嵌入式爱好者

查看: 11796|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

304

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 % ?( n8 [0 S6 P( ^4 ]& t9 \
& I$ U  \. t% f7 D5 g


+ a+ @3 w- w5 p/ u* Z0 X1 }" U; M( ?1 e

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
* ?. ~* b% m: [( m5 V4 d# x8 B0 D
5 ?& b/ I* n; L7 A# I" p

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。

+ U6 X! D9 x* K' T/ r- `2 Y

2 m. R+ O( W" n+ c

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。


    # y% _  f3 F9 f7 Q* d

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。


3 A7 y) v& z8 `一、HTTP网页服务器
: G% W0 s1 ~; X3 ^& k' J9 Z

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)3 l, b1 s6 a! \1 u* ~4 V
  2. {6 X0 P. m) R4 j
  3.     struct sockaddr_in servaddr;3 Q6 P2 M: e/ n" n
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    + c8 F5 y0 z0 ~6 X8 Z
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    % R& |2 U" v4 {: S  j
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    " K. J+ o% z; X; p6 M! Q
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);, N5 A8 i" C; O0 O. Y
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);6 b1 h! q; t* t; ], {
  9.     int ret;
    5 U) `  }3 Q. a* o, d  Y
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)
    + u: n& q" y8 E! w6 l
  11.         {- }0 L; @. Q6 t
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);- w! Y( W3 [* @/ V
  13.             return -1;
    2 D  x( U1 X6 x' P9 j! b1 p
  14.         }
    8 T1 U3 f. D1 n* b  V/ M
  15.     int on = 1;  R) z* a1 a3 K. f
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    : u; O( `1 [9 C" h% y7 D+ X: y
  17.     {
    , M2 |; U4 ^2 l/ k" ~' G6 W
  18.         printf("setsockopt error\n");
    + b' H: o* t# R  m
  19.     }
    . H" S8 C$ N% o4 n7 ?. x
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);
    3 p! O  p! c5 R) y. e
  21.     if(ret == -1)
    # K2 e2 e/ C- I+ T+ }$ R
  22.     {
    0 y0 `. ^3 s7 j" _
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");3 B4 t" q$ m3 v8 r& ?5 K; z! J
  24.             return -1;
    2 H) u$ ^2 y: w$ K- |
  25.     }
    2 @+ R8 u) f! A) `
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)
    - O6 |/ k1 c% S
  27.     {
    & w' P% ]$ k0 x2 ^- o
  28.             printf("Listen failed!\n");* }4 b0 U4 [: B
  29.             return -1;
    ! }9 ?2 x% F* g1 i
  30.     }
    6 t& f: y3 V( ]1 D
  31.     return 0;
    5 A# I2 x$ ~3 U6 m- r, ]3 R/ C
  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);& Z) m# k# c- s( K$ V
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)
    ( R: K0 o3 F2 u7 D% {2 }/ l6 \
  3. {
    ' |; [( g) H% }6 T# k6 |: I
  4. 。。。: c. {; ^0 f3 ?  K5 P
  5. while(1)* B0 Z* p$ I6 L& B% Z& |
  6. {8 W" J0 _' ~- S# Z6 r; a
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);1 K+ _7 z& V0 m+ L3 U4 y
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    3 K0 A$ e- Q7 |% F
  9.     。。。
      h, U5 e3 k7 S5 I( J
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);; u- r! L9 }  Z3 D3 j* g+ \
  11. }1 M3 O! H4 Y, I& x' e0 I; Q/ H
  12. 。。。$ ?! O) U$ a, `$ h9 c+ n- Z3 Z
  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);. A9 [$ W2 u$ ~- j# L  {2 J
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;) _* q6 T6 Q; }# N1 s
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;2 ^' ?% g4 {. o' W
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;
    5 H7 x# p0 I% u
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);4 Z+ W: o6 Y9 S
  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;
    ) S( N9 U& f, p
  2. pthread_cond_t pct;  E# k& ]3 |; I+ K; Y
  3. int main(int argc, char* argv[])
    1 e+ R7 X2 |$ f
  4. {
    6 Z6 ]& h  B: W
  5. ...4 a! P, H: ~9 G; o* m
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);3 p' o' B1 i: }: Q
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);8 @# m( y( u/ K, \3 |2 K1 M5 e
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    ( A6 m/ |# F1 Y/ H" s8 G, P" G7 U
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
    " s- f7 L4 u8 |# X( Q0 |- i* D
  10. ...
    ! L% Z5 s  n. p" ~4 p$ d
  11.     while(1)
      X* v3 L1 h8 D# B$ \4 a. T
  12.     {/ q* n( u& n; V# \# M0 E5 \
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    + x* o+ H) B& K1 }5 a1 W
  14. ...
    * ]4 ~3 C4 K3 t) P. Y/ `# X
  15.     }4 X0 A) d, _9 U: [1 W( p. ~; o
  16. ...) A/ B  u4 a$ g2 M  G. w
  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;">5 Y8 }  |. w: P( u( 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" \
    1 F1 R. p6 ^) b1 D: z0 b
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \
    . t/ f; O: F6 w; y/ H) P  A$ w
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \
    ! r8 c; F( T) `/ {9 u( ?+ M
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    + \$ ^+ k2 C5 j/ K; w- E
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"- N! n# u2 X& C0 D
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross") `- u  Z2 N6 x
  7.     printf("preparing header\n");/ [5 e: E3 l0 V0 ?1 o% d
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \
    0 K. q& X- t9 l3 i+ R  w
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \
    . I2 p) f+ a8 G* h0 M- @
  10.             STD_HEADER \) }) U6 O% }: L7 O: ^$ \
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \6 }7 d. ]+ r# h- }! J
  12.             "\r\n" \4 w$ n' X# x* Z5 V) c  D
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");
    # O+ K: @2 \" F
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    7 A; v5 S* f5 N4 o
  15.     {: f7 {: d7 w& _9 S
  16.         free(frame);
    : {7 T  k% U  i9 N+ }4 w
  17.         return;
    + N. n* f+ m0 ~3 P2 G2 q: O7 h
  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" \
    $ L" i& N' K2 C& Z; T7 T
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    8 Z8 N4 Y- J6 F: j
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \# c$ j% n. s( N7 D& |$ O  X
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
    ! ^" z& M. V+ z# `3 T" [" g3 s
  5.         printf("sending intemdiate header\n");
    # B( R1 J. s3 x! k6 h
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)4 E  v5 p; D) G  Z* F  a+ ^' R3 w
  7.             break;
    ; x' i/ Z, g' v" ]
  8.         printf("sending frame\n");, E' D: A( g7 z& O
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)) X# P! H( [2 O; a9 n, P! _. b- b' X! A
  10.             break;
    $ Y' a6 A4 Q9 F% A  u4 [9 M6 S! C0 G* l
  11.         printf("sending boundary\n");% u& P. B( V9 z6 e0 _! A
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");: d8 J; s! C7 \% s* Q/ N
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    ( s! e8 U/ H2 @) A, g& f% a( Y
  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。

  f5 o5 r; |, [1 o; S

9 \! N; k  D- `( {2 ~. r0 g* B- U
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
+ f3 |0 j3 A; W/ |9 G% H9 o
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)
    % N" k/ n8 B3 \& a- D3 z- ]/ {$ D
  2. {
    5 O* e8 C9 {+ w3 j
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);/ R; L/ a$ c$ H
  4.     if(*socket_found == (~0))+ P$ g0 b/ y2 p
  5.     {
    1 a' b7 b# U+ ^2 B- F4 U
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");4 P2 R1 l7 O2 ~# f7 K7 e4 |& z
  7.         return -1;
    & t& y  H. j6 }, x& v9 S; F
  8.     }) o2 L0 X9 k+ o: L; {, u0 {6 D
  9.     addr->sin_family = AF_INET;; `" T! L( }8 V% b8 f8 @3 b
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    : A3 ?" A2 G; u! B+ I, \8 J7 {
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    $ p4 `: e$ ~& S- G8 t
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);5 w$ X6 l$ \/ s; D/ b7 k
  13.     return 0;) ]; q0 H' ^4 ?7 n0 X, }
  14. }
复制代码

2 @% w* k9 b$ q0 R/ K1 ~+ F4 G/ I  w  x- K& K* t3 D
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:8 _/ X5 c: E' g/ ~7 }. X! \5 l

- ?  h& f, G0 h% ?* B7 `; D& g6 ]  L7 g7 c
  1. while(fend > 0)
    # i6 |; j8 G/ R' _' J- z1 }$ I% @
  2. {7 C) x; B$ b# ?/ _- p
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
      `0 N/ J  F  D0 ^7 f# f
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    0 L7 s$ C( y1 E7 `/ w" {
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
    4 ~, v/ [7 {  l" `0 H! l# x
  6. {
    9 e9 G- O  c3 f  @( @3 j2 T. ?
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;" a1 T6 v  ~0 V
  8. picture.fin = 0;, S2 E! A+ h2 c* ]% H5 l3 a, P! R- t
  9. }2 A- {4 R5 }# }( m
  10. else6 B: F$ h4 c% k
  11. {
    - q5 P  U, _) [% i& _: q/ b
  12. picture.length = fend;
    1 g$ t# U$ |( N5 B& U8 Z
  13. picture.fin = 1;
    / O! E) X; M4 e
  14. }" E( _" R! a: |7 g$ K6 z( N+ F5 V
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    & M5 \, a4 n; g
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);+ R* Z1 m+ y, A
  17. if(sendbytes == -1)# Q( e3 s- ?7 O7 [5 z
  18. {
    / B# j1 A* N- N/ K( B
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");1 m  U, l; L5 s5 U
  20. return -1;4 s% Q, I, J0 v" V
  21. }& Q1 Z& p& Q5 C
  22. else* c4 x7 V0 c5 N
  23. {
    / r9 [/ Q  i& a# }
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    6 j3 O" z+ F; E2 j$ x7 A8 J# T
  25. }
    1 Z1 M* f0 c8 `8 A, s
  26. }
复制代码

0 j9 `* F+ i& n8 g2 C. W
7 {0 O2 }! |6 f7 F; V( E

1 W% U! \: c# D

+ q! H  N  `' x, u, V" PiMX8MPlus 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, 2026-4-17 14:33

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表