嵌入式爱好者

查看: 10407|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

296

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 3 T  U1 B; ^+ q* u/ s
. \+ ]2 y5 B" F- x9 ]* Z6 q


9 U' G9 {! V6 l/ a. G5 l! 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
8 P) M* H3 G; _) |- r( F! a+ h4 q3 k' B; W7 c% W4 g- ^/ o

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。

& U) v2 ?+ \, y$ I1 ?; |4 N

9 |* Z& z+ ^9 J: Q+ N5 A, v' 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。


    - A! D; i! G; c

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。

; _3 \/ E3 E2 K) a5 L
一、HTTP网页服务器! {+ p  k9 V& U2 M& @) K; 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)
    8 h% E% P, J1 l2 }& G* q3 @
  2. {  {& ?  H+ g  z
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    + }% F( Y: H& l/ s( u4 P
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    , z  P( J5 u: _3 Q9 c2 d# B
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    $ i; n6 r$ V; Z4 i
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;  m9 |: Z3 L/ I& N7 C3 U- o& S
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    ; {- d! {5 u& L
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    4 u3 n% {% ]( u8 z8 m4 p1 J
  9.     int ret;
    # l& i* g/ p2 R' |; J
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1); f! O) C1 ]5 I3 T
  11.         {
    % `) r% a8 Z0 ^6 J% y' k3 k6 ~/ z5 W
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);  B+ m( u, x) o; ~1 u  G
  13.             return -1;4 b% t9 v6 Z/ z- t1 L
  14.         }
    ) Y1 j1 Y3 ^: x( [! B
  15.     int on = 1;* L8 R- q/ N( d/ u# X5 g
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)" `; t5 R& S$ K  U# R* l
  17.     {
    " [: {, d9 N' u. S" y. y
  18.         printf("setsockopt error\n");
    + s" g* e) m7 t8 x2 X8 [6 h
  19.     }
    & U6 a/ {4 R8 r
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    % f& \7 J  R' _# O- P
  21.     if(ret == -1)
    8 f  W$ ~/ B0 U+ u3 c; t* g, K& m
  22.     {1 w; @5 }5 Z2 f. e5 E$ V
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    : p6 }+ {% U( E2 I. s# L
  24.             return -1;' {) l( a- j* V5 w, F) \
  25.     }
    " i5 O2 k' Y4 r( L
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)% v$ M1 z9 i/ H7 O- z) m, p
  27.     {
      e7 w# i1 s% H+ F- L. l2 X
  28.             printf("Listen failed!\n");. k( a1 @: m: q- A# j; M- Z
  29.             return -1;& s5 S6 V, h. C1 f" v
  30.     }
    3 z. d. ]+ N/ {5 R
  31.     return 0;
    6 v' {" ~& r2 u4 H8 K
  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);  q, H6 D, N. W9 j3 W1 L
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    ' L) W7 T2 N9 D2 n7 j
  3. {
    ) R" T) N% J3 X2 C4 d  r; l! [! }/ l
  4. 。。。
    8 c9 p8 O" f3 ~9 c. i: c
  5. while(1)" U* M0 g& T+ K
  6. {- F. W- G% h$ [! ^, F5 R3 W
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);4 i6 F" r- g) |3 i$ ^" z8 m8 f4 t
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    - H' e2 ^+ z  T/ e! `( ^% I
  9.     。。。
    ' D: H( n; n7 N3 L( S* n
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
      y3 ?8 `9 @7 K; Y
  11. }( C, P7 s' j- U' A4 H/ ^8 {* O! F, {# b
  12. 。。。# {& g/ ]* u; V& f( K% h
  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);
    8 r2 x* B) N( |0 k+ y5 v
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;. P( K; S/ O7 y# f
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;" y* s6 F0 J0 C# f3 C
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;; D; S- I% l8 R
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    ! H' p' X1 g4 C3 V
  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;" s2 X6 i' O( m8 H6 }
  2. pthread_cond_t pct;
    0 N. Q2 m8 V1 j- w
  3. int main(int argc, char* argv[])
    8 O( T2 a9 b5 J1 [
  4. {
    9 i8 P; Q) A. |/ @1 R: L$ _3 |
  5. ...6 B( o* X/ _! T8 P2 s
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);4 c% e* o. M& D- B' m9 ?
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);0 E! _8 j) [& \  K
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);. x3 i* Y, [1 S5 ]4 l
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);/ i3 H; \8 l; F! Z# X- L
  10. ...
    # Z0 N8 }. h* y- g  v; Z, Y4 Y
  11.     while(1)# x0 X0 U- \0 q" y
  12.     {4 h$ ^9 b" W6 R0 n
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    3 Z  }- z9 |- R' n0 E- |; X
  14. ...
    , T+ t! q* ~% B" c3 M  m
  15.     }
    & T$ C( A# m3 e5 v) C3 y
  16. ...
    , {; q4 z9 ^) V2 `
  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;">; `4 \) h8 ]' U8 q% ]7 [$ E- W
  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" \
    % x2 M5 y! j. S( p: E
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \8 E8 L& d! g6 I; b
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    0 M1 g* u8 U( Z# D+ W/ r+ u3 X
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \2 [, H( y0 @* N
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"# X/ m+ l/ H/ ^& ?, G  u5 [5 D
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
    ) M$ l! A4 t; }, o- h( \
  7.     printf("preparing header\n");
    6 [- p( L. b$ P/ e7 }
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
    ; x$ u* a% z( V0 y; }
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \" x, L% T& O, ?& S
  10.             STD_HEADER \
    # a* ~/ S6 K- F* `: @: P+ i
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
    ! e6 Y# q% F$ Q& `8 q8 N+ W6 }
  12.             "\r\n" \3 a. ?$ e/ g6 B& R1 [6 v0 E( {
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");/ S3 V1 t6 U! L. @
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)* [- g- r% ]1 {+ l# }
  15.     {
    7 g8 u2 m8 q, S3 U* Y  _+ t' u+ g
  16.         free(frame);
    ' S; {7 o. Y1 g1 W; P
  17.         return;, E$ A8 l/ R4 ]
  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" \& ^, i9 o9 }3 v9 a7 _! r2 E  V
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    # e' q: ]/ ]3 v+ v: H
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \. `: i- r9 x+ B- d4 X, [$ J# U$ g
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);; L# G) a* U/ P4 N
  5.         printf("sending intemdiate header\n");4 ]% u# Y8 U5 |( n
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    - i( I9 G' \' Z6 f  ~+ f2 @7 ]
  7.             break;
    2 `& K4 m8 }0 z
  8.         printf("sending frame\n");
    . A  Y1 K: ~( A7 g9 z
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)0 n+ c/ n: `" \5 _. a
  10.             break;
    ) v' @% d" s- E% g, A, g' m
  11.         printf("sending boundary\n");
    6 U) A" k( H9 Y, |7 H, }
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");8 b* Y- D5 b! C$ d; \
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0); {, S( @& o: @& T2 u+ b- 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。

" _8 X  S- Q( a9 \# {


0 o: a# ?' V7 J" l  Y- @  p7 I二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
8 S) E/ I( {+ e0 `- a* Z  ^
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)1 F& b1 [" n; }, I# y# }, c
  2. {/ F) V' D" o1 X
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);; }" Y1 F2 w  C- {8 l1 Q4 U
  4.     if(*socket_found == (~0))) w7 p4 i2 ]' l, g0 x8 e+ x* V
  5.     {
    " B! S( g! H+ o6 I& N
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");7 J$ n2 U' E+ A
  7.         return -1;
    1 g6 p( o4 w* \- h! X6 B( x; m
  8.     }$ c: W+ p) N9 K
  9.     addr->sin_family = AF_INET;) R0 R4 l/ G# I) C" O  o
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    8 r4 f! {' v  p- k- [
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    , |6 _. d2 {* h. ]( A0 o5 O2 d
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);8 f8 z/ ?6 |# m  R5 d; o1 H# c
  13.     return 0;
    + t; @# O( ?" g0 }8 _7 Z
  14. }
复制代码

) G" p8 X: N, \* a( Q# u
' {- z% m. e. f1 B/ e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:# i' [9 q7 s. X2 M# {* y1 F& t
" }5 t$ b: J" ]3 V% W6 m# R* j% `  E* W

6 F! L- }  M" X* ^5 f0 s( X
  1. while(fend > 0)
    - K8 ~6 {8 U' L& g- r+ i& l+ D
  2. {* w1 f, l9 @" S/ P- h" }$ A4 w  E
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));# s) I+ `% u0 r
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);2 D+ X, A# b) @. U  H5 i
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)7 e9 J9 m3 y" V2 H
  6. {
    6 C$ g# M) H$ g& v) n
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;  V3 |7 G, M8 G$ O3 D
  8. picture.fin = 0;% [4 m" }* z4 Z2 V! k4 F
  9. }/ ?% a4 @% S9 B) ^& T8 w. P
  10. else' K3 }' V. _$ E" u9 J$ s
  11. {
    ! W( j  \$ u) e4 e
  12. picture.length = fend;
    6 B6 ]1 e* x0 r' ^7 H9 s
  13. picture.fin = 1;, V* \5 k% |1 G3 v  t6 V) C
  14. }& F: M6 q( Z4 ^! h- G) ^6 k) h
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);0 b/ U2 n% F2 K5 \7 _
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
    4 R; l+ B, q' t. r% H& r7 _
  17. if(sendbytes == -1)/ ^$ E; h& Z7 P% a
  18. {6 A  y0 t& \3 h: D: \+ h) N
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    , V( y0 e, e$ w* u2 {
  20. return -1;' v4 F$ v9 c& B! J$ o; d
  21. }
    1 i3 W) I/ }& R) \- W
  22. else) x( m" V7 E% ^2 }5 i+ k+ W8 `, J3 L+ O
  23. {( Y* Z! M3 _' y" N, l
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    4 F5 m" T7 s* p3 Z: a5 r
  25. }' [: x0 T# {# U+ u4 m) u6 J3 g
  26. }
复制代码
  E6 t- T( H2 ^1 _
3 O0 z0 [! K8 b( N+ z" s% F, J/ n


% p6 ~- a3 d/ w* D) ]' Z+ @0 l: E6 ]
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, 2025-12-9 16:25

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表