嵌入式爱好者

查看: 11840|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]

48

主题

55

帖子

305

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 - P8 S  O$ k* H6 M* R3 R

3 ^6 P+ Y0 `( E9 U

6 g9 k; z+ A, h- N5 m  E& [. s

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
! x  I9 t7 z/ H) E7 k! g! T, C1 F" \& u

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。

: f4 `9 C6 M9 E4 j' y/ o

; f# q, j2 H* l, F$ f* o3 U! ]

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。

    6 @) _& x+ s5 n! s

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。


1 }5 j! n  m+ P5 X1 u$ q# o一、HTTP网页服务器
" W5 G/ y4 u8 t. 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)" ?7 B5 V: q( b  N
  2. {
    & D, N) L" D# e- f) I! G5 B' F! f" W. Q
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    3 I; U' r/ c3 b0 x7 z3 L
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    * g: D( x9 Q' B' M
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    # m( s, q2 D+ ^9 D
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;9 S+ I: P$ g2 T! @3 h$ u
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    1 E* g. P& G4 T+ Z2 N' r, k. p5 b1 ]
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);1 P+ l9 P' X& V
  9.     int ret;
    , H3 b' l, A8 }1 R: K
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
    & V) G5 _. f9 T
  11.         {  @0 Q+ p8 k0 |1 q0 ^" }# a- L6 u
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);
    # M% n* n9 h' Y$ g  D
  13.             return -1;
    & \9 H5 E) n* [+ q1 A
  14.         }. ~" L( C3 S8 ]! G; j
  15.     int on = 1;( }/ j* n2 A4 y) F, V3 k; u
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    : c: Y5 u; U9 [" Q0 Q3 [
  17.     {
      Q$ t' W" [' S5 [( k& J
  18.         printf("setsockopt error\n");# g9 p6 D- Q& r7 `- V- N- i
  19.     }0 Z" [. ?( n; o' q3 v! C% U8 Q
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    / M# w4 |( `% g+ L
  21.     if(ret == -1)
    $ Q1 n( E! ]* `/ o1 r9 T: z
  22.     {
    9 I: g/ f( w, ?1 B, e
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    6 z7 g) j% [3 E, @
  24.             return -1;3 {& h6 T8 Q2 ?, C
  25.     }8 P% q) v9 V, y. j
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)/ W! j+ u* G' `8 d4 L% q
  27.     {8 D! h! Q1 G. J: R  C& H
  28.             printf("Listen failed!\n");3 F( w, g2 u4 d- z! X
  29.             return -1;
    8 ~5 D% m( v4 {! I& B( q# s( J
  30.     }3 K& O6 e- N7 G/ [
  31.     return 0;
    ! E: A! w9 ]  m# V  |" q
  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);
    - c3 U6 I  q6 D
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    ( a/ l6 _7 X: Z, c) [3 P( u
  3. {
    " g- I/ m. Q. h! V1 {% B( v
  4. 。。。
    8 P5 V2 @; R' F9 Z# C: o
  5. while(1)
    0 M, i. j- f7 ?- n; T
  6. {+ ?  S% d1 U) c. o
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);, H( U% Q( @% p, t
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");6 g( P, o/ x- r3 ?
  9.     。。。
    6 f4 {( {* c5 r! Q0 T9 ^% i* Z
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    % P  j+ E3 T* o1 [$ s
  11. }- a6 `( o5 [+ _0 x& k
  12. 。。。
    " Q' n* T* H9 z, M
  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);" r0 S2 x% b; a7 P
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
    & _4 L' P% s* V6 L; b; U2 Q
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;% w* J6 H( U1 I/ G: u+ j
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    * D6 a; p; l: b7 ~0 t
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    2 @/ W2 u9 |- \* M0 N4 ^
  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;: f% ~; P  L5 `  C' i% D
  2. pthread_cond_t pct;
    % G: z# D) a- U! U+ J+ O7 {: [
  3. int main(int argc, char* argv[])
    ( A8 Q6 }) {. D: @! @1 K
  4. {. Y: L+ W" b2 ]4 _% c' |, @
  5. ...
    $ j0 P& Q/ M" u: H1 ^4 s& f) M' K
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);" Q- ^8 ]2 ?% ]4 X
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    ! j. Q4 _+ e* [
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);- Y& P3 K+ [) j
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);3 K1 c7 {/ B- M  o
  10. ...
    ' A& N$ T) F. _  a! M, e4 j. y
  11.     while(1)
    & T/ u/ G7 A& A0 C. ]) X8 L& d3 n
  12.     {7 w" B: Z# O- L1 ]% F
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);% V2 o+ n, a) H& c3 \
  14. ...+ g" P' m0 W, `. n
  15.     }- N( d) A/ q. q
  16. ...
      i1 M) s4 A" b6 M& G8 ^
  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;">$ M* g  z: e2 Z+ j. |2 u+ i
  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" \, a3 n) E0 ^6 w5 z' S  p8 x
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \1 M, r9 Y. \6 h( F; F4 J  |( v
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    # I8 ~( P+ `* z# }
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \2 X5 k8 ?  X" b7 C" f
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    ; o- E2 |# ], W9 s6 i! J
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"/ r! y. O' K% }0 `
  7.     printf("preparing header\n");
    4 W/ d. J' G6 f* Q' H
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \8 S" t+ R# [* n  E. J" Z
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
    ; P# V, t3 K" [) s5 z* [$ U
  10.             STD_HEADER \: l- \6 y2 i: x
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
      x3 R2 B  g  H# N0 T
  12.             "\r\n" \
    0 ^8 h2 }4 a$ z. ^! A
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");: T! v9 t9 g7 j  r" s/ ^
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    # R3 A3 q8 l. y& W
  15.     {  ?9 @; |. P& a! o9 ^9 b7 T
  16.         free(frame);% l% @1 Q3 l, H% k
  17.         return;# ?% p9 Y5 u) b% `
  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" \& F/ r( F6 G3 a  ?5 A
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    ! `( n6 E' p( H  ^% ^$ j' u
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \# {) |' T1 u$ Z: Y; j" Z3 K
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
    8 u, u: z. w) b1 j. q1 M
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    2 `4 x0 D0 j1 F7 n
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    6 P$ h3 q  g) n( J) G  J& M! _/ N
  7.             break;
    0 V, M1 k& W2 D1 G; G: P* G
  8.         printf("sending frame\n");. D$ l! I' M9 A$ t* R0 t
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    2 ]9 z9 Y. B# k, f9 D+ Y
  10.             break;0 R# c* A! R/ M$ O& Q
  11.         printf("sending boundary\n");
    , Y9 W; n6 Z" T9 B. C
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    1 t+ [" Q3 y2 y# }" _, F+ ~
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    & o/ T4 i) T7 O$ L
  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。

+ y4 v  G$ w8 O/ F9 F

' G; N' H7 C# ?) L, ~! O
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
+ `: L8 v. n. x  I, }/ h& t4 w6 o
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)' a( X6 D) N* E0 O
  2. {
    ( m, o1 l& }) |1 S1 e
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);+ [0 C( K4 [: o- o. e  ?. E) o
  4.     if(*socket_found == (~0))
    6 i7 k8 E2 K1 e/ G6 a$ `
  5.     {
    ' J4 k. V, a. D% W
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");, I" e2 ]4 g0 e, U" |) [
  7.         return -1;
    : P# Q. Y7 ?" |+ ]# S
  8.     }
    ( `- A9 B: o# R
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    * {& ~( ]" G% j; F% N: f
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);7 ]8 K9 I) i  d/ x: l: ]
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    2 b# }' U. ]. M) _( J" P
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);8 `2 ^# q# o2 f  S0 A
  13.     return 0;
    $ A( i0 _) B0 W  d" w$ l
  14. }
复制代码

1 Q6 ]' I% ?7 `9 c
6 ^2 g% V( W3 ?$ g( r" W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:
' |6 U& l* Y, O( N7 H9 l" U3 K( E0 ~1 w
2 P1 g% g- _2 k7 U; V. |$ |% @5 e3 {
  1. while(fend > 0)$ z5 m; Y) d+ Q* D/ P* T( G
  2. {
    ' p+ F, W5 M: G6 B
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    , {3 M$ l/ T, S) b
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    , Y# S. X/ j6 L& K6 ?
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)8 r1 ~# U6 T& T( X- a: m; o
  6. {! t9 X/ E7 C; C  a: L, J! n9 a# ]
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;* E- h& g1 ~; {& t/ P
  8. picture.fin = 0;
      R% m. Q: A" W$ }- k8 \5 n  H
  9. }
    4 v' Y. D% L0 P0 m! }& R
  10. else6 X9 z0 @3 a) M' h. n
  11. {
    . S$ B' K5 x4 `" T2 I% V
  12. picture.length = fend;
    " }  t' j0 v) n. J) B7 \7 y, Z
  13. picture.fin = 1;
    1 B. ^8 R6 F# W( ~) O% X
  14. }
    " H* e6 v" u6 x3 E( K  g
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);6 j% {6 L! p* L; k4 q& p) t
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);* n4 g$ X% P. K: I2 @5 G4 u
  17. if(sendbytes == -1)
    2 f9 A5 K( E8 {' I/ a/ `
  18. {* o3 A7 G9 Z3 @) ~6 `
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");1 h$ Z$ T. X! s2 c- y( j
  20. return -1;
    6 f' ]2 ]5 z8 V
  21. }
    # R% j) L- U" ~: P" ?& X
  22. else4 m0 f/ K5 {" F0 `  R
  23. {
    1 i. Y, K7 }3 @) n$ r7 ?+ w
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    4 }( B: a4 P5 D( e
  25. }0 a' a) v* {1 v" R: A
  26. }
复制代码

' `( v$ E$ A& G5 W+ _2 h
; f% m4 I! }7 p! H4 S

8 z2 I, T1 P6 B  a' I  Y3 `

, S7 [# q$ W8 A0 s' ?* w8 l2 AiMX8MPlus 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, 2026-4-21 03:40

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表