嵌入式爱好者

查看: 10259|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 5 J$ N4 E: {& ~6 G4 Z5 V
: z+ i* p5 t0 K


& S" t8 n- U8 S4 l: v8 a

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.html0 H5 }4 ~; i: ]4 v) V

9 @2 f* P' H: L2 }4 I, ^

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。


# q; n; q# G& F* f4 w


% [2 w: w$ k5 M1 x( ^

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。


    7 |! j) m( U6 ^' x0 f$ G6 i0 a

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。

. b' V% |% k" \$ h+ Z. n
一、HTTP网页服务器1 v% ~, b7 H7 ^6 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)' j: l6 S* V  o
  2. {
    # f- q# K; K  j/ k- r  ^8 ^
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    7 p3 I  g/ `/ M1 B# v0 `7 g/ o4 }
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    ' `% [8 U& u/ o& ?8 o2 g
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    - G7 R) D3 x" q) }# P
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;0 A' W( S& k: N# A  u
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);+ q/ _. n$ `! \
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    - i* k0 x& l1 H5 C2 z
  9.     int ret;( F" S3 b/ X+ R& v  g, |
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)+ ^, M. \- p' t7 a2 X, t, \
  11.         {
    & H; L, `: s/ A+ o0 V
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    ! q; C6 a3 p" X5 v" r  Q: E  }, w# i) d
  13.             return -1;
    ) M$ T9 z* w+ S$ k4 E
  14.         }
    ; T+ \# p6 u( _9 c: q& ]4 p
  15.     int on = 1;
    9 ~# n. {$ e, h2 Y* F9 O1 b
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)- t, [; y# s/ [  l! F6 Z; u" H
  17.     {
    1 e- T9 p; m" I9 s; L* z& b
  18.         printf("setsockopt error\n");
    ! Q4 {; I$ q7 k# _
  19.     }' I, V8 f$ E' A1 X% K- c3 P0 p
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);7 K: D1 M0 ~2 w$ g1 v
  21.     if(ret == -1)* d  R# C5 u8 t: s$ R) d" T. |$ e' ~
  22.     {" F3 C/ A" n; a. T
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    % p4 e% i7 K3 ~$ A2 Y8 j4 N' O' m5 {
  24.             return -1;
    4 r9 ]1 b0 w/ n
  25.     }
    5 E* r6 {; g5 |: F" X$ O& e5 U
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)" G; ~& u+ z$ ]7 Q1 h
  27.     {
    7 t2 L3 M8 }8 j% Y
  28.             printf("Listen failed!\n");& D+ U5 Q5 [: Z1 Q
  29.             return -1;3 @6 H: J) H. @. G
  30.     }# T' ^" q' _, m( {5 X) L
  31.     return 0;
    2 M5 g, [- ?. ]# w
  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);
    & T1 A) E9 |3 u! g% \  C
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg), u6 k" P: u% ~
  3. {
    6 Y7 q+ _* w- Q4 }1 E2 ~) L
  4. 。。。
    , P7 H3 n" s4 y/ G% D) E8 n4 b
  5. while(1): f0 P. P" x# b, B
  6. {
    3 S1 {, N! [0 |
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    2 S% x! o) S' d) X% A0 A
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    $ n  V8 ~( t7 A
  9.     。。。
    ! D7 n2 }5 p) E; ]) Y1 K6 n
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    # _6 `3 s4 c8 ^+ N, E/ D! p
  11. }/ `) b0 H. J3 Y1 T5 y
  12. 。。。& {/ _+ Z4 H. q0 A7 G7 f: Q4 g1 ^
  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 d0 A' i) L% m# O
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    4 Q" s! i/ X& \
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;
    3 j% f! P  f; P7 H$ P) O
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    9 g7 x# d1 \9 x  i
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);; ?" w6 \/ Q, G% Y$ X* z
  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;5 ]# X" L* F1 |) d! `. E0 Q
  2. pthread_cond_t pct;
    $ `" l$ L: R# l- I* ~
  3. int main(int argc, char* argv[])
    7 H- T3 N$ I" q  S- D1 f$ z- z
  4. {
    8 }7 {" M* n" U7 M# ~' d- d' x
  5. ...8 s4 l6 ?/ D% g# z9 A+ N
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);7 J+ j5 X) i( n1 f2 N
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    ; m' Y& i' P4 L2 L! P7 T: m
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    2 o) ?6 g0 S/ Q5 i
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);) a: I9 m0 S( {$ ?7 J5 u; p
  10. ...6 x* K! E  I! G. n3 W  ]
  11.     while(1)
    8 ^+ H8 i+ B, d" ]
  12.     {
    9 x6 j1 N5 z& Z) H6 w
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    1 J4 q; o' ]) u# y
  14. ...4 ^3 o* P6 I9 s5 }
  15.     }
    . d( @/ E% J8 I  }$ ?. _  k; J6 Y
  16. .../ X5 F: N3 n) R9 R' G+ o( S+ v
  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;">
    & v* ^2 q  B/ j  o# p- U9 S2 c
  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, g8 t6 L3 M& n- w- }$ y
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    4 D% k+ h1 T; U* E) F3 f% e
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \) v& @: n+ g. c! U
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    * g- Z" Z7 P; w# {3 i
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    - A5 m  R- y" Z, O" S5 e9 s' n
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"$ r0 R6 Q; u3 J3 w
  7.     printf("preparing header\n");
    1 Z4 S% A5 t$ R5 R# Z
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
    0 K# ?* G8 e) k
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
    4 r: k9 G# H8 H7 d. g3 X7 j
  10.             STD_HEADER \
    / O0 m$ \, z$ K% c. c. s3 N, `) j
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \- r/ a0 J! n; W9 `
  12.             "\r\n" \& W( ~: b1 m* T8 r3 j8 z- K2 u+ k- _: z
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
      L7 G6 [5 q- R/ L
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)1 v+ z. e, v  {8 @
  15.     {- e( a3 `  |1 Q$ v
  16.         free(frame);
    4 h' Q# r8 M5 @) W; M
  17.         return;
    & {- o8 Y; e3 U: d0 d3 }
  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" \
    : n$ K4 y$ i- t3 `
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    3 p2 u' U( q, F% @# B/ T, ^
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \1 X; N9 D' A0 o# \( @* q, O
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);; I- y; ^( h- U7 @
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    ( h, i& }' H6 m. M- o2 W- {+ I
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    / h2 Q/ p% U8 l9 Z
  7.             break;; r8 Q+ Q" n8 z9 c9 D
  8.         printf("sending frame\n");# k! c3 Z/ f8 J) c7 a
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0), C3 V7 F" G0 \2 K
  10.             break;
    & e/ M7 k6 y. t$ A
  11.         printf("sending boundary\n");5 b* X0 `- T) K5 _3 c5 ]
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    ; ~  r" Y  m! M$ p' E1 O
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)& Y. f, ^+ ~% I' Y. a5 T) ]
  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。

" m8 O1 v7 s1 U


9 d$ Z2 U2 a- f4 s$ x/ {二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
/ @/ ~9 `- z/ }0 P& W
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
    / p  n# ^7 p3 q9 E* I
  2. {: r- G# E; E+ q7 O& i
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    " d) Y1 F' b* N: Y2 W
  4.     if(*socket_found == (~0))
    ) V5 }, f% [! e! {
  5.     {
    9 E' `9 h+ Q1 Y1 Q! _1 X4 o* P
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");9 u  m& W+ i# J
  7.         return -1;0 s! l* @$ y$ k& a  M
  8.     }& {- k# |/ h- d: ~' Z0 W
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    0 I! U% p3 Q2 e1 v  X# _- y& q
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);- W4 f$ a" R; Q& ^4 K
  11.     addr->sin_port = htons(port);) [+ W& ]1 }! n1 F% S2 p
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);" J5 a' s/ Y4 l. d
  13.     return 0;
    ! @3 ~; i7 ?9 H( C) d- Z& s9 K
  14. }
复制代码

0 R8 o. F5 o9 X: j! H! A  m' n- I+ V
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:/ A; A- _" E8 t4 E; K
! [4 j7 s# [  ~& P' t" p" U

: [2 S& _% h" [& ^
  1. while(fend > 0)/ D6 x6 G- J2 Y
  2. {, f; D( d& o0 V* \
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    * f" J" _" C0 O9 F* N  {5 k$ }
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);- K2 H! Q+ B5 Q9 Q
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
    2 O- [4 M6 O) s* n" Q
  6. {
    ) ]* x; Y7 L0 `1 E
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;/ w9 J4 `  m3 v% A$ ^9 ~6 l
  8. picture.fin = 0;7 G8 {* |' c8 H: N/ I- g# ?
  9. }4 l) K  p" H, [- a# C% K" Q
  10. else# e5 |% ^$ t, i
  11. {: i9 t3 |. t5 z4 w; I7 b$ r! h" g
  12. picture.length = fend;: O: R+ ~' }5 G
  13. picture.fin = 1;
    ! w& D. A& s) g, M1 J/ p( v& R" m
  14. }! [$ d) e; m; @6 n
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);7 c' ^$ ?4 A( w) V. B0 c9 Q# p
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
    3 W; U& h5 }% q8 L. f0 T
  17. if(sendbytes == -1)8 N1 d0 t% b5 ^- W0 A+ {% L
  18. {
    5 Z  e' q& T; `5 m+ ?
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");
    ' b7 G; R: b) w: X* z8 _
  20. return -1;
    ' V9 O; @" r* ]# R
  21. }5 H( k1 P! Q7 a# N5 H" ~# ^
  22. else
    : g5 a* m: X8 ^  @! U7 s
  23. {
    1 `# ~5 S" b9 f: R- f' w
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    : n5 P2 `3 \) k" d% ^  M# ^
  25. }6 ?+ X4 E! n# c% y. {6 d/ O
  26. }
复制代码

! x2 B* v& }1 ^7 \$ J" X0 v
1 ]7 n+ v% J; R6 z+ a

/ {! z2 [; Z4 K) o

. _" \' I& y% u  ziMX8MPlus 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, 2025-11-24 03:51

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表