嵌入式爱好者

查看: 10779|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
& y8 U7 t- q8 W& d2 o+ c. ?0 h
8 N* S/ a( @/ b- F


- D- r: q& `+ W

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
& u- T) p; _1 C3 ]! P: A$ P: m7 ^% D: c! ^% e6 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。

& Y+ }3 ]+ x$ X! C8 H

0 l$ ?7 E/ s' [) g% `& `

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。


    ; n; U( x% h# b8 I

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。

, q3 A2 O' ^: X
一、HTTP网页服务器
$ B& I* r7 A  h- B9 Q; |* o* y

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)
    ! F. W. D, F! J. V9 W
  2. {! m; O0 \, ^0 v: Y2 v
  3.     struct sockaddr_in servaddr;$ z1 I: z* j( j3 H$ T
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    . {4 P" U4 \. K
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));9 x. ]$ a+ b0 {( X5 w3 `
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    . I% T$ B. H: x% |
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);) |$ m! H2 }' m- T
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    " T& e- c3 D" q' L; o& I) H
  9.     int ret;2 u7 N( T  H' r1 C  ^
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)( {6 u( T6 t; t* w. w9 k: [
  11.         {5 G2 Z( ]% m* g9 H
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    7 x# g. M7 V# [! w# ], a
  13.             return -1;
    * D5 ^/ n) N; i1 ]5 g" ~
  14.         }( q% ~) Q* s* W7 p, h- B! d: P) O1 P
  15.     int on = 1;
    , N# Q$ j! l7 \' b5 ], g/ K! B! L* B
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)" h4 y# {7 J) K6 |1 F" n) O
  17.     {
    4 W' b, B# {4 o$ z$ h+ }! |* Y2 @
  18.         printf("setsockopt error\n");
    8 k2 Q( R' Y# ]3 i
  19.     }, }! P1 R0 \+ w4 [
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);: g4 \3 m4 k) {  ^  P
  21.     if(ret == -1)
    ( m  o8 I( L0 F- g4 _
  22.     {. g* V" P/ d" H' U
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");  \+ S5 }# q5 V
  24.             return -1;8 J% n  W9 U. ^. P! S8 Z+ c2 [
  25.     }
    7 V$ B; a; U9 J  K4 m7 z7 q3 ~
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)7 d5 l; F& K) J9 M  Y
  27.     {
    7 g3 }6 l5 V" m" O
  28.             printf("Listen failed!\n");
    & y0 }. ?% g) q% {- ]
  29.             return -1;+ L9 l& ?# s7 V% K/ ]; W% X& }7 |
  30.     }2 X6 t4 @: L# H9 G
  31.     return 0;
    # E0 x6 J; Z) H8 [( |# R- Y
  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);/ e% P# I6 ?  O5 {+ p: |- p
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg): H) t" m8 |$ R$ ?4 e
  3. {. b" @) q) y4 _1 ?7 W) ~  E% X
  4. 。。。
    6 L( X% a% C9 [* N2 o; A8 r4 x) c
  5. while(1)6 S' l' v; F0 S7 A" l% ~0 A7 `
  6. {
    - K% O% R; H$ o
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);: \5 ]- g5 X# u8 M5 ]
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    & n' O2 K8 a& V" o# m! t/ m
  9.     。。。- d' |4 N5 }' F1 `- p3 \8 c
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    ' \* K3 s/ X3 B. l
  11. }
    " F4 W0 d5 @2 \8 J9 J7 }
  12. 。。。
    5 c) v- M7 @( k6 U5 Z9 V5 v7 E& L
  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);# ?- p+ @9 ~: U: o. L6 D; `& _: h
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;4 _' V. T0 T# H- j* g8 ?
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    4 M  M9 C5 E  y1 C& Q' f
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    $ A" [: b. c8 u5 X8 M; |6 _) U' T
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    5 E$ C( B  m/ p4 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;  e" m8 I1 x, O7 s4 `4 E
  2. pthread_cond_t pct;
    , H8 M% ]& x! {. i
  3. int main(int argc, char* argv[])4 \- H% k/ v& }) t. `: |
  4. {, T$ X* y$ ?7 s
  5. ...+ }' F# E$ Z. X5 S3 F3 @0 p
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
    8 m! H5 I7 v2 N/ t4 T
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);) t% S- i1 v0 f1 F9 Z+ M1 }
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);1 e" c8 ^! c4 D" |  ?' p% K( L5 p
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
    & G7 N. }2 Z: X' Q3 i
  10. ...( y! o9 v) {) L9 q
  11.     while(1)
    5 U- u, J9 ~- E2 b# N
  12.     {8 ^  Q. d; ?, p
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    2 v/ v- r" ~. B( O: U
  14. ...& I+ X+ R( m+ M+ J
  15.     }
    2 Y* Q: z! d$ W- U
  16. ...
    % _! |2 y. N9 [) j+ G
  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;">1 D, w/ i- V1 v6 {' j
  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" \$ a/ ^6 b* w/ s9 G; x
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    $ D- T: B" f6 b4 e
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    + q! M; @" {/ o0 N
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    . }+ u; k4 `  }) }! z2 g6 }6 |4 b
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"5 U4 [+ G3 u, u2 X$ y1 P. T) Y  D
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"
    ; ]+ G# I/ b. t6 m
  7.     printf("preparing header\n");
    8 A- q* V' g3 e7 w: p
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \! N  }9 M' {: v4 l( `- x
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \5 S# X/ X- o- b* G5 W  P
  10.             STD_HEADER \
    + t; G3 p+ R. ?( i
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \1 Q# G  d* L/ V. S: M0 B* u* U. V
  12.             "\r\n" \
    9 J. ]' u3 v- t
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");: Y1 K, u* t; Z
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0), f1 \# r3 g2 N! w; |3 O7 t
  15.     {) _6 ?) t' M6 Q( V) H/ b1 {
  16.         free(frame);
    * k" C  g: j/ o
  17.         return;
    : L9 p, G8 i$ u/ X# a- k
  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" \. E. j9 r3 ^0 N8 c" e
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \' ?/ ~% s# o. v- F2 D
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \
    " [, K+ `# e; t. i9 [
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);0 z6 Z- I( U# [) u/ `, b
  5.         printf("sending intemdiate header\n");  x" F- I" u/ ^7 G8 D- ~, n/ g
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)# ?7 o' n/ X6 V; D. X
  7.             break;& a; q+ n6 v& q9 v: j! ]/ j
  8.         printf("sending frame\n");" |7 n  }( z- w% Z; E% D6 |
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    : q5 Y" O, F2 j% e
  10.             break;
    . n- u5 x# \- e9 @( x+ j
  11.         printf("sending boundary\n");
    1 v, b7 I9 j  F6 Y  E7 @
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    ' p, ]5 t9 Y# k# x( x( s
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0), M# h8 K$ x! K6 Z2 t5 z
  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。

0 j" Z  @9 t1 y8 B& V8 c% u2 `

) ]$ V9 Q; F. d1 f' X: i
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
% H9 k; ]+ c/ v: v/ g# K
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)+ M3 S) G, w9 Y; B$ L6 d" w
  2. {0 `0 B( _6 J! r3 m3 Z. O3 t* f
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    * \5 j+ v8 O5 H7 k" |0 l6 {* q
  4.     if(*socket_found == (~0))7 E7 F  V. d9 L6 H
  5.     {
    1 a% L9 r' f* H0 f% K6 R( L# |
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");
    3 V0 n/ q' |: |1 `, L. x; d
  7.         return -1;, A6 _) ~5 O: y! }
  8.     }
    7 T' y7 t0 X4 P) Z. K. V  {& {: E
  9.     addr->sin_family = AF_INET;4 F0 H+ q- a6 M4 N5 L. W
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);% U) `% i$ V( [/ G4 c* p
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    2 U" C/ f) n: [8 A
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);9 d- r# i1 l7 `
  13.     return 0;3 H$ K/ h# f& D& {3 J
  14. }
复制代码
' w; S% z* y; Z/ _9 S: m0 N
, D# M$ ^  o) x
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:" e) D4 @( S; _' Z( |) U2 b( W

: F  J* n) n4 y. F: K, p
& m+ z, Y2 f/ K& b9 w
  1. while(fend > 0): q( W  W- x7 }" G
  2. {
    1 ?+ |  m  R6 j- C1 {) z
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    . [* V) s- Z- @  C8 U
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    ) H5 u* q( Y9 t# i9 C
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)0 i) n0 ~' h& z: U7 N! N" V
  6. {
    0 A4 ~$ }+ w0 {
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;3 t2 c( A7 {+ X. Y- K! p* o
  8. picture.fin = 0;
    3 a/ b* r) p4 B: @
  9. }% c! C9 i6 M( @
  10. else
    3 Q, T/ Q- P5 \* v
  11. {6 g; _. j( |/ |/ C1 d4 k% i" ~
  12. picture.length = fend;
    1 `+ C) P( F+ P3 D- v7 w/ N
  13. picture.fin = 1;5 h' L0 G1 J3 R. Z. t* u
  14. }1 }" `6 v/ U. l. G
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);% n8 P2 F: F! y/ X; ?
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);3 {* K: Y9 R; N# R$ s6 e! a9 [
  17. if(sendbytes == -1)
    * U, j* H3 ^9 B* c- \
  18. {( t5 ~. A) p2 w/ {* f! l  j
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");+ O5 W* {/ D1 u$ l, N$ @
  20. return -1;- Z# _6 ~! e6 A9 m; ], _9 ~
  21. }
    , d+ f& r+ d+ x9 H! q3 g( \
  22. else( s% x9 N. j4 x$ \; k( R
  23. {- @" `8 ]: s/ g" Z7 T  H
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    2 ]5 m5 g8 G# m- E3 A3 b. {
  25. }
    2 K9 Z) R" O& s9 G0 Y
  26. }
复制代码

% l, D, x- M! }. A' A/ }8 |  N/ b9 _! r" G- M. a

" ?* h  L6 s/ G
9 N, W+ z1 ]; Z6 f
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, 2026-1-16 02:40

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表