嵌入式爱好者

查看: 12096|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
: m2 }6 P5 q' X. ]4 G( j8 M
$ N$ Y6 A  z" a! L4 t

) M% i+ |- M: X' a4 x) 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, j9 p  }& ~! w0 d1 N5 D

. f- N4 I- \; n% G

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。

) S4 z- r# C( |! ^- _9 e4 Y

# o* r4 w# R* ~- U$ d

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。


    0 I4 d3 h+ i9 ~6 l( p

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。


9 `# c3 Z1 z, `- o1 |一、HTTP网页服务器' C. c& b; q3 w) T1 e6 k' o- M5 D

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): _/ ]- q' _8 M+ i( r0 O; O
  2. {
    % y! O: s5 B6 D3 p
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    ; _6 @6 ?+ `8 Q/ p8 _/ |6 a, [
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);. E% }8 y. A& T! U7 b
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));, O( T0 ?4 }$ a: c0 k/ ]! _
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    " F& `" V% v. ?3 e8 X
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);& l. I6 a9 d$ E# N0 V/ k9 S
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);3 q6 }. O) j, X
  9.     int ret;
    # M" F1 c! E2 {  z: w! u
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
    + ^! h  G! x$ k1 m1 R
  11.         {3 w$ a, J0 H5 c5 \
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);+ O: U% m* G. h* v
  13.             return -1;6 ]; V9 _# q* Q0 l& l
  14.         }
    % h7 S5 [- L3 I# F1 {0 W- |# k
  15.     int on = 1;
    9 H; N& r$ K- {' I& _
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    / m+ d" ^' O  s; ?
  17.     {  I6 K* ~! X" W6 c. R4 A7 X
  18.         printf("setsockopt error\n");
    3 j9 [( A# n/ E
  19.     }
    # G# Z, g/ Q1 o* O) H6 C% q
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    , O' o! Z0 g/ z- }# ?- e
  21.     if(ret == -1)
    3 H+ X" N' i9 }1 N
  22.     {9 G  E6 o: t5 D6 k: S1 k1 S! Q0 B
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    / v7 f- C; r8 t1 K
  24.             return -1;: o8 Q. }- S4 @7 z4 `# M) t
  25.     }
    : B! ^- D+ M1 i: b5 [9 Y
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)- Z3 A$ K+ e+ z% `4 u1 J' \! s* n: U
  27.     {2 h) r# |( N  ]/ V* k( j/ U5 O
  28.             printf("Listen failed!\n");
    1 Z1 @! O4 h9 w$ f
  29.             return -1;. i# E! D! T6 _5 M& P8 F
  30.     }/ N. d; w, T0 E# z: H
  31.     return 0;. I! e8 g; H* X1 [: X
  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);" E3 u" H: x8 F1 t9 G' D' r5 s
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    1 o0 @9 I' j& [! B9 R
  3. {5 f' m8 G% ^9 c/ x( B5 |7 v4 y
  4. 。。。
    6 T' M9 m! q6 u' u! W
  5. while(1)& [2 D$ T1 v6 O7 {3 w3 _
  6. {0 y, a' H  ?; Z% N% @
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    9 u1 {8 _* ^4 D! x9 u; r
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    6 `3 W5 T4 @& n3 [: C
  9.     。。。2 }% f" h9 Y  ~. J- Z/ [4 _' e, n3 |
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    + I, }7 h4 b; }  I
  11. }& r9 S; g, B3 p; p8 M$ {: N
  12. 。。。0 \1 y0 d9 K1 u, ]# T7 w
  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);
    # R% o. q4 \9 l* e( P5 L! h
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    3 q9 |0 k: j# }" |1 E6 U% C3 r
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    ' ]# k8 R0 h, Z. e( n9 E0 k2 D
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;9 R- d; h1 J( E: m
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);  T- t' T: O6 b4 S. }& l: v. A
  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;/ n1 u* R' i3 O4 P3 d2 j
  2. pthread_cond_t pct;8 i+ Q; n& Q2 W2 g+ r
  3. int main(int argc, char* argv[]), |7 R0 {  {+ e. V
  4. {3 ]: ]$ Y+ s( B+ C
  5. ...; ]& f+ g. o0 e  j5 M# t2 b6 X
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);' {& F; Q4 I; e( N2 C1 u8 W" A  ]
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);+ @7 Z2 y- n8 c3 E0 M
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    ! @& h% B' f+ E5 d, I$ i* X
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
    , ~  p% Z4 A3 r1 x7 x% p2 t& Y
  10. ...
    ! L( o7 p$ h( h- f
  11.     while(1). A7 N) \4 E+ ^6 u
  12.     {
    ! F% Y1 C3 A, r
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    ; n1 s8 J; o$ O+ a! M3 ~% g% a
  14. ...6 }! }, H. f& v. W6 n
  15.     }, Q1 E1 Z9 C' F  l6 B, d
  16. ...9 I$ K* B, B0 @; A8 ?: _* d3 n
  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;">' W9 h% |' ^( u% f. f# Q
  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" \
    * z$ l% F+ p2 R
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    : G  L3 i' i" D0 o4 C4 m2 s8 }# r! T# q5 S
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    ; j8 Q+ P, c. O( ?
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
      a# F( T9 X; P. H
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"7 O$ i4 w8 |6 |
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"  A9 h+ X: C' J, m2 o' g
  7.     printf("preparing header\n");
    ( {8 e: N2 m' M3 N: H$ ?
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
    " W/ K% z- T. T  i
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \% R% C: @% o. f7 T: Y5 o% Y/ R/ U
  10.             STD_HEADER \! A3 e+ M% P  E2 a
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
    . |* ]/ K) |# u$ e3 Z* r
  12.             "\r\n" \  v& R# b* h- c4 l9 c
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");5 A& d8 z: W% |
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    $ Z2 V, X- P( N
  15.     {
    ' ?8 j, i# J4 ]" F1 k
  16.         free(frame);# ^7 Y7 B, X% y0 G* }8 a$ g
  17.         return;8 Z; Q0 z; v* T& j: v) n, F, {- Q
  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" \
    ( T2 P7 x# j& T# D. e4 I
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \8 S8 w" |2 Z4 k+ Y
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \/ X/ @. g6 H' L3 c- y8 O
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);& E( l! j, L, }: I
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    . l& F0 G, q, W  D% r
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0); N! U& J/ Z1 j( F( `# T
  7.             break;
    4 _3 b, P, Y% b) s& o" [/ ]
  8.         printf("sending frame\n");- F4 c& E) m! N- T
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)1 y! y+ \  T1 R
  10.             break;& U* V2 Y7 B" k$ l
  11.         printf("sending boundary\n");
    / q( E1 a8 Q' B
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    . a2 M0 _# @1 d2 ?( A
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    , Y+ F5 H% g6 c+ @" S1 f
  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。


- k: N, R* x; i5 c- `

% C" c9 V* q1 ~& \! F( i' j! j( t
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:1 J; s5 M- Y, d# i
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)- W. n/ l7 {2 i$ R, X! O% y
  2. {2 Q# f, c, d' Y* \) P
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    9 a. L8 Q- [3 ?% N
  4.     if(*socket_found == (~0))
    " B+ L3 O5 y$ h- Z8 ?
  5.     {6 D6 G+ L0 n7 f) t$ t
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");. M1 d4 s0 p0 q3 M4 ]
  7.         return -1;. U2 c/ Z/ Y& i( I: K  T
  8.     }0 ?& S$ \  y/ o+ |! @7 s
  9.     addr->sin_family = AF_INET;' u3 U% E5 x( h' g
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);. k% |0 R. \8 b, ?# G
  11.     addr->sin_port = htons(port);  [: u& B& z. h3 z: g$ b
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);
    3 t( C- w) N. x) T
  13.     return 0;
    $ I0 |' M2 D* D  T  z- V
  14. }
复制代码
; Y$ `, ]3 A8 H+ O
6 q& {, T. b5 t5 b
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 l( y7 f/ I6 d( K0 m
# t' v) y! R5 N! }) E5 q7 Y# A; L

! Y5 f, N: W- W9 f9 N
  1. while(fend > 0)
    4 v' M$ p( v( o; f) P1 q
  2. {
    2 |. D  U, m8 x7 z6 ^
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));+ ~0 h9 d! s5 {; F) L6 \  w& z( h' h
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);, `$ f0 n: t  z& E/ r" b1 N6 K
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
    ( v( U4 `  B0 d$ j: a
  6. {
    , J# p3 ~% I3 u) n( L& \
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;, O% S3 J! S$ S- n* T6 w* c
  8. picture.fin = 0;
    . r% B& o  V/ J) p
  9. }
    / v4 d" h/ M2 J1 h6 X4 Q
  10. else
    ( j" Q( ]6 ~4 J# c
  11. {+ {3 s5 ]7 h; T; @! Z0 U
  12. picture.length = fend;1 b! E$ |, V1 P- R
  13. picture.fin = 1;1 F& p, N) k& X
  14. }
    ! \0 D8 e" W! v& N& W% l
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);6 i5 z) x# b; \9 r, L- b/ H& e
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
      s8 R7 \/ q. N
  17. if(sendbytes == -1)% m7 _  F% t& X0 C
  18. {% u5 z4 x4 ?" |# p& f2 l1 i
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");5 q0 ^9 e' V* @2 e$ g& M( p
  20. return -1;2 C2 I) p9 c. P9 N0 `) ^  M; \$ H, V
  21. }6 }! d  _+ ~$ }6 _4 ]
  22. else3 I) N: E1 Q$ E$ b
  23. {# M; \; h. ?" {' F3 W
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;! Q. ]8 y1 @5 S; Y; F7 D& @
  25. }0 G: j5 P9 c" h6 X( ?: A9 T
  26. }
复制代码
. V/ @0 ?1 P- H, S, x4 D

0 V: @# N. j8 y8 |! J" i

; n( b/ o& J" }0 E. \. t/ g0 O
* N8 L5 E8 P8 t% H( t/ K) H3 }
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, 2026-5-14 02:15

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表