嵌入式爱好者

查看: 10816|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

297

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
* M# g# b7 k" n) c
5 v6 T( G3 g5 F0 ?& y

7 R0 {) Z- a! X- r2 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
8 E  S. k& }2 Z
6 n9 u+ g6 w+ e" @5 m; C% S

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。


% }4 Q: I* O9 N

2 }) V+ P8 Z% }/ [8 @8 O' `+ T

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。

    * u. e: `: e$ g" [% w) ?

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。


' W" D9 w7 s% w& U5 Q一、HTTP网页服务器$ k) v# w/ k# W* G

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)
    / s0 y% d: O& ^: k* B  w
  2. {
    . {" ~" X* E% l' G# J
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    + d: H5 |6 a" Q
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);2 E' }: _* I. W/ Y
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));8 v$ X. S) }) g% Y: c
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    1 y( f6 Y7 z: `* x0 E9 f' ~
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    ' Z$ t& V; H- T9 c/ j. r: |
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);/ Y* j; ~. S7 I9 G
  9.     int ret;( ^  K# u  X  F  P/ {4 U7 K
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)5 i$ G2 ^$ g+ ?3 n- g, c
  11.         {
    & ?. a# L9 S; J
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    ! E5 v9 X- P1 X; Y3 T
  13.             return -1;
    + N8 {! p! O2 K) d* W" B2 e
  14.         }" @+ T% R& X7 C, |; h
  15.     int on = 1;
    9 C! |. e6 ^1 k0 s& ]  C9 Y9 C
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)+ G4 x: o7 m2 p& `) L
  17.     {! j0 V9 I" j1 S% {( B
  18.         printf("setsockopt error\n");
    ) }2 N+ ^5 C4 G/ p. B. Y8 {+ j% G
  19.     }
    ) a& `' ^: V4 Q) r! O2 W2 m
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    5 @5 t+ T  c3 v, O6 x; `
  21.     if(ret == -1)
    7 s- C$ m% z2 A6 [& ]- f
  22.     {
    5 H0 K/ v, O9 d+ r4 Q
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    : I+ k' E# Y2 ]/ s5 ^2 {
  24.             return -1;$ d, n: X! c- J6 v% a. m1 @8 |
  25.     }/ x, y) p" w! f% ^2 P8 G+ D
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)5 ]- ~" j8 Y& A7 i" W
  27.     {  N# @! b- _: g' U8 Z9 J/ d! R
  28.             printf("Listen failed!\n");
    4 K- f) b: A$ Z$ U- k
  29.             return -1;& e" [/ F0 |; A) J. a4 h$ p- ]
  30.     }
    / \1 Z+ w7 e* w! n1 U5 u+ i% ^
  31.     return 0;6 u, v, c+ Q9 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);
    ) k7 W+ {; i3 N- ^) q  Q+ R
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    $ d5 O3 y+ Q6 j3 [7 Y9 Q) A- b6 `
  3. {* @1 `) o4 E) i7 S% T
  4. 。。。
    4 ^/ J& Q; \- f1 y
  5. while(1): o2 f, T' z0 z6 a
  6. {
    9 D: s: W' a3 w- u" K- H' P
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    . q) d8 {" C# O# `3 `6 _
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    7 c5 z  A% S3 v/ I% I
  9.     。。。2 L4 _$ c5 p' Q* y
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    # _8 Y' g" Q4 @! j, W7 m
  11. }2 T$ k0 c( H& T& |$ ]9 U+ j
  12. 。。。
    $ T/ n6 G5 I. u  q
  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);( q; \/ u+ A3 Y1 h
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;6 h9 V' E  g; n* b7 F/ I
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    9 d* R- S0 D: q9 f" v) B, N
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    ! `9 u* z' H" j% L/ M
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);1 f) N* R. z* @  N& D& E. S+ B
  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;. _, P" t: U' a1 u- e
  2. pthread_cond_t pct;4 ^4 s% q7 B8 c
  3. int main(int argc, char* argv[])8 f$ C8 l; J; n/ q$ p
  4. {7 U( ?" z0 B, f7 d/ j$ B
  5. ...& J7 H- j# K/ M6 l4 r
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
    - V3 T- L% z5 D
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    . u0 `* S: `- b* A- U! ~
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    & Q; O6 d/ f" d* p% A# r, `
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
    8 b8 b! }, L/ O  P1 V
  10. ...
    % t1 v. {4 v; U5 }
  11.     while(1)" y4 n7 D+ b. _
  12.     {
      ?  s" l1 p$ e
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    # b1 `  }2 L) D1 B" G& I+ h$ f
  14. ...( }' v7 m! |2 t9 _$ g' J. [9 s
  15.     }
    ' f. N5 T1 @* X7 l! i& w4 g
  16. ...
    - {' b* L& e( i$ u: \) _
  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;">
    . ]$ Z* P/ x0 ]4 K! R
  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" \
    0 o& _- X( r. y. r
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    & x& G' |4 ?# R0 U
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \7 B: s  j+ m$ e8 a& l
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    : }7 h5 v+ K, h* E2 o4 ~
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"" J( k( U% ?1 |# G4 H2 ~& q
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
    0 D8 `8 h1 }. R' [
  7.     printf("preparing header\n");# F) T) `( \7 X5 E& q& I4 {
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
    * ?' l! r$ l# E
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
    , g- _0 r! D3 z
  10.             STD_HEADER \
    8 a, S- k! |7 I! X5 Y
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
    7 n7 p+ a( k* o0 o0 V
  12.             "\r\n" \
    9 L% i: J3 d, r) P/ J8 B
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");9 v9 K+ J% u: M
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)4 M0 j' b5 |0 c9 {: y5 w
  15.     {9 n# z) i  R; f4 O5 y3 O
  16.         free(frame);( k* S8 m0 P' _8 `
  17.         return;( C5 G0 ~* g( D3 [. R2 @
  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" \
    7 w- w. x3 Z8 n, B( j2 S+ C
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    $ ?( a! L, W# m' d
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \3 f6 s* Z# I4 @
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
    & `# {7 s% H1 A. g% m% @
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    % d& j' n: D8 i4 c0 y& }% w
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)+ z& @- j; h+ h
  7.             break;* b) g4 {; w3 D" N7 M
  8.         printf("sending frame\n");
    % q0 h4 m, P& P
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    " x2 _- @) X7 e5 r: `
  10.             break;
    " Q. X$ `# t/ Z5 M2 Y
  11.         printf("sending boundary\n");% c0 j0 Y4 ~$ u1 H) i/ Q
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");0 u, T1 d# V) f% P
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)7 I. k% b9 m+ Q% A
  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。


: Y- b0 R, K2 ^8 M/ g' ~

7 Q2 t: l8 ]5 s4 `- S
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:0 m, p5 l' g9 n7 O
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)( `2 e$ k& I4 z7 Q% [8 q, j0 G
  2. {
    , }* u/ r# z; J% u% C
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);! u2 V- A# v# t0 S- p' f
  4.     if(*socket_found == (~0))
    # M$ t& L2 G1 J# D
  5.     {) c9 C2 A$ f. m- ]1 o4 I, A6 }/ g) d' K
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");
    ) E8 x  t% ]/ r# ~  T
  7.         return -1;
    ! ~8 |7 w9 y0 z  I
  8.     }
    : ]9 d9 S0 R/ f; g7 n
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    + r7 Y) D) V3 Z+ P; V, E/ i+ U' ]3 h
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);" r- \8 J3 I: o' \/ `# U1 p3 y/ i
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    7 T. A& Z2 n; _3 Y. ?$ H
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);& A5 R& t" V' ~- n/ G
  13.     return 0;
    8 f! o* s( C6 I: M
  14. }
复制代码
8 V( l' k# U6 X: j# X
; g  n* f& }- [1 W8 ]
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:
, q( W* e4 h: X! s% o% b5 Q3 }3 z' {) v% L7 ?: J2 O
: D% b8 u6 ?, f7 X2 U! [' j
  1. while(fend > 0)
      q; o& ?4 m3 W
  2. {* @2 }! M+ K& p1 @7 m
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));  B7 s# `, a: X0 X" P& t
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    ( T$ z6 z2 r; }$ ]
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)1 [/ x9 y0 d+ g3 N0 \
  6. {  R5 g& p: }# i6 T( u; v1 p
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;! @5 @1 I* L( S9 y
  8. picture.fin = 0;9 Q0 x. m+ a0 T: S  e: L
  9. }+ z# b2 X2 E0 e% d% `0 K
  10. else/ d$ \% X% t' n2 e& s3 Z
  11. {8 M2 y- C7 ~1 c1 l
  12. picture.length = fend;* d/ l# }& E6 C% i5 @
  13. picture.fin = 1;
    " f/ a, p5 O7 e, u
  14. }6 y% s- k6 H8 J* p$ Z/ b  J7 A
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);; }( @- K8 N5 U/ k: u; J
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);( ^7 O3 [1 |; O0 F
  17. if(sendbytes == -1)
    - H# M, r* x  R# w
  18. {& x. m, x4 t  I
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");5 B1 E  x9 ^& ]3 q
  20. return -1;
    5 L6 L9 l# u% t' t. X- N1 h
  21. }
    ! }- }  i+ s4 p, b* z* }
  22. else/ K1 {/ J) y& ^
  23. {2 g- z* W+ [7 F
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    / Y5 G4 q  X5 `# W8 W6 D0 U% [
  25. }
    4 l6 q. O8 w- f- b/ a
  26. }
复制代码
0 b  i+ }  T2 {8 t# v

/ C0 R" I. x: N. C" Q0 M

3 N) e8 ~( \8 {6 Z5 A2 m

( I1 r) v8 U& t7 j6 b2 x: |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, 2026-1-18 08:46

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表