嵌入式爱好者

查看: 11716|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

304

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 E0 S# H% z0 B, ?2 `7 ]0 {' k% H

9 M3 z" r5 F7 R! {3 L* ^1 r


; }9 e$ `- W: \. m

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
+ r8 b3 D. z3 F* S. @9 i, e5 o6 \# w: U& b0 V. x8 T+ L% H3 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。

1 N* m% S: j' x6 X- y, c$ w


3 w. _# [3 i# c3 u( e

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。

    + b2 T$ \4 m8 `& u

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。


. j4 {9 X  d/ L8 a0 }3 }9 A- c% Q一、HTTP网页服务器
& y) \  W; D! v

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); [2 Q; R, P: A# Z7 v/ g2 n
  2. {+ c+ }9 J7 i) [
  3.     struct sockaddr_in servaddr;9 m) O0 O$ U$ _1 w
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);8 H  J7 R7 p5 m& q
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));. l' r, Q8 Y! i+ c
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    ; `3 m6 X% L% U% L( v" e
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    9 D* F1 S& P4 ]/ }8 y" O4 W0 p7 Q
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    ! c' q4 Y) M. o0 E; D0 R: Z: |  s
  9.     int ret;
    " R5 \8 `+ Z6 Q  w, f
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
    0 q6 P5 `, |: q1 f7 V# V
  11.         {
      J- v( X- M  ]5 E+ e
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    3 R" Y6 _3 }7 R
  13.             return -1;
    0 b0 O: |7 w  C: F4 X
  14.         }
    7 c: I& @0 u0 F: g4 V; X+ ]7 [
  15.     int on = 1;& j; Q! i2 \3 ]% c- x
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    ' |- K# `& s) y3 x6 i: A; H) K) s
  17.     {! k0 L0 d3 z9 s2 V* s
  18.         printf("setsockopt error\n");5 ?# t, n' c* J* p) m
  19.     }$ ~2 X0 D4 p; g  r' f1 F
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    & e2 N  K' w) C9 x; ~5 u9 t
  21.     if(ret == -1)/ a& `7 ?$ ]: E5 a, l! X) x
  22.     {
    + N1 u# p- p8 `6 n7 a: h7 P( E; P
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");: w6 W7 \1 B. g; L5 c9 ?# d; l
  24.             return -1;
    / J) b- }. R; X* T# q& @
  25.     }
    5 C2 S1 F2 a' p* A: O+ r3 U  P
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)+ C) d! K: I" G; \1 p* ?- N
  27.     {
    6 t: f! k% C1 b  i0 x! U
  28.             printf("Listen failed!\n");
    # `6 G' {- y: y  x  @4 z* ?- f
  29.             return -1;
    ! J. t2 A: b  P  K" \
  30.     }
    8 [. e) q0 F) e2 i6 X, G& t
  31.     return 0;3 H( ^1 A, W6 R9 t
  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);
    ) Y- {8 x0 y6 R1 y
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    1 b) J+ |5 |  X! M; L
  3. {
    ; v+ P8 W2 v* f
  4. 。。。$ @6 Z0 z( [0 C+ j4 F! n9 m& x2 }" W
  5. while(1)
    " I1 D5 ?" ]$ J- O" o
  6. {
    ; A9 G2 S$ b; V* H; J
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    7 @! S# _* U5 c
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    ; e& M0 h3 i0 o2 V. v$ m& m+ G! g
  9.     。。。5 l5 ^7 @& @  N& Z
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);8 D/ y; N5 f$ a
  11. }
    + r- t" \' ]9 r1 ?$ r
  12. 。。。
    7 k( o+ O) D# b8 u
  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);
    ' L3 S- f  }" F
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;$ Y& \' a6 A7 i! Y& x" H
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    4 m8 v* L1 L8 |4 b
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    / v3 R% F7 X8 p& B) z
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    5 Q8 e6 I2 i* v% }' a" T
  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;
    . F+ L0 L) a: Z( ]" z
  2. pthread_cond_t pct;
    # n8 E8 `8 a5 n# z# i. h
  3. int main(int argc, char* argv[])
    ! W8 ^5 u/ {$ z8 M5 v. E6 C
  4. {' p* O% w% F, D$ t. g
  5. ...
    5 J$ V- j3 n0 @$ T' r5 J5 j
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
    1 X  C' L% ~" v/ k
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);2 \; P. p7 y* o* Y" |$ w+ y
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    8 D2 f- C/ |# r: @( f, H5 ?
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
    & j, X# V' b) S, {# l' }
  10. ...
    - C! j3 c; J( z+ R! n
  11.     while(1)  A  q! R0 n7 j, k. T9 N, I) z
  12.     {
    . x, i+ t' Z& t8 {/ ^/ D" L1 P
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);7 Z: j( b# c- N+ ^) {" |9 R
  14. ...! d8 H1 R8 F% t/ p) P
  15.     }5 @; z/ O/ M) v# M# t6 g* l: m3 _# W
  16. ...4 T4 S' s% _4 Z8 i9 @* b
  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;">
    # J* |- U# W( f; ^+ Y' X0 d( @1 s
  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" \
    ! G8 Y" E- `3 h3 K5 b
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \- r8 a: i5 I6 e& s) H( {
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
      N, E4 F; Y7 o1 T+ P4 U
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    ' |( C) [4 y  q7 `
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"7 ?/ S9 |, o0 k; o- N! F/ }
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"0 q+ s( i/ a/ S- k0 W6 M
  7.     printf("preparing header\n");+ M7 u, Y% S: e6 C8 S3 _
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \8 v5 k4 S3 v4 t# j7 i6 X6 F
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
    1 x# }0 ~; |! K; h4 m: V
  10.             STD_HEADER \# Y) E4 E9 x$ `* d/ [5 b' z' {) D
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \" s+ P2 [- M' e
  12.             "\r\n" \4 u' _2 k9 H6 i1 p: h9 B
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    7 M2 b4 f# H" Y  t) A
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    * j5 `1 Y* [. T' U) m3 J9 M8 N  r
  15.     {  A7 }/ f. M) M; ~
  16.         free(frame);+ |" U. |1 N) C7 C+ H! |
  17.         return;
    ; i5 v; j1 C# S5 x2 M7 B6 O
  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" \- s, V: {' m4 G' N- \
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \! A) [* X7 E3 a  W
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \" ]' _& T' Q( @) Y: C0 I* b3 V
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);8 O8 g/ p* _) m  J2 n7 l/ Z. A1 e
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    , W$ O$ R; q6 J4 i
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0). y; f* F  p: M3 ?; N- n
  7.             break;
    ' z  h- L+ E) |% `6 U  X
  8.         printf("sending frame\n");( ~1 A& \/ B# |+ X% A
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
      z& ?7 Q; E5 Y% M# p: C- A
  10.             break;
    / F* T: H) ^- D" m
  11.         printf("sending boundary\n");
    . g' w3 h  l- i- K" L1 ?
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    % ^7 U" H: P4 {4 j
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    3 f# F2 e# P9 v: g; B
  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。

6 c; r( l, d! k4 H0 y- [% D$ y


) Q  W$ |2 ~' f- Y6 v& l7 w9 w二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:$ p! T0 p. k  h2 l9 I1 Z% N* L  b
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)! b- Z; m! {- d9 {% q
  2. {$ i  }  ^: G9 T* p: M
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);. M* E' L5 R- o5 L3 V
  4.     if(*socket_found == (~0))
    8 U8 T6 B1 f$ w) |  V0 a( ?
  5.     {( G1 w: B' p/ ^2 O8 f0 `! ~+ Z; U5 }5 k+ _1 ]
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");) F9 t. e% [# c* k. D1 {
  7.         return -1;
    4 j4 a4 o! j1 i( _* {0 ~# g
  8.     }
    2 b3 J/ A1 J, P7 o
  9.     addr->sin_family = AF_INET;  h( k& i% |/ L% _4 K
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    : M) a& ]4 ]0 U* \  B0 y7 K
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    " g( j6 ^3 ?  ]$ D$ J5 m
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);  S. g& l8 w0 |# }
  13.     return 0;
    + K. Z$ P* |/ q8 R$ v3 y" v
  14. }
复制代码
6 ^/ d9 j& S: N3 r0 ?0 x

! C4 J% y9 }, ?; l# ]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:/ m3 t  c( d# |

0 M. m" ~8 V/ @) y: n
7 @5 e! g9 i; l9 E) p- R  M+ @
  1. while(fend > 0)
    $ r! M! w) [' ]* w* W
  2. {4 h. H4 x  W( c% b6 j; P
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    % M7 X9 f# J8 b6 b: U) Q9 S: w
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);$ R9 e' r! [9 @; h9 X/ Z+ {, |9 ~
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
    - {$ F. d$ N4 g% n
  6. {
    ! }7 t$ {) W7 W* `
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;. {. _; D: x# c( C" X$ n
  8. picture.fin = 0;, ^1 e! [+ Z4 q- R
  9. }
    - ]8 d" [+ b$ J2 a; O) w8 A8 ~! ]
  10. else
    . E' T/ B/ V# Y4 _4 i
  11. {
    2 S, w# ^/ V7 W( J3 \
  12. picture.length = fend;
    0 l- {, D/ w+ _9 Z
  13. picture.fin = 1;
    : l) ^; k( e( i0 K5 F3 y7 a, V
  14. }
    & ^; \# w9 C- R
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    # b! r$ u6 f, q" `. [
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);8 V+ g* H7 D2 N5 Y, e2 ]
  17. if(sendbytes == -1)  ~/ i0 l( a/ a: m; D
  18. {0 {' o" X9 ^8 H9 W
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    7 X5 k, x, g% K8 m
  20. return -1;  t7 M/ x; B3 s( y) S; f
  21. }3 i. h( j6 p6 D- C( q$ @: X
  22. else" H' A9 G, A) ~! g  y
  23. {) M' R( U5 j9 L, G0 v3 o5 y/ n
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    6 c3 K, N" W5 u: u3 V' ]0 G
  25. }
    4 O* x( f0 L3 i4 y& G
  26. }
复制代码
. H9 P. y  S6 M2 f, V  a
& l/ }; M( `. F* i

2 K* s; q- B. J

- Q6 [( V6 f$ K. P  XiMX8MPlus 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, 2026-4-11 00:57

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表