嵌入式爱好者

查看: 11172|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
+ Q' f8 Q9 j7 R# a: u. b0 V0 [+ ^3 P- V. B# O


' I3 B) k' b. V& m

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
1 s2 [) H, C1 ]# C6 Q2 [, l! o+ f" k  Z) ^- g! `3 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。

: Z0 p/ O  f/ g7 w

  m/ f+ O. ?/ N* ?

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。

    2 M6 g! y! U2 g; f1 g4 }

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。


5 D. ^( T1 B& P7 M  n一、HTTP网页服务器
3 y  x4 L2 O# d! _. c& t3 ~% t

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)
    . f+ X3 M; o3 u4 e* L
  2. {( y2 [1 P  q, X/ ^
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    . Q% z: x+ g2 g8 H3 ]9 S
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    1 c* C5 ?; m: N9 {
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    9 [, D0 t  U+ D6 {
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    + h6 c( u% j) \5 z6 n% j
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);  d& n- i7 E$ T( E. H- }
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);$ P; H7 U3 D2 F- f" n
  9.     int ret;
    + d1 o5 R! z% z& Y3 P0 s: @' y
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1); }$ S) W, ^  A. A9 |% \
  11.         {
      c6 }1 u0 T' @" S* V1 q8 i" `
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    ; s2 u  d2 `- x/ E# b! ^! w
  13.             return -1;
    $ l8 k3 Z/ K2 c7 N
  14.         }5 w0 A8 i# M  t. z( }% e/ A
  15.     int on = 1;
    * x: C7 d" u1 E1 L* J# Y0 Z
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
      f1 A4 C  @7 c8 ?5 A! a3 K
  17.     {  l/ A  T4 v2 D" B2 F2 q4 |+ |
  18.         printf("setsockopt error\n");
    2 e" o7 {9 [6 x2 [( j
  19.     }
    2 l8 H& C( h5 Z% E. L
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    / L, n) H% Y1 L4 \
  21.     if(ret == -1)
    6 @5 T, l1 V2 P' m
  22.     {
    ( V0 f  P& ~% a. E3 E
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");0 Z( o" o" _4 P1 N
  24.             return -1;
    - S+ V, ]$ o$ m$ N
  25.     }
    ' z( p! }% n' s
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)
    , Y4 S& Z: c4 t  w+ }+ V
  27.     {
    6 f, I$ }+ W. a0 w
  28.             printf("Listen failed!\n");
    3 c! ~7 ?7 G9 D% a5 B) r% W
  29.             return -1;4 v# N1 ~5 e! p+ f5 C
  30.     }
    + i/ |+ }) H) e7 {
  31.     return 0;
    6 u4 f# o/ I% @6 B4 u: 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);: i1 q( Y" l- P' B4 C
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    1 m5 A- M9 W, |" x5 D
  3. {
    9 `4 q0 ^8 }" I  E; w* x
  4. 。。。
    5 h6 Q) s4 t( N- C
  5. while(1)# ~3 C" T3 h( W- R& A
  6. {
    $ [! A: E& s( Z5 @
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    # z1 ^0 g4 G0 `; Q, M1 |
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    8 x* q; i1 @+ h
  9.     。。。2 a8 N9 A2 m3 ?' Z0 b; [8 U3 a* J
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    . {, }9 d, |4 a4 d$ h
  11. }8 I, `6 F& s  T
  12. 。。。
    " K) l+ X* R# T$ ^5 x# _
  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);
    # |3 x& |) m- a! b8 `
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    * H3 F0 m  J  Q7 |  [! N% E
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;6 T: \2 h8 [; j+ Z
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    ) l7 b5 B. H4 ~' b6 U5 l- v: ^' ^0 S
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);9 P; l& F+ X3 ^& C/ p' j, L7 \
  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;
    ' J) w4 l# `$ J
  2. pthread_cond_t pct;, g* Y; y. \2 Z. c
  3. int main(int argc, char* argv[])+ [4 z8 u% Z0 [1 P4 `  g4 K& W
  4. {% U' A( d# e5 B9 W; K% S4 X
  5. ...) _' a" b9 T1 b; Y
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);0 y7 h( Q! A3 e, J) w9 ]# h
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);) s6 Z  B5 R/ I) v0 U9 l
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);; i- P7 t. R8 m. @8 F
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);5 }9 Y7 B/ J, Y0 r9 f1 Q, B, x. M
  10. .../ Y" k3 r' [2 o/ k! Y3 r# o4 ?
  11.     while(1)9 Y7 U) y/ {  O
  12.     {
    2 ]% |* j) ]  T% Z' Z, H' @% x- r
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    + b* P$ X' n' K" }. N9 c* Q
  14. ...0 J( o2 ~/ k( [7 O  q- x& i
  15.     }
    7 f- @* D2 {, T" L5 A
  16. ...
    ( L; F- j* L7 g# L' y1 y
  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 p% Y! ]: |! x. d3 o# _6 D8 g& @+ p
  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 `" S5 g0 t* W- e0 M9 l6 W! S
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \" p/ T. n1 i- D5 P
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \# |" O6 y7 O4 F/ y( j
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \- z) \& U3 K4 q9 Z4 h0 U3 j
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    1 L& O( y- K" o+ X' v2 b
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
    . n) N" \# V" \( ^& G
  7.     printf("preparing header\n");
    - Z6 O& L) p" }/ i5 f  }
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
    5 M1 \, n/ O) ^) `+ |( z3 G& F/ w. c
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
    8 m& J* _7 c8 X/ F5 [, i
  10.             STD_HEADER \+ M' e$ O% B4 D. o! h1 p* |' H
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \" L8 c. ^7 {* T) s0 G( W
  12.             "\r\n" \
    8 _% f) K, C) N2 x+ R
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    $ Y. k/ S. n" s
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    # M( P4 @0 U0 M3 O- n* k7 a1 M8 l: d# Z
  15.     {5 L, L! q& F$ [% l: B0 z
  16.         free(frame);
    ; ~; r  I5 J: {6 U3 N/ I0 m* ~
  17.         return;
    , |1 S$ X' e& @% X- 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" \' j) s) G  b& s+ n" k
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    ) E7 `; B6 h+ w4 N
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    7 N* F  h! |. Y7 b
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
    ( p" S2 H% ?! E8 g. e7 J
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    2 d$ @, O" L, F6 H! y5 l2 j
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
      ?- ~4 C4 f& |% C& ]
  7.             break;1 B1 a3 K' Z1 }( L* S8 H* ~9 E9 p4 E
  8.         printf("sending frame\n");
    ' _3 T. U# @- }
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)+ O3 K" d$ r- U' k' x: ?
  10.             break;1 G/ A! S5 s1 u: b5 m, X# _
  11.         printf("sending boundary\n");
    # y  S. j5 Q: Y$ }3 ~% g0 W
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    # P" E7 a. \, s- r0 b
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    2 ^& }" {* s7 v+ V# k1 l
  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。

) I# \+ {: \) Y3 x& K: F8 F

. ?) _5 q1 H$ X4 V1 X  Q
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:0 G' ?5 y8 u6 D. N
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
    ' j8 ]1 n* X+ |2 _; V  z
  2. {2 o$ b6 {' W* A: [' x) {
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);" a1 p0 P, Q) X& Y$ o4 [& U
  4.     if(*socket_found == (~0))
    ! S# }# p) f2 W+ w' X2 S! e
  5.     {
    2 R! L$ N! v" G2 u9 A9 c
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");# L, Z( B0 D# }8 C
  7.         return -1;
    + i# u  r1 e' q7 r6 {6 W
  8.     }
    & ~1 W+ l; x4 |- W
  9.     addr->sin_family = AF_INET;" C9 C$ `1 |/ L* f
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
      J2 s% C3 r" l
  11.     addr->sin_port = htons(port);8 C0 s, m+ k* r% r+ ~
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);1 y' @& o# e8 e, v# l  ~
  13.     return 0;
    + e3 Z6 Q& ?& e
  14. }
复制代码
2 C( p* F, {  k
& g9 Y$ g* i+ O" D! N( x' n. 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:: \! N3 g6 K* w3 _0 M+ ^. k/ _
2 \4 m/ ]" _2 S. [

, ~; }! M5 `  U: f0 J
  1. while(fend > 0)6 b! n- d* _' E  @2 E3 J
  2. {
    + j: p. U4 w0 P0 C) M' n, \, ]
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    1 s5 C* i7 m# D4 U& y1 G0 J" C
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    # }, H) |+ A; A( j  @3 j
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)* }! G, V: o  l  p
  6. {* T6 o" p1 e, u) _3 E
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    ! o9 Z3 W" A8 r; [( [* N' o6 Y
  8. picture.fin = 0;
    8 y6 J& X& e+ D' l, t
  9. }/ a8 V- d6 G9 j9 p# ~- J8 `
  10. else
    + n. S7 x4 Q4 ^
  11. {
    + A* i! k/ \  {
  12. picture.length = fend;
    8 E: \9 i8 c1 g
  13. picture.fin = 1;
    , Q! D( A- o1 q7 M& j' T
  14. }- {. O; c5 X7 ~7 g0 d
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    7 P: n7 K8 ^1 w
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
    * D/ _& R8 ~' D8 n
  17. if(sendbytes == -1)2 n% @2 ~1 W# ~$ E
  18. {
    * a7 u; x9 c  S, \
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    ; `! W  l7 m# q3 k/ `
  20. return -1;
    5 ^4 D% n4 C' h
  21. }
    / l) D' }7 q1 g4 d* [
  22. else
    : s% ]; S* B2 d$ W) B! L
  23. {( o7 e8 {  g/ }3 `; M
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;) I! X, l  \2 b( ?* ]' E( r& x
  25. }! }/ w: }+ T; F1 M6 w8 k7 Q( Q
  26. }
复制代码

0 K; {; S1 }3 g' Q. Y5 x
7 ]4 {: H- f  f* [7 N- m6 E2 V: Y


2 {* a3 X) c" [7 u% w3 [
* e$ I3 G$ n/ i9 _. X& z. G8 NiMX8MPlus 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, 2026-2-18 22:24

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表