嵌入式爱好者

查看: 11105|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 7 g$ X, r- Z( O! m) c

8 S' L- E+ b% w

* b3 P) `- t* Z0 \( S1 G

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.html0 {4 j, I* |( }8 A  u
% {" i* x1 ?' x

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。

) ]/ {# K, `1 |' G

1 D. ]6 H6 {1 }& r6 L+ 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。

    & z0 t5 ^- B1 R8 G$ x4 a, Q) s

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。


/ t* G6 U  Y: a: t8 Z' R一、HTTP网页服务器
$ U9 D3 c$ t% N( ~$ ]

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)
    + d& ~6 I$ \* r  ?
  2. {1 T1 X/ L% j! o6 g
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    " B8 W0 C' r) y  ~* }  {
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    6 ^# t/ R0 N- ^
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
      |" Q  n8 G8 K2 a
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;* m+ X( @4 Q$ h3 a
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);4 Q: S1 {) u6 O5 o7 \8 Y7 g
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    2 e7 _+ P& z# Y3 L8 j5 c
  9.     int ret;: Y; j! J+ d" ?6 ^2 c. E8 |2 Q* {8 _8 S
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
    # f1 x  Z9 x( L0 U3 _$ F& A
  11.         {3 X: G; H6 H8 V
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    - |  E0 S! J& j, v* J+ {8 C1 S/ j
  13.             return -1;" l- H) ~% x  b. k5 O' t+ {# |  I
  14.         }4 L7 X# P9 d* q2 ~' J# ~# g0 s  I0 w
  15.     int on = 1;) j' T( c) }7 E$ }: D
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)7 m( \' f- G4 J5 x$ B$ t4 W2 c
  17.     {( I' K3 a. q0 v& w/ P* M
  18.         printf("setsockopt error\n");* Y5 z# t5 ]% j7 M" B
  19.     }
    2 s8 M) b! E5 e  g  t
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);/ s; D6 B  v$ j% ~- Q# t# |
  21.     if(ret == -1)( c$ h" P/ C, {0 f" S
  22.     {
    ; Q1 C3 B+ q4 I- N& E# f: `8 ?
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");/ T* i5 F7 j! e3 H. f* H
  24.             return -1;
    / j8 R6 z+ E, U6 E
  25.     }8 e+ k3 W8 F: [0 \0 G1 c
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)
    % k( J# e! A& t
  27.     {0 U0 I$ O+ a. ~( h: o! T2 r: H( N
  28.             printf("Listen failed!\n");
    5 i& Y) [0 |; V3 }% h5 \, i5 d  T0 k
  29.             return -1;0 v2 d" q0 f8 r( q& k7 E
  30.     }5 l. s) K$ U& w* Z# V7 q
  31.     return 0;8 W8 C# ]* J( C1 n5 D; a8 o
  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);
    6 y# z& w- J  N  r* G
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
      L3 K0 f" U" S+ Z" \; S5 I
  3. {% \. v0 O7 I9 L% d; C
  4. 。。。
    8 e  F1 U+ u8 q0 ]+ ?6 t" `" V# ^! z
  5. while(1)
    + ^8 d  @; Q, v2 X# F: F
  6. {
    / Z8 o. P/ e  {9 `7 J& z
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    - q; k8 A' @& t+ m$ _1 l
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    9 d% j; ?: d: t* P5 A0 _6 W8 O: k
  9.     。。。2 f, E, W# ]/ R3 {& O; K7 U3 ~, C
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);: J" R; I+ h' A% P, i% ^. w6 r) V
  11. }# Y$ f/ E' z; G$ V! w3 v9 ^! @
  12. 。。。7 y: \2 a" L( F4 g, Z
  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);/ H4 p8 j: C$ a) ~5 R+ ^* L
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    . U) b2 y3 X5 w9 ]7 ~' W
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    3 V5 f2 w' `& S) A
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    * X+ O4 @+ v+ B/ s
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);3 P5 q! B  g2 \9 K4 i( e5 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;' B* ?4 R2 d# _) X) ]# M0 @0 U
  2. pthread_cond_t pct;- V3 f5 x5 L  B+ @0 g
  3. int main(int argc, char* argv[])
    ( x% d$ F3 U: P0 _6 `4 }4 l# g7 q6 o
  4. {
    ! q- r+ [6 p2 k
  5. ...
    ; Q! ]! Y% w! X7 x6 K
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
    9 q; w8 @+ e( S- j6 w, l$ `' J
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    ; p/ J' N) J3 Y
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    2 s% U  r7 p% H: X2 i5 J
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);; x1 Z" Y2 |2 @2 _3 e# r
  10. ...
    ! @! S* s% j" X$ [  Z6 j9 L
  11.     while(1)
    3 Z; a6 h: h# i9 [$ Q  P* F9 `2 n7 z
  12.     {
    4 V- ^  e0 @) g. v8 @
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    ; p+ L# j+ t+ T9 b% C0 V
  14. ...6 A1 [5 r1 b$ H8 X' b& E
  15.     }
    5 j7 S, C: Q' L' G% d0 {& \& q
  16. ...
    5 a( W4 a% j& h. _: p, R+ L
  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;">
    * A1 ]" ~+ [) h+ 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" \' c: q1 m8 h' `" ?4 C$ A, I
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    7 G5 i4 X) `, w" Q$ `  R2 \
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \! j0 l$ \( `, c1 Z4 X
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \# I; P6 i; u0 _8 e5 c6 \
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    $ B3 ^* Z4 G9 z1 [2 q
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
      |3 y6 }$ h& c4 x
  7.     printf("preparing header\n");
    & P& x% b7 S5 C6 G$ _7 U
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
    9 S6 U: C8 p+ d9 l6 y; W. u
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \* v4 Y8 Q# i# O& k
  10.             STD_HEADER \4 Q, @9 T( N0 f/ y+ T: f7 \
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \/ M' i- J% n/ z- ~0 p
  12.             "\r\n" \
    6 d. |- G; y( `7 c. }2 F
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    " Z" \. P( {( B4 a2 d5 }' _1 K: S
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)1 p' B) g6 D) A' y: b& C; H
  15.     {' O' z5 d& g  J, K1 l  y3 D
  16.         free(frame);
    9 c; |5 N" h, j7 n& L; g( g
  17.         return;
    8 M3 }7 E* N( |+ E7 D3 ]4 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" \
    8 `; d1 u0 @3 @8 c2 V& L5 `
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \2 \7 O$ W- E& ]' Z. Q1 P4 K+ b
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    / _9 X1 L# K8 K1 n
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);5 R* t4 ?) |4 S# c  C
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    2 {2 a9 ~/ F' Q( Z( ?9 G
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0). J6 B- t6 x. M8 [  j+ e
  7.             break;# x& v3 Y$ R; M4 m7 E! X
  8.         printf("sending frame\n");0 C' Q8 z' A! d# O2 B
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    ' g/ U" i4 }! U7 ?1 v9 M
  10.             break;
    6 B$ l+ @" L& r) Q" r
  11.         printf("sending boundary\n");* d/ ]% T& h9 M9 g
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");9 B# M9 ]3 f) y5 ^( s- `8 A
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)4 Q* l7 ^1 A, G+ ?' _, Q
  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。


1 w% D6 h9 z& X% v6 K

7 j% x6 Q# N9 u$ i% e
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
# r+ O! _6 ?' t4 R! z$ W
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
      o8 K) ]; I4 i" `
  2. {* Q- S) W- K5 A& `  L
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);/ B, t; u/ Q5 h: s
  4.     if(*socket_found == (~0))% I5 K0 ?, k4 |' R, H+ C, O" `& I
  5.     {
    9 L3 Q4 E: X: w7 O
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");. l3 {+ q$ t. F6 f& G$ ]
  7.         return -1;
    0 k' q0 L. j$ ~; d* z$ v/ [
  8.     }
    : l# s( W4 B9 f. M+ P
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    5 V) l5 S! N1 W1 _, p
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);7 O. Y+ C! j* X  r
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    ! w( e2 F9 Z! s/ S4 F* B
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);
    2 W4 Z3 t6 F! L5 K3 `
  13.     return 0;6 R) u5 A5 v: S5 m
  14. }
复制代码

8 ?1 R0 Y& w& s% E1 j- o) \7 s$ ~8 G5 g; I& [; O2 r
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:
2 ?# P  O, s6 j1 ~9 x& v6 y  D; |8 J+ s- D$ `+ x

) a3 M; X0 q3 |: b
  1. while(fend > 0)
    . `2 F* j/ L- T+ @; Y/ y3 _
  2. {1 Z/ K% s: g: U
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));, t8 c9 N1 B& ~$ u7 V! T
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    - z* `+ @& X; b6 ?! s7 j! w
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)1 X$ p4 r* m/ J" d
  6. {
    ' _, _% M3 j* s( t9 C" ?1 Y, _
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    ( v$ z8 B6 M( ?2 J3 |( r9 G4 e
  8. picture.fin = 0;2 C6 T  w* b5 y/ ^
  9. }2 d9 d4 L! d9 ]/ u6 s% e4 _
  10. else
    8 }( b/ B: t! t2 q+ p# F0 i6 l
  11. {5 d! `  |4 D8 g2 a7 E4 Q# ~8 U  B
  12. picture.length = fend;
    9 P: _9 W3 `1 p
  13. picture.fin = 1;
    $ J4 I1 x* `% ~+ K
  14. }
    ; q% f% v: d4 @+ I
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    7 r, z# z; S* i, L) t
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);% d* V. p4 z+ l/ k5 O  I
  17. if(sendbytes == -1)
    ; g# P3 ^# ]6 ?( w# F, ~% d
  18. {
    ) }: p# @6 j0 [$ R4 M
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");+ y5 C! i  _4 a; L7 B
  20. return -1;
    9 f" }- Q" s3 {6 o3 n. Y  |' ?8 q
  21. }
    + b- h4 B, P$ s$ ?: D2 _. k
  22. else" k/ A, ]1 N" f
  23. {
    5 u* a+ y# u/ H: S: K; W5 ^/ x6 R
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    ; ?) Y( l! o/ _, V
  25. }
    4 u* r+ v/ f4 k+ D
  26. }
复制代码
8 O$ l2 T# P8 r; w

  g% F  F* @5 J6 P

( |6 f+ |1 u; V7 B& d2 f* P) L
9 y" D, x5 ^8 l9 T4 J- F, J
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, 2026-2-13 07:02

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表