嵌入式爱好者

查看: 11059|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 5 t7 O1 M+ l- q* e3 ]

( d2 S+ [8 [* {9 ^$ `  W" L

! ?- l; S/ O7 ?

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+ e8 h& I% N: s7 X+ ^* r1 H# k

7 h( L+ m9 y7 N, O3 x* I8 ~

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。

% |3 V5 e1 u8 E+ P! E


6 O+ i# b8 q$ k8 W; b

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。


    1 o, j& K1 B/ B. H- H, E( m9 n

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。

( P  L& X* L: u& ~' t) N' |# Y2 d
一、HTTP网页服务器, t8 X8 Y; x) W6 J& w

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)
    5 h( W9 M0 e& Q
  2. {2 a# Q! b% {7 e2 w% Q$ V
  3.     struct sockaddr_in servaddr;
    ' J1 ]- }7 N  H2 b2 j
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);/ }+ `4 T5 E2 ~% _
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));3 `7 x' }/ j) V' g
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;
    6 ~: u3 ^6 q+ A7 c7 X3 Q
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);6 v* H- g# j0 M4 D; }- C0 w+ {. T
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    / y# y: t7 `, [" N
  9.     int ret;, F7 o! w2 W. l- h( w. W" q+ e* ^
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)  f" ~- X8 G. {( K
  11.         {6 E' I) w0 ^. U, x* ^4 c
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);* d1 |6 r/ h: {
  13.             return -1;1 O7 w+ L- I! W3 C1 y
  14.         }6 L% h: Q) p" m0 D3 A" }
  15.     int on = 1;
    / U1 ~- U$ f9 U
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
    : l* U0 k4 F- }% L0 V$ G+ o2 w
  17.     {! q; u$ p* c8 R, X
  18.         printf("setsockopt error\n");
      E' F* A- E3 s. P
  19.     }3 W6 c6 U1 j% P0 \3 s6 E
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);9 P4 Y; o0 z- X! P# o. N
  21.     if(ret == -1)
    0 Z% l" e$ ^9 T
  22.     {2 r; s1 Y' f' Q' T
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");) A1 Q1 d+ H  E9 X1 W
  24.             return -1;
    8 b& ^9 f  H  L3 }1 I0 u
  25.     }
    ; X- _" @' f6 U" x! C/ T" G
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)- e3 K6 `5 i) I- J9 b
  27.     {
    8 c4 b/ b$ Z( M* X
  28.             printf("Listen failed!\n");  q7 H# C, U: w; b1 d% K
  29.             return -1;8 t3 A4 S( k- E, h
  30.     }
    * y- w" R- x: H1 p- z! Y4 R
  31.     return 0;0 Q% N/ p1 [4 K
  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);
    & S: F, f" \0 P2 X2 j/ H2 `7 o
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)4 B# h" _& }* C; p
  3. {
    & O7 k1 Y7 p+ V) d7 E0 J" O/ Y
  4. 。。。
      x  j' W& E; e- O
  5. while(1)3 m$ Q7 I; _) e) D, h0 ~- G
  6. {
    & a7 ^, r- e$ X+ @
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);
    $ s0 ^7 T: Q! ~5 D0 ?, ~. x  V5 T, Q
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");, E7 I* ~  p% o& [3 b
  9.     。。。
    ' @, d5 I" t3 s0 z5 {5 H3 S- M8 }
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);5 y& C6 y* a8 o$ f
  11. }( j' A, E/ s0 n' G! f1 A
  12. 。。。
    6 P: n* f: e% q  j% u& i
  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);
    8 d& ]" C! s6 N: N  U1 K0 r! I
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;
      w7 F1 F% P5 G7 O; X5 M, O
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;1 A% B+ f% n5 \" i! z+ p
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;1 J5 h) z) R2 y. M4 i! `
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);
    ; X+ @) n( M; ?3 J0 A& C6 O" }4 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;$ j$ t, [. P' n! ^0 I0 i! f
  2. pthread_cond_t pct;6 B# Z/ K! G/ I: c2 C3 o- Q$ x" C
  3. int main(int argc, char* argv[])3 K8 `6 f  W- s+ t
  4. {1 q% y. b+ F% z5 R/ p+ C
  5. ...
    $ i  s/ h+ ~: [0 A/ F7 n0 m5 W
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);6 [  h9 t6 X) o& V
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    $ b, W4 k' x! n
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);/ z% ]+ \; @8 @  m, A( c
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);
    ' p( o" p" V& M9 |
  10. ...
    - s' a; x7 j$ r! z0 f3 _: }6 {
  11.     while(1)7 n! P: n( c+ x7 M* E
  12.     {
      z, Z( D, _. E: R  I
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);) g' m  K( _6 y& p% z
  14. ...
    1 L6 X. p3 H) A5 x2 i2 W
  15.     }
    ' d$ u# @+ @: ~5 M& V& w
  16. ...9 i4 L1 v4 h+ O3 D0 k" R$ z
  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;">
    # U7 G% |4 c5 G6 |" V6 n
  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" \7 O& i/ S$ O4 B7 u5 I& E, E. K
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \2 l# M- E5 H$ {% X4 K# @
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \; K7 y/ ?( }; K
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \
    3 o( v8 f4 P& X+ ?& g
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"
    " n: B, u& B, ?. U0 z
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"% [" {0 [7 {* d/ }: C
  7.     printf("preparing header\n");
    - I8 |2 L# V! }9 p3 U6 x0 a" F' U. k8 Q
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \0 v' Q/ p$ c4 o# ]
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \. m2 p' V8 _% E" H, v: T8 o; @6 I
  10.             STD_HEADER \
    - m0 z6 d6 M( \% `$ o3 A9 |
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \. n% [- X: b! M
  12.             "\r\n" \+ K; c8 U7 ?7 |$ G% U
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");/ V2 F# [2 N8 A  c3 X7 K, ^
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    ! t. P) `( t# I; z. i
  15.     {/ R$ S- _! o  A' x
  16.         free(frame);5 y9 Q" a# N& A4 [' W  r9 T2 M$ M" i
  17.         return;" h3 W1 a4 o6 D! ^- N2 Z; f/ G
  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" \. H! E- e: _' ^8 r) Z
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \
    5 {0 T- D. z) @& L/ d, h+ q* m
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \8 t& @/ I5 u+ u( N8 ?9 r3 P) Q5 P0 e0 |! |
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);
    $ R9 W. W# @! a6 r
  5.         printf("sending intemdiate header\n");: b2 O4 C9 ^$ N
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)1 ~: {( ^: R% ?  u& e
  7.             break;1 Q  y" W/ k/ c* k  I) M
  8.         printf("sending frame\n");) X+ k2 _5 y6 d
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    1 B1 {( \7 R, _8 L7 _* ]9 z
  10.             break;
    3 ]% F2 ~) x7 s
  11.         printf("sending boundary\n");
    * ]. G: p! G. C% u* ?3 F
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");4 \6 O  O1 v" i) s) y% ~- d2 ]
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    # G9 m0 y4 {2 N8 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。


3 \/ t3 _7 W. g  c

8 P: i, X0 i; c9 z2 a% c) b8 }
二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
  @9 ~. z$ U. q/ S- X
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)1 W8 H" ^4 p1 s5 A' ^7 }
  2. {
    ) v/ u8 |  m: I, K! x4 e
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);, `/ R) H: E4 E) G' A  i
  4.     if(*socket_found == (~0))
    5 j7 ^& R: M# J* y; j
  5.     {
    0 q* P! q9 k7 U4 N. C6 m
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");
    $ s5 N4 f, ], o9 r3 F: o' S
  7.         return -1;
    ' `, Y1 U" ~9 Z3 U! [+ |9 y+ W  S
  8.     }
    % k! o+ {9 i$ w2 S, H
  9.     addr->sin_family = AF_INET;4 i3 @! Y. t+ }7 s2 e5 b$ n* [
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);( K$ G/ l! _1 J# l4 z$ D; n6 |4 t
  11.     addr->sin_port = htons(port);% k7 P: [# N# n% r! |% C
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);
    2 f% J! D6 Y: h& ^* U: ^
  13.     return 0;2 a& k9 s. e. D& ?! F1 C6 ?9 m9 P
  14. }
复制代码

) f- [8 Y, z  q) f+ g2 V" a2 `4 ]1 r$ e6 t1 I! J
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:1 \6 n1 y8 Y) U7 J0 h# b  o; Y
, B3 m3 i3 j! V& n4 w% Q6 O
- S$ ~. ^& u5 q
  1. while(fend > 0)# C9 _* [" ^4 g: u
  2. {
    ' p0 f% j* d$ a$ }7 t7 y- I1 Z
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));
    . m. r. E: F, C) v
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);8 g" f* S4 j( u
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)
    0 ^9 F+ |2 h: G
  6. {
    ! e. W2 A1 H" o# h. @& z4 s: d
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;! O$ E9 E) \- l( c, ?8 \
  8. picture.fin = 0;9 W" [2 L3 T* I
  9. }
    . W7 N. R& o1 t8 i  M1 J3 B
  10. else
    # \0 d& o+ M, d4 B$ G- w! {
  11. {, H  {& a$ }2 [* }: v
  12. picture.length = fend;
    3 T1 b* c2 E/ D2 D* F' T! @
  13. picture.fin = 1;
      A4 ~( E, y$ I
  14. }
    - O0 B) ?/ h6 k" S
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);/ f# Z2 C: Y2 @% V
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
    5 S/ L# l, }+ b- f
  17. if(sendbytes == -1)
    7 s  f4 b7 v) p1 E
  18. {( _2 |. I/ W! G3 o& }3 k9 f0 D2 T
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");7 U6 q2 ]+ d, p$ d; F/ r
  20. return -1;
    6 e( b) r# }2 h2 O' H4 S
  21. }- b, N) M5 m! y3 H6 t# n
  22. else
    5 p' A# M( @3 C& J2 x' t
  23. {/ l' {+ X( \  w, b( m8 U9 e+ `
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;2 h" O( d( u5 [8 k1 a
  25. }' ~5 @/ m# }' K, V* h' P0 a
  26. }
复制代码

6 k" z( A( d; X; c7 d: }( u5 T' Z- g" U8 B% z; R" d


/ W  W2 ^3 \& Z8 `% E
' O! C7 G7 \2 E; i% e5 CiMX8MPlus 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, 2026-2-9 05:36

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表