嵌入式爱好者

查看: 11864|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

305

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 ) {" w0 [' j& @2 |) T

6 b0 A" G" q- x/ W0 g: i& Z


$ ^1 o$ s) V6 @* F

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! h0 {& K" S+ b/ L% x- |
$ v7 }2 P4 }1 c4 Z

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。

8 {. Y5 |: y' i) Z+ w7 T! R9 m


. l/ Q/ ?  }0 T* R! I5 m' p* v' `6 ]

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。


    ! t1 |* b: x1 O! I* r+ W$ X

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。


" x5 Z4 x4 P6 l一、HTTP网页服务器& }( a( {  Z( p) D/ 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)
    * c" E! d# G! f1 ^
  2. {
    + Y" ^- i2 x3 ]8 p: E# T
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    " S1 n, p( o: s
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);0 k" u8 B6 s4 y% \" D( ^; ~
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    ; J& ^0 V  C% i) ^
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;3 [; P5 t9 K! J) s
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);  e- N" M2 f6 ?& Z' Z0 b
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);* \* m- U6 E9 o2 L$ J4 h
  9.     int ret;
    2 r; L2 k; z, q
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1). e* R7 h7 w7 K& K+ o7 @' H# H
  11.         {
    7 F  {1 }& \% u& Q% j6 ^! `
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    7 R0 c# \+ B) b6 W% z4 Z& {8 y
  13.             return -1;
    + N, m7 _8 K% ~9 `
  14.         }% Q& {9 b6 \/ j5 R
  15.     int on = 1;
    * x+ `+ G6 o$ h
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    ) ]. z6 D. z! g! s" k
  17.     {
    0 R6 W! z% Q4 y; c: [) k
  18.         printf("setsockopt error\n");4 E$ ^# T) o  R/ J
  19.     }" C! |2 p( a! ~/ |6 j/ ]3 \8 _3 l
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);& k2 n1 ^. x0 }8 R
  21.     if(ret == -1)
    & V) M- l. N% Y' [& t& Y
  22.     {
    & w$ |8 [- B# Z2 W; N* E. l
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");4 X' h+ X+ Z$ u% U7 e1 b
  24.             return -1;
    : V/ Y1 j$ J& R1 p3 `3 q; L
  25.     }2 u& B# I. K/ Q! ~% _  C  J
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)( q* d2 q+ |" L8 W' F- x1 K: T( U
  27.     {
    4 e; F4 |: h+ D% w
  28.             printf("Listen failed!\n");
    5 e- G7 E/ W( Q! k3 a- P, ]4 |3 p8 Y
  29.             return -1;- E! Y/ r4 U" Z2 K0 c' J
  30.     }* M" h" o8 f7 m. c+ M1 E1 H5 N- Z
  31.     return 0;) C1 b. S2 V5 P4 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);
    1 P6 k; P2 o8 m- ~2 ^
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)! p. ]2 U. h3 K, l. g
  3. {6 j, S6 j. M' e! a0 q5 ~! @* P7 ]  M* ?
  4. 。。。
    4 x- X/ t. `) S; A6 w7 K; }; F, k
  5. while(1)
    1 c" P7 r' O* [7 {; e$ X& `5 C- r; J! w
  6. {
      Y: ^4 l: V# f
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);- F: |$ a2 c% {
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");9 E* X  \' y* C* M; H  |9 [, k
  9.     。。。
    5 u8 Y& P+ d/ _+ [8 D+ a' N5 M
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    : k" R5 q; s8 M5 v5 V
  11. }/ g$ `9 [: m) ]
  12. 。。。
    6 o% c& L# X6 T1 d
  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);
    & e+ T: {% b2 D/ m$ V
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    & B, ?* A2 m; k
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;% ^- X  U- V% _; O& v3 h
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;  P1 j0 v4 W6 M* G# W) ]7 M5 \8 X
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);. d" i5 w8 f2 @: K# T+ _8 c/ }
  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;1 S! L# {8 L6 O8 E1 @( K
  2. pthread_cond_t pct;
    - I' I% g- D; y, O+ S
  3. int main(int argc, char* argv[])
    , T3 }% y1 R- T5 ]
  4. {- F" \! V- Z: y* {0 h3 W. i
  5. ...
    ( W" Z1 D. \( w, P
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);9 [9 M& ]2 T! `! V+ |; \
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);/ N, Y9 M, Q3 V) f1 [. q, C9 Q# i* x, z
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    - m$ u5 q4 T3 k7 h9 e# L+ r
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);- Y6 ]& `7 @6 J
  10. ...
    5 Q" h* T/ `% m/ m
  11.     while(1)
    , r9 S4 e. M! `/ J  I" b1 V
  12.     {9 M$ `# P/ O7 C& [0 @2 d
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    ; d* p5 ^* ?- U6 ?
  14. ...
    2 [1 a4 \! H& c: ^2 w: J0 u" U
  15.     }
    8 ^' a4 c  |  k4 b* j; Y
  16. ...8 ]# x% }3 h3 F9 {
  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;">
    ! m3 m7 s" ^0 r; ]: [2 F
  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 X/ q+ e: |: O9 A. g" j3 [
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \6 r, ]9 l# G- b- f
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \: o- h1 v& B/ E- t
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    ) M/ U# E. R- m9 D! `
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    3 y7 }( G0 I: T( G7 W
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
    7 H0 J2 J' O3 d' P
  7.     printf("preparing header\n");* M. p3 s# T4 J* b& {( f
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \  ?. f! W) X7 N  O# R9 ^
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \) h1 k, d$ E, Z: m/ u
  10.             STD_HEADER \9 |, m. Y" g9 v5 Q
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \3 n( ~" r. H& V2 o2 |( i% n
  12.             "\r\n" \1 {9 @+ e/ l9 B; w
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");" A' S, \4 M/ c2 m( v
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0). d$ @+ P0 I5 j( B* f
  15.     {
    7 Z# d# V6 |. b2 c, x7 O3 a' G, F
  16.         free(frame);
    ( \( X9 Q0 D! u/ h! Y
  17.         return;) R8 K- p$ F; v8 U, e! B9 k
  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" \, r! y; I* E8 F; v- }
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    : k8 X+ o6 B" ?5 Z6 e2 _
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    % l1 J( C$ S+ [" k0 G7 N
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);% c' Y( U1 y+ V8 T, v
  5.         printf("sending intemdiate header\n");7 w' a( ?  D6 p
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    ! g. z- w* R, V  |4 X2 a- j+ A
  7.             break;
    5 V+ ^4 t0 U4 x8 N3 l
  8.         printf("sending frame\n");
    7 r7 ]) U' |9 L
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)) d* b6 K& w8 {
  10.             break;
    ! U: e  G( p# G/ I, L
  11.         printf("sending boundary\n");
    6 g5 o2 I- q8 V1 u# |: v
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    1 M% q0 m, i$ }. ~6 y- I; h) C. t
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    ; @8 {& B+ d: R
  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。


! `5 T! z/ W# r5 @) N8 t

" |/ s" K7 q( f8 o
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
' c5 B, D' y; _6 e1 {9 C
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)' G5 p" E& ^2 y, J( ?6 d
  2. {
    , [/ O/ `, @$ |
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    - z7 c. ^& ?) p! L$ b
  4.     if(*socket_found == (~0))
    . T2 v4 H9 e* h7 g
  5.     {
    # p6 C* Y' V- ]$ _
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");
    . i2 r( J6 v+ X# y" D) K: p
  7.         return -1;
    / c2 T7 u$ o  l: ]0 I. z. b
  8.     }
    ' [* R* Z0 c" K' e' V
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    " ~, |) K. }# \! ~
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);5 o6 b% ~0 ^4 N( [6 X) E! v2 S
  11.     addr->sin_port = htons(port);% {$ R5 w9 w- K# `
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);* N% e! X. u6 I- R5 ^" m: G7 O
  13.     return 0;
    & S7 H0 c. f5 W
  14. }
复制代码
& y$ ^& s% Z: T+ }' `" V% N, }1 U5 N8 [
; Y8 i+ t6 ]- 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:% e, ?8 p  G3 H
" Y) u, b2 c  ?8 q) k
; L; N0 P# z6 t" A$ ]
  1. while(fend > 0)# `: b3 x1 p, f- y) z( F3 \( |5 ?
  2. {) s3 D  s1 j; m& {9 ]7 Z3 t+ x
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));8 ^8 Q) ], M4 q# \9 b( A7 w$ y
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);6 t, e$ @& T" z6 z4 x
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)2 z1 T- l7 |5 \4 s4 F
  6. {
    7 r. y; G1 ^* k8 L
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    0 p& n# V1 _/ {; g( [
  8. picture.fin = 0;
    3 Y$ T( z6 v. y1 [7 x; N- C2 w
  9. }
      Z# D9 g% n$ R" b: ^
  10. else6 t& }  [% g/ x+ g
  11. {
    8 d9 x% O# \- r: q! f
  12. picture.length = fend;
    4 {5 n+ P: V. j" n
  13. picture.fin = 1;2 q2 C2 _- ?, a, d( {
  14. }
    ; m( P* _6 h$ U
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    + s: p4 i. L" U6 x
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);8 e! E5 B4 y) I6 _3 [
  17. if(sendbytes == -1)0 M5 g/ T8 H6 k9 M4 d& v' e
  18. {
    0 O; i, c0 Y/ H& `5 A3 K5 r5 V
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");. d2 g: R+ F  M* |! O/ `* \
  20. return -1;0 g- s. d1 H$ M3 W1 N6 t
  21. }
    " j' ?* S. L  l# {/ O0 ]/ Z
  22. else
    ! R- l. q" d# O! B
  23. {2 c  D2 c& Y. U5 z: W) d. {
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    4 b: p! N- c5 H/ S: |+ ^" J
  25. }
    4 P9 S* z* Z% p7 x0 C' p
  26. }
复制代码

  |. C) `& u0 [( t8 W" e. g
$ y$ X; y0 B: V/ X8 G  [4 d


# T+ M# F3 f# d& y2 U2 l5 e3 J
+ p( ]; o0 D4 ^) j$ V# diMX8MPlus 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, 2026-4-23 09:26

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表