嵌入式爱好者

查看: 11324|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 # Y- ]+ _0 C% D/ H* b

% E. W. _$ Z/ D2 x! M% \

3 n: W# Z" O3 F: y  W; b. M5 h' }8 L

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
$ J( Y7 k% W. d; ~+ s2 N0 [. E) F
4 w/ ~2 m; t0 }8 i' R

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。


: r8 `' W& x  u; i  j: |5 Q

7 H* C) Y  Y" @* k8 _0 q

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。

    / x4 s0 @+ c/ G6 M8 \

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。

0 D; _8 {! y! \4 q
一、HTTP网页服务器
+ h; W6 T. U  ^

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): P; R0 l8 F" C0 H: W# \$ A
  2. {
    - w) ~% t' E' [& ]8 g5 b3 I
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    9 E4 l3 m' Z6 e
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    " R+ R  H) M' v% J
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));* O. a5 p: U% X$ w; O
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    , E# t% [) U7 x2 Y" H
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    # `8 \+ \- d+ y! k5 ~3 B; i# W/ y
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    4 {4 n6 T3 S7 k
  9.     int ret;
    ) v; L' i- \5 n3 J  }" B6 [9 p
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
    / k1 W" X, G" P5 d4 D
  11.         {" ]% @5 a& J7 U, z
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    . E. A( B2 @! i0 g; P1 Q7 h
  13.             return -1;
    3 S2 u) q% q+ W9 c/ T( s, X
  14.         }
    $ n0 A3 L- v5 d5 V% M) \( N
  15.     int on = 1;
    5 c; N, S" c+ U$ Z
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)8 G9 V7 ~8 x% `: Y9 ^- e
  17.     {* _5 {9 `: b( P0 r
  18.         printf("setsockopt error\n");
    # @$ g5 C; {) y
  19.     }: }6 g3 _' b- u" [
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    2 }! v; w% _$ F% E# h
  21.     if(ret == -1)
      o- ]' L$ t: \1 R
  22.     {
    9 p; K$ c# k' r0 @5 M
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");7 X- V3 j! ]: y$ v" {6 ^
  24.             return -1;
    3 v; I3 R# H# D# D6 _
  25.     }, Z6 n: P) Q+ s7 W" Z, U( x
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)
    " X1 h, w* Q& q$ V! n
  27.     {. Q9 U) D7 T+ P0 y3 a0 ^8 c3 T0 F
  28.             printf("Listen failed!\n");, P2 N8 n. M- p4 \! H" {, B
  29.             return -1;; n$ K* E5 c- V$ [$ i5 z9 r: ]! c7 b
  30.     }
    7 C1 t0 M, h$ n8 t6 g5 z# i
  31.     return 0;
    1 @1 g7 r: Z; R; ^$ r
  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);
    3 x! _/ j, F( ^# b7 Y/ _# G1 }. f
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    % |6 D5 c. ?4 N0 y: o$ c
  3. {
    1 p0 r; }9 J8 H( v
  4. 。。。
    0 U* w' z5 ?" [  O4 U. T+ ?1 z
  5. while(1)( Z2 v/ m, |1 c6 q7 I4 B! L6 ]
  6. {9 g3 b2 p5 c# O' P1 k
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    + z& D* D( l$ l
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    + q! f: H8 j' s
  9.     。。。
    5 e& ?( ]$ {2 Q6 ~. Y
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);4 U2 S' a4 k. f) r
  11. }$ W0 h* m" z6 C; z/ {/ M0 o6 a
  12. 。。。
    - v+ }. e( ?" L" f% c( N
  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);  P5 r3 g3 c+ T8 `
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    0 J' J' r! J. V
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    7 f2 L) @' _3 i
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;* o( `/ r+ r# w( I% h$ Q# K
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    / |( S4 X) W; A: H4 X
  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;
    * Q! p; Z7 e' p' y) Z
  2. pthread_cond_t pct;, [" H7 h0 O6 A2 N5 E, [
  3. int main(int argc, char* argv[])
    ) J& F% _! N$ z: l
  4. {: c% F, W2 _7 a7 U$ C, {
  5. ...
    ; z# P  I) t  v$ [# |. n+ c8 C
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);  [( n; Y, C& k: n
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    + B! p% q: X  }* }1 M, k9 ]" w
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    ( _' T1 a* H$ y' }$ g- ?
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
    + I/ [1 I+ X3 e- g8 \4 A; S
  10. ...
    - X  f4 {2 l' v, ?' E. f7 x
  11.     while(1). X1 h% U4 e$ G9 a) e- L7 H6 ~
  12.     {
    # N8 S4 Q9 N6 I2 `( D
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);' h4 m1 k2 g3 ^% ?: v  v
  14. ...* b8 V+ s- H9 i2 E$ k( Q
  15.     }
    ( S, f( H2 R9 |  L5 K8 F: p  L
  16. ...7 [$ o0 w# g, 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;">3 V" K9 z: w  u' {! Z
  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" \! p5 d- |7 p1 [4 ~+ y0 K& J, `
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    7 A% c" L: n; z. }
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    9 M+ c7 r  v. {* ?! v7 Z
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \9 h: }1 F, _5 p
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    1 C$ o5 L; m4 Z8 r1 O6 G: T9 j
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"% _- O+ t; h" B; F1 M, e
  7.     printf("preparing header\n");* m. {* ]8 y! X) h
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \, I9 {* K: h/ \: Y- |, g; c" [
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \2 W3 A/ Y  O2 y. f8 _
  10.             STD_HEADER \2 Q2 y# K  x/ o) i
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \) @1 A+ x5 ]  E3 a0 R0 D# [
  12.             "\r\n" \* p( S. ?* Y, {/ |1 L0 m! M( W
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    ! N6 h; |2 j# e% ^: W+ J
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)/ Q  T4 L( _) B( @. B
  15.     {
    $ w, B$ h- {+ z% [6 ]2 }4 J+ L7 u7 j7 o
  16.         free(frame);
    $ h0 f+ `' o# t- ~
  17.         return;
    " }2 C0 I9 I. H
  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" \* ~# i& S. |& j1 q3 h; }3 b* \
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \* p3 p& m' \3 J5 v* }  j7 U
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    6 _. w: X5 s$ r8 f, Y
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);) l/ F: n" J" Q9 v+ P( P
  5.         printf("sending intemdiate header\n");) t6 m4 v& Z5 Y- C" `) u7 Z
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    ( c1 p7 k5 u6 @% t4 W! y  Y/ L! J( Q
  7.             break;
      [3 h. w+ N, F  s6 S: g, P; a
  8.         printf("sending frame\n");
    9 J1 }. s% _8 ?! o7 Z
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    5 w* [5 U0 Q; H. ~/ Y% o& ~3 j
  10.             break;
    3 e, @, {+ u3 W/ j2 O
  11.         printf("sending boundary\n");
    2 M' O4 p2 Q: i# E6 `  |
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");" G" @: k8 c) i; s0 W5 U: ?
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    4 Z( G1 s! X3 L, x$ 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。


/ z+ V! j# g4 p& e5 F0 x. }9 l! y" H

3 [4 a* g" P, T+ [" Y; b
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:+ H% g' m) w1 V. R, z9 W9 w
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
    , D& `: R# F% X
  2. {
    4 ^3 d" `0 ~& d6 B# I2 L
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    ( o5 H( J& ^3 i, r4 O
  4.     if(*socket_found == (~0))
    3 q# V3 P: d! R9 e5 z* F9 D) F
  5.     {
    4 E9 p! j5 ]) A" \* V0 B- l
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");
    5 Z, u% c& i" k8 R
  7.         return -1;, `0 y4 P/ ~$ _& {  @
  8.     }1 \- O+ c6 c  i% [
  9.     addr->sin_family = AF_INET;1 V3 O( R% t& X8 X5 j" u: ~' v
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    # u$ l! w, N, Y# b% A, u6 H
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    % c3 u: n1 p/ ]) Z. \0 [
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);! ~( @) b% o+ c8 j: e
  13.     return 0;
    4 L" O  Z* ^# F1 |$ b
  14. }
复制代码
. p8 g( J5 j: L+ N0 q6 l! T

( \; ^' A- X, Y1 S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:5 ?0 T, a# C/ J

+ F& V' E0 h0 i% m. z6 A3 z& _! l/ T/ u+ s
  1. while(fend > 0)
    7 o6 L7 c/ g& ~2 m
  2. {
    - q6 O8 i2 `5 e( K
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    & d  u# g' V2 L0 A
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);4 j0 {6 g8 F1 \$ Z. {9 U
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)4 @( ^! B: G* \. ^; r9 p
  6. {1 O% @* D7 d3 C& f1 M# f: o5 R
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;0 m1 i/ x- j  O7 T+ Q$ k2 o- y
  8. picture.fin = 0;
    , h( [/ g$ U) }- |9 j9 _
  9. }/ D3 ~8 A# S! r9 d$ s& k# w; A
  10. else
    " J8 q' i4 ~* t# _+ w( i
  11. {9 W3 D$ B6 O# Z* @! G
  12. picture.length = fend;
    . f+ s  o* O3 C) d/ R: h
  13. picture.fin = 1;
      j; `' W. W% U# d' v/ k9 H% I" Y
  14. }% U1 A# n9 `. e" b" V
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    9 X: _  X( z3 o  }
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
    # o/ p) _1 H5 ]  {' M, w
  17. if(sendbytes == -1)
    + y! c' L! n, h8 Y. x# t' b  {
  18. {: Q4 R' H" I" Y
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    $ x0 X3 u- c0 F2 L) Y7 I
  20. return -1;4 m( V+ F) E8 D! g$ d: S+ t
  21. }# U0 x. a. k, k2 P. y2 P$ a3 @
  22. else
    2 s1 e$ \1 ^/ C
  23. {
    ! v* g% e2 J' K. ?7 Z* B( g
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;* v" {6 B4 @/ A" T$ i; u& o2 C
  25. }/ X; U3 z4 S% b
  26. }
复制代码

! f2 }9 O: n; V# L* E6 t+ E- f5 U- {  w9 s+ M) s. R6 ~( q

5 F# a+ W2 ]0 z9 n

& ^$ r' g  z& s( H8 J: f# K7 KiMX8MPlus 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, 2026-3-6 01:28

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表