 a+ _; O% q$ a5 d9 H+ O0 R
  15.     }
    2 D+ `5 q( X! h$ d+ o
  16. ...- \9 Q6 x8 ^) E# ^
  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;">9 F' E! }& M5 Z+ y" S6 }. M) j7 \
  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 z/ s. R! B9 Y1 Z4 d. Q9 S4 y
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \3 ?( u9 n# Q$ U- y5 V% ]; j' u
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    1 T7 S' D- }' z( i7 J: y8 ]
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \- _+ g) r; n" E! ^2 v' h
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    ) M* l2 b8 `5 g3 P9 e# U
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
      p! A% l$ E' r# T0 R
  7.     printf("preparing header\n");
    1 I) |  x# s0 A( b
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \, W7 t2 e0 e) A& @& x
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \& y" k: n+ v6 M$ k9 c. D& Z/ ~
  10.             STD_HEADER \$ H- `# ~! S0 c( Z$ }3 W
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \: A. q4 y! I: M' g7 l4 s9 q
  12.             "\r\n" \
    1 e- S- X6 M1 T/ u  W
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");8 L' l5 `- Q, P$ ]3 s4 f9 ?
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    ' Q6 z1 }0 I2 E& B3 b
  15.     {' K, p7 U8 D  O( {+ D8 R( f2 G
  16.         free(frame);
    : w& z5 Y* B; k) ], L$ H
  17.         return;
    / h7 k- s% ?0 |3 }
  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" \5 c; s% f0 H- n6 Q8 f
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \6 O; U5 e; `% w- k  ]: a
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    ; P3 b) S! [, c
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);4 a1 a3 H  d$ p$ X3 b* J
  5.         printf("sending intemdiate header\n");8 ?9 j5 e( I: M
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    ( B9 v$ L* e6 G" S+ F$ L
  7.             break;
    / H) X7 z4 F! V7 y
  8.         printf("sending frame\n");8 d: Q4 G1 Z0 i# g
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0); n# p  O; ?5 O4 `8 f# Y
  10.             break;, U% }% x2 L) Y( _
  11.         printf("sending boundary\n");4 B& V+ Y2 A, B0 N
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");& y  f9 m# {: P+ L- K
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)$ u; O. k! Z+ i5 {
  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。


) w9 b3 M! r) G9 k

% @& k. o$ p% G/ l# V5 C' K
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:8 |1 f( M: Z0 }$ q" p
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)2 X% L8 I$ k" L( z6 G
  2. {* W  N' p" }6 B/ V/ l& r
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);# Z2 t# B2 b# n) d2 Q
  4.     if(*socket_found == (~0))
      V( z2 z; O# ^* \# w* g! ^1 ~4 [
  5.     {
    + C4 U, l+ ^6 x1 Z/ @
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");; \0 m7 d( W$ \- |& T
  7.         return -1;
    3 t# C: [1 m% J' K" U$ v" K* j
  8.     }. {8 |0 Z* S' `+ A
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    ' d& [- J- U( X; }: G. m- [% Q
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    / b- h, d( h  V, Z+ K. f, x
  11.     addr->sin_port = htons(port);) t6 w8 V- g% C% V$ ~
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);
      x3 g* S( \& r9 O1 T7 W" s# g. {
  13.     return 0;
    4 i) G; H' s  m. Z9 i. r! v+ i/ ^
  14. }
复制代码

, ]" z' M5 P% P  S: P; v: `% T/ z2 c9 X0 }9 x) I; t
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:( V: J  k. M( @# \* _

! \% `# e! z6 g0 H1 B  e& y! \0 e) g  {  ]  `, e' }0 p
  1. while(fend > 0). C, ]! ]- c+ Q  I
  2. {
    8 s! V" F& e; r# G: c& i# ?/ r
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));3 p6 m6 u; d5 i! x, s; v
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    - d( y! q9 p- @; i0 Z1 L4 t
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)" v1 H" t9 _4 _2 i) }3 g; \
  6. {1 d4 [4 r2 {6 J; M# s
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;. `$ d' Q4 ]* y; _9 @( }7 P
  8. picture.fin = 0;
    ; x+ _, Y* [! I% n+ t# n$ |
  9. }
    $ ^( h2 }8 S( l/ ~+ Y# B8 p1 l
  10. else: P; U$ ~9 M0 B3 n* Z& v/ O
  11. {; h8 \+ E( X& i$ B
  12. picture.length = fend;
      O. n9 p, o, G7 y- G* c
  13. picture.fin = 1;6 ?4 ^+ i( m) \5 c& U4 u  b; s8 I# k5 D- x
  14. }, ]8 `5 `6 ^. d
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);7 _8 O7 X, Y0 }0 M) c/ [
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);- M% _8 B9 e# F5 M7 ?
  17. if(sendbytes == -1)
    # W9 X9 |) M. b# N- x2 }5 r, ], x
  18. {
    + D$ n, O+ O) L' D  \
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    9 B: n( ~! ]/ v( r
  20. return -1;( X, M" M/ C, ]1 j/ ?. T
  21. }
    " `! o1 M9 d. s, V& q
  22. else
    + @0 {0 V% p- m1 a0 x' s! N' T
  23. {
    0 R. m6 z* j( |9 I& q+ t5 J: l: R& ?1 @
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    8 P8 o1 s+ |% c, R4 R) f3 J. g
  25. }4 \  S# P# a+ G( N
  26. }
复制代码
' h; \4 k% x0 h# x9 k; N8 v5 N5 C
" ^3 T, u9 g/ o. i& q9 z


! {; B/ V! ~9 C, r) O" U1 \. j; z0 F6 n9 N7 J( x
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, 2026-4-18 22:53

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表