嵌入式爱好者

查看: 11346|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]

47

主题

54

帖子

300

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 9 W5 V- w7 n# I+ G

4 k( }/ j5 h- Z8 B/ s2 H. R6 t* _


" G! U7 t4 l3 m6 R' u2 B; l. B

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( _9 B6 s. v( ^9 M5 a" |8 o
: ]7 Z( P, q# 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。

/ V7 a- e+ l; @8 q  G! F  N


2 k: K+ j6 W4 }2 F+ N& L

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。

    ! {) `( i. n( Z8 @% V0 d  ?

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。


2 A6 N& @6 Z* ^6 X) z一、HTTP网页服务器
5 ?# H3 u+ _8 E" t' F7 h/ a) 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)
    " y: A, u' g; X- A* v
  2. {
    9 d. ^! y# c& V) O* S. ]5 @
  3.     struct sockaddr_in servaddr;1 K0 B7 M0 f( [5 C1 o3 A
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    - X/ V( T* |' x" k5 a, I
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));/ m" V, ~8 _$ M
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    9 A4 ]) u( w% g7 m0 \' S
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    " B6 ?9 W0 _& o+ _7 o
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    * `- Q' _; r- @8 w) X9 R
  9.     int ret;- ~! H& z: R5 S! f
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1). i9 l* v9 l0 w8 D2 o: F! |
  11.         {& T- R& b# D. L- M& W9 v
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);; L  ~# t- h# V
  13.             return -1;
    6 @) V! X; `. \) R
  14.         }5 t1 P& @% Y5 `" r9 k+ Q0 U1 [
  15.     int on = 1;
    ! \/ I8 j% b* o* r6 O% p& U- X
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    ' Z- A0 \7 R% B* Y' H' Z
  17.     {
    1 ?& N. |5 |- I( n5 N; }; m- [1 h
  18.         printf("setsockopt error\n");3 d2 i: H6 w; c: e
  19.     }
    # t8 R" T, L9 y: K
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    2 b% F% i& z+ s! u  ~
  21.     if(ret == -1)3 _4 T/ O* X0 q/ p0 S* z5 b3 v
  22.     {
    ( g) B' E4 b: n  k
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");5 k* v8 F( I+ ?3 Q" Z: h- s& {6 d
  24.             return -1;3 y  \" |3 N* J6 w. h/ e
  25.     }
    5 f; t0 u! x8 `! t8 o3 v
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)4 `1 N0 v* d0 O$ p- [. Q
  27.     {0 L; A% r1 u5 |0 P/ G
  28.             printf("Listen failed!\n");) A2 g+ w. k( G1 z& O6 i* p9 S
  29.             return -1;3 _0 t" @+ e2 s- x
  30.     }
    4 c& {  [- I" V% f& P
  31.     return 0;" v+ y" j% l8 ~. `" d( P  U  j
  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);
    " h4 u6 E/ R# C3 i
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg): z1 \# q9 d6 f) }9 d
  3. {
    - i2 s4 z$ d$ i$ V! d3 z
  4. 。。。
    - j8 Z, |9 s6 }
  5. while(1)- J( A0 ?2 u8 M  B1 g/ l+ ?; s! U% a
  6. {
    $ e1 W6 p/ _/ C3 N, e
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);/ ]) \2 K, I: C0 [3 ?8 N) k" Q5 @. _& u
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");, P- S; X+ m6 P  D: i( {. O. @& |
  9.     。。。
    4 E" Y# B/ K  W# V% @9 |
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);( f2 X" q7 F8 @" L0 C
  11. }0 x; p( x( p- Z$ ~) T* |6 T
  12. 。。。/ J" x3 O. F  k
  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);
    # F+ [0 P6 M- K5 N3 ]
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
      c$ t  C0 v2 l1 r' T: A7 f) t
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;6 Z! f# p) d7 y2 J; w
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;6 w: L* N  ?9 y. \0 a
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);9 Q& S: E8 @1 b4 V! i
  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;. m6 Q  s! M# D7 @$ U) E  a2 T4 u
  2. pthread_cond_t pct;/ k8 W( k: i* c  C4 J3 @/ ^" {
  3. int main(int argc, char* argv[])2 N- Y! z- @0 P$ u! i  u0 {; Z
  4. {+ O: J- E' i2 v
  5. ...
    ' n1 f# i% E. @- f3 R0 o, k
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);3 y- ~. g& l- P. Z3 V
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);6 j: i/ j' C& R( _4 H
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    & Y& t  f5 @( N% \' v2 x4 i# G
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);* @3 t9 ^9 n. s- R4 |0 D' ]3 U
  10. ...+ {1 w/ \4 U( E0 F2 q1 b1 u
  11.     while(1)
    $ {9 o4 Z" f, t
  12.     {
    6 E- q/ Q. j+ L
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);; Q' o3 A, U' s, E# O, d
  14. ...5 v2 a' C' x' s8 O) F$ U9 c! G
  15.     }
    ! |$ b5 \1 G) Q9 z. J+ _+ a+ H
  16. ...7 n2 U* K) [9 j' G) w
  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;">1 ^# |: ^/ }, t. Z: H3 v6 O
  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" \, Q) l+ n8 l  }, l
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \. }; g1 e1 d9 c% ~3 W6 ]
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    9 d4 [/ ]5 Q4 ^9 B. n  j
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    3 V  u5 x4 _2 D  z  c! e5 l4 E
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"$ q: C0 k6 w+ g1 L
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
    $ r1 A% q+ O/ i( i
  7.     printf("preparing header\n");4 C; m+ v; G, H: J1 a3 ?" t
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \$ G% A6 Z: f9 y- h
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \0 }+ D3 V! I0 o! q4 h& u& G
  10.             STD_HEADER \
    ( a& {7 U- D; r4 G" n0 [
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
    7 t4 T) l$ u7 o$ k; F
  12.             "\r\n" \; F; C+ d/ X4 x; I+ E  _  g
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");. t% ?* R7 [3 L  z; \5 A. `+ W
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    & [" o4 B7 F2 [3 F: Q6 r
  15.     {$ {& n) e4 |" Q3 M/ R- B, h+ K
  16.         free(frame);
    ; _' K, [9 G( W: c; T
  17.         return;+ w% K  Y" e. u" G0 t& V
  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 ~) t% g  D0 @
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    $ b, T! ]7 s/ v: p4 P6 N
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    % Q1 `  e$ U; F, |
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);# V4 u) r6 z5 l3 l! _2 K& Y
  5.         printf("sending intemdiate header\n");, N$ E0 c! S) h; j; V4 s( ]. h6 D3 r
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    , ]* C6 T/ H# F! e# u; D
  7.             break;/ A& }- m* V2 a* }+ o1 @
  8.         printf("sending frame\n");
      `9 y0 {. ?* J8 f
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0). @3 M0 _* {# C2 M
  10.             break;
    5 ~2 s6 V% u) k6 d% |
  11.         printf("sending boundary\n");% h2 O/ f) L& d6 a5 q
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    3 Z/ Y: o. ^9 a, z/ W9 k* W
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    7 H2 k  ~& C# V) B0 w- A4 A; p7 w4 w
  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 f  I/ q$ T: k% n6 g# s! P

: B- f- u" R4 ?3 \6 G
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:6 u% \* |- I  i3 t* @
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
    5 B% d9 z; _: r$ z6 T% c8 x; V
  2. {
    ) y* d/ N- M: Y- Z+ A  ?# D
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    " V/ O% o( J1 {* Q' }
  4.     if(*socket_found == (~0))
    6 a  u. L  v3 c: R  m+ R& D( {
  5.     {' u  a6 k* g" X7 k' t8 Z, {. ]
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");
    + k1 @- D: X& r5 V$ V* d/ |
  7.         return -1;
    5 p* [! a$ `. T- G# T% ?& k7 y
  8.     }6 z* z3 F; d6 P1 B
  9.     addr->sin_family = AF_INET;5 k$ R- C" R! q
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);: V% S' K* C8 N7 Y
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    - f  R8 K4 n6 R0 {% Y
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);, |' j) F: o) C& f8 J+ Y5 X
  13.     return 0;
    ! l8 K/ i, l* c
  14. }
复制代码
$ D% K7 ]; w- h( d' h) K5 G

8 ~' u* T4 k+ t0 @: `8 b. X8 }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:; @( N" k. B5 C- q# r
( x9 Y, o& Y  H' N; q$ s7 n; S
' D+ d) G$ N- K+ d) M# ~
  1. while(fend > 0)
    ' j) m7 P% f+ k& p
  2. {
    2 F, T: U- V  A8 i% ]! N1 \
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    1 N/ J" p: A$ l- b
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);7 R3 R3 N/ B% x/ }2 o+ U
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)' S! {& m+ f" J+ i& w# s
  6. {
    2 V6 R' G, A: P) F( |( O5 F. b% w
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;  x" Q+ A2 g, [" O/ [9 r2 C
  8. picture.fin = 0;
    # G; m" `' k, j. h- r
  9. }
    8 f) O+ k/ \; L0 J
  10. else
    + X5 H& k9 c8 L% G
  11. {
    ' V/ @  @2 G* Q' V2 \
  12. picture.length = fend;- w) X  X3 T& l0 v
  13. picture.fin = 1;
    9 j/ ?9 p6 y+ G
  14. }
    ) l6 h9 o& r2 g  E& n! f
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    9 y: J9 L0 }: s4 T  o& F5 f# X
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
    0 @1 w9 ?7 }$ ^9 d
  17. if(sendbytes == -1)% y# b" ^$ {9 {' d3 P' k4 h2 N
  18. {
    . B5 h  ~& k3 a6 y  X& r9 m& O; ^
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    / d" L5 z: o- H5 p/ C
  20. return -1;7 r5 V8 o9 s& c8 K, m& u. h
  21. }
    & V! X& ]- T! h. N/ p  t# d
  22. else2 M1 |; O0 ^3 ?/ E* o+ m
  23. {
    " X5 d, D0 ^+ A. B5 _' |& ~0 t+ X
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;" k$ g3 g/ n' A' S6 [
  25. }
    - v& \5 Y% ]8 Z
  26. }
复制代码
8 L) H) H/ f- T8 n; I* G. s: {
# `" E3 x% P# a9 M8 K

6 K( A6 G1 m# f0 U7 T( R$ e" v: L- c

; T  r' M  v- i! t, c4 aiMX8MPlus 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, 2026-3-7 17:15

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表