嵌入式爱好者

查看: 10471|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
+ Z# W$ d- E) @. M1 v' j& G: V( D' ?6 P: ?

4 y( G$ L2 F# X. g  I4 S. K& k$ ~

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
) Y+ a, o$ S" _' a9 {$ T9 ]( F/ b. q7 f  k

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。


( W! X5 F. u; s5 N

/ U& n2 l9 C) l' 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。

    8 o% B9 K# [  s$ [* @4 G9 |/ h0 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。


( A) ?/ z! s  Y, ^8 C) I一、HTTP网页服务器
) W3 D, N8 T6 v! H- n) V9 g& c

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)( y0 K- L4 n/ U+ I
  2. {3 `1 e* P. G& l. m: C, I# L
  3.     struct sockaddr_in servaddr;" ~- S" h3 |7 ?/ G! X% d
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    - n' U( A6 c6 I7 `3 U/ r: V( J
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    - W  s: ^, l3 P5 d1 D& A
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    + _3 e/ m$ u* T' q/ Y
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);7 b, u/ Y1 f4 y  a# K0 ?
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    & \! X+ U: @7 y* I3 w; X' L
  9.     int ret;% H4 J' v! W8 m* \7 ]  {
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)# `; j9 M: M9 v% o% l5 ?
  11.         {- p" y; c3 ^3 ~4 f- a
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);( O: L3 K- ]9 G) e; j$ ?
  13.             return -1;
    & P6 z! S3 N; c9 S+ J
  14.         }1 o, C/ D! s: N5 H
  15.     int on = 1;
    * Y6 N7 Y$ [( }
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    , ^% O, V0 ]( E, W+ \
  17.     {( V8 d) k1 e. K" |6 d
  18.         printf("setsockopt error\n");( W/ f! J! c2 a: M$ B
  19.     }
    $ z) j* |, Q) p4 R% z8 Y! c+ M
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);8 s& @9 p8 p" ?; X: \/ A5 F  R6 w( H
  21.     if(ret == -1)
    * l4 y, [+ K: c% f# g0 l6 E1 R; T
  22.     {
    7 |* m7 I' x: M1 O
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    9 K' q( a0 C5 V* |6 [9 b6 |/ J, q
  24.             return -1;4 N$ Q& P# G. ^9 X
  25.     }
    + N$ Z7 V5 p2 `- S' k
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)" S" r3 |/ h9 v2 Z0 @8 ^2 \
  27.     {
      v3 v+ h% B. f  I
  28.             printf("Listen failed!\n");
    $ h- i7 O$ K* {. D
  29.             return -1;& J$ f& n  U( T- B
  30.     }  Q' d3 b  n9 A8 p1 P
  31.     return 0;
    , k  [4 a: E3 ~" z
  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);" [* o4 U  c5 J& H3 \
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)3 y" k* r) Z& S8 L- V5 K
  3. {: i0 d, y7 K- f$ F+ A( ~3 S* K' ^
  4. 。。。6 j$ o: c+ w- s% O
  5. while(1)9 Q9 `. _8 ~+ a6 r- V5 O. }
  6. {
    ) h9 X) Y9 p$ j5 Q# {
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    - N( X, g+ m8 R
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    ; [* H3 E3 a) P. t
  9.     。。。: Y* [9 B9 w6 F7 x$ E% {
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);4 H! b6 q, \% g+ K1 Q7 b
  11. }
    - Q9 K  S1 }. K. D
  12. 。。。
    ' {4 f8 N# h5 t0 p: J
  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);
    4 F, {& X9 t! g, H
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    - f+ w$ Z0 ~  \- }$ V
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;7 ~6 }. I" q- d! {8 K$ ^* A
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    7 B7 _6 n& ^7 M$ J# x) `1 x
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    & w& F- M& p" |9 M% U1 j& k9 a
  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;0 k4 `% F; o0 z! h1 Z% @1 q: H* t
  2. pthread_cond_t pct;* p' {6 V# I3 C8 c3 ^( F8 B
  3. int main(int argc, char* argv[])
    + O/ Q; I, `: K0 _4 @
  4. {, u/ K- e  ?6 @2 h8 h- ~# f
  5. ...
    & a8 [7 p  U9 h( a' ^
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);0 _' M; Q, F/ ?7 p: t
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
      |: K3 t; t' G
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    4 Y! c1 f. U/ |4 i9 n0 J, u
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);  C' o, @; C6 S* X( j
  10. ...
    9 z# A9 w% F- ?8 U. F
  11.     while(1)$ Y: G9 J0 x! m% Q" e" H
  12.     {' N% B$ ?& c0 _# ?) j; q5 N4 O) T
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);2 n; \8 P6 a$ S! U% q: m
  14. ...
    - W! X- U7 g% |/ C
  15.     }, ?! @& A6 Y% Z; x
  16. ...- S$ d5 I+ b" [& O2 p7 D
  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: f* a; o7 |$ 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" \
    ) f: [( @- l. ]8 w8 I' e; ~
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \9 G* n- e/ p- {0 q( d1 M& b) d
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \% c: x! U% v# d( N2 \/ k
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \' ^& y/ s1 T6 I2 y
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"+ R6 U/ d) S$ d$ A
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
      E7 w: {2 K( W% f8 |2 ^
  7.     printf("preparing header\n");
    . ?0 Q; H' Z' \% E$ m) O, k7 {
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
      t$ v& h6 h3 T
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
    ' L) b% q8 Q3 p" _; ]
  10.             STD_HEADER \
    / o. B4 n, B& X- b: i
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \4 a6 j6 I3 I$ s
  12.             "\r\n" \
    ! Y0 x" ]# P: h8 I+ |8 F
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    ' v- j5 C( F% r
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    2 F& _* `2 y# \4 _/ e2 w0 U/ v. e
  15.     {8 V5 |7 S! Z0 k+ c1 Q+ `, y6 A
  16.         free(frame);* E$ o0 T0 t' [- M- x' R% M
  17.         return;$ j0 D  R, O1 a  j, l
  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" \
    ! ~% |, u1 y3 N/ N
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    + }; ~6 L2 G0 b( `1 d4 a
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    $ `. ?  s" R- `& ~- X5 _& f
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);( ^7 H9 S/ H) n4 v) J/ |
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    5 Y, Q: Y% _3 @# s) H& K0 q
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)( n4 k+ {' E' Q; W+ o
  7.             break;
    " ?: Z& ]6 W; M* V7 m& X: A3 ^
  8.         printf("sending frame\n");
    + D. a5 Q4 W3 S- u1 i
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    1 h) @# u) o! u& _0 N
  10.             break;
    $ B# X! y& R; M1 E7 o, S
  11.         printf("sending boundary\n");0 S4 ^6 z% Q6 X1 w2 J6 O
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");, J: S' E! K2 W& v7 l6 Y6 G
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)" U; Z3 [6 G3 j# c( R" X2 {
  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。

4 {0 ?6 [( j* G5 d0 k5 L; A


: |$ C) ?1 c5 B' |: `" s. h二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:5 Q3 q7 Z8 u) I
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)! T3 V& n6 F* d  O0 o
  2. {
    % y" P4 Q; L) l; T; A$ Y
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);0 A! o9 v% M* t2 y( ^
  4.     if(*socket_found == (~0))
      J3 e6 `4 [, k' k, J
  5.     {2 G* D4 e8 Y  o) ?1 b$ j# x
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");
    ; B% s) Q1 p1 \) ~
  7.         return -1;" t7 L6 P; Y% a1 m
  8.     }
      O, u% Z( j8 E& {$ J1 _* n3 W/ [
  9.     addr->sin_family = AF_INET;" v$ Q3 B) ~% P5 ?3 Q6 P
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    & b. a6 Q8 E( L' i
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    " n) E% W9 ]9 C
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);
    0 P0 o" U" O# u! D/ S& p
  13.     return 0;  u5 @$ I6 |0 p+ [0 a
  14. }
复制代码
# e; v% y, M6 B) _, b
, @) O, T; s7 O& |
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:/ @) z$ Q  `6 [' [

+ ~& y, n8 ?7 J9 |' o# M1 X, e" z5 [6 J* ]) [3 N
  1. while(fend > 0)- G8 V& x( b6 v# i* R( P( Z% N  |( ], X
  2. {/ b; @. U% l2 ]
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));. n( n" h/ C0 u
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);# E7 A5 k- a1 m- l+ M
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)' {3 A% A# T' O6 }- S
  6. {
    / K! m/ w4 B  P3 z" _
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    6 o+ q8 T/ I3 c- x5 @2 l) X
  8. picture.fin = 0;
    ' B/ B5 \. K9 m# P7 z& e
  9. }6 ~% {# |$ B& W0 p. C$ S6 t
  10. else
    7 ]1 |' l+ W8 Z5 K; p# `8 u" }5 Q- d! P
  11. {
    - A- m3 P; y) x7 w( I8 G2 l
  12. picture.length = fend;$ ~9 C# r. V% n% C
  13. picture.fin = 1;0 |5 P# D; I5 L3 i# d
  14. }3 q6 n/ E0 Q8 }1 z8 V
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    + Q9 M( y" R7 C. x7 f5 Z6 r
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);) S7 C$ ]6 C  A# h
  17. if(sendbytes == -1)
    / s6 f8 W3 @3 Y2 o- d
  18. {
    " w4 q0 b0 I' v6 b5 T1 s
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");( ~3 T) l! G4 s- @- p. T7 b% h
  20. return -1;
    8 H) v1 k1 t! m! z
  21. }  g9 {( l: W' ]) [/ J$ S
  22. else
    ) O8 u8 P* _9 A% B+ {
  23. {0 ?: e6 p2 |: S# ]- m' s. U
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;3 Q2 i+ P+ {; @! G
  25. }
    5 L7 c9 g6 W8 v1 N
  26. }
复制代码

0 }' O- R, f" C3 ?, y. r, D/ W3 d, ?. [9 ?


# G* B* R: P% k1 v3 M( X& R$ W
# K7 x$ z7 S! Y$ }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, 2025-12-14 17:10

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表