嵌入式爱好者

查看: 11411|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]

47

主题

54

帖子

300

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 ( f# e! E( F3 T4 m6 p2 t$ B

1 Z* w( m9 s5 Q# ?0 L6 i$ z; ^

1 d5 t- Y% o: U8 @2 o3 L

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.html4 q+ W0 f  t. Z7 l  O
% t. i1 Y. f# S* h2 V) s7 [7 R

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。


% b/ `/ u5 e  \" b0 ?/ T1 `

6 t. K; z# B! r3 t

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。


    ' @" v/ w  m! p; m* t% _

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。

8 w9 d( a; n* S2 ]( i
一、HTTP网页服务器9 t) E) d6 c- {! y' U

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 Y9 G8 k2 k6 c0 [9 F( F1 }
  2. {/ k1 C  M; a: c, @
  3.     struct sockaddr_in servaddr;' m9 t, y2 E5 w  w; W
  4.     socklen_t addrsize = sizeof(struct sockaddr);
    3 |4 R# Y# |/ v/ M
  5.     bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    ' H' C+ p# t2 p' _# p1 g* C- l6 ~
  6.     servaddr.sin_family = AF_INET;+ a6 z0 M+ E( ?% K% j. w
  7.     servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);* Y4 h1 P) p6 ~5 T
  8.     servaddr.sin_port = htons(port);
    7 |, r5 D  j$ W' b! J
  9.     int ret;
    * Z' f+ \$ ]8 j( K
  10.     IF( (*socket_found = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0)) == -1)% [( ?# n( o) p) R/ _7 g7 B0 }
  11.         {
    8 I, g- E- g4 t6 x$ S
  12.             printf("Create socket error: %s (errno :%d)\n",strerror(errno),errno);9 C+ u7 G3 P; w. [, L
  13.             return -1;
    & z/ r* F" p; D$ J7 v# C) D/ y* S
  14.         }8 s- q  d, A9 _+ L" k5 l
  15.     int on = 1;, b' z& |- O9 @, p
  16.     if(setsockopt(*socket_found , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)  G  _1 V# Q. E
  17.     {; _3 x& b0 e( r# z. V: p# H
  18.         printf("setsockopt error\n");
    4 ]) S0 X' b; B4 t; L
  19.     }4 M4 Z! [( Z" l$ e0 m8 r. q. Z
  20.     ret = bind(*socket_found , (struct sockaddr *)&servaddr , addrsize);' W. d! P! ?) D& E: `" ]
  21.     if(ret == -1)0 f; g3 ?6 h3 j! e$ L( U9 S: _& M
  22.     {9 {& m! W3 c7 l! c
  23.             printf("Tcp bind faiLED!\n");
    . d8 Z& f! \' S1 y0 @5 \/ R
  24.             return -1;
    " g2 _0 f* @* M" H' H- M  N
  25.     }
    4 |7 `( N3 e* k4 p6 E4 }2 G6 U
  26.     if(listen(*socket_found , 5) == -1)+ v/ Z( Y8 _! D. k1 t1 o
  27.     {; I. ?+ `8 {( p$ O1 `# P& m
  28.             printf("Listen failed!\n");
    ! d  k3 @( j5 t/ h: L- _# }
  29.             return -1;' Y1 o" t  T$ e5 l
  30.     }& Z! t2 s. J9 x
  31.     return 0;, |& X& }: G( Y7 [
  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);
    0 y1 w* ?4 Y1 L& |  |
  2. void * Thread_TCP_Web_Recv(void *arg)/ e* J; f8 c3 o: m
  3. {
    ! B( ]* n/ Z7 u0 A1 k  i2 w7 l
  4. 。。。
    4 r: u  b" V2 Z4 B% a# {
  5. while(1)
    ' q0 V3 s4 |5 b) S8 z/ r/ B
  6. {( ^9 }7 N  T% J( h; Y
  7.             fd_socket_conn = accept(socket_web_server , (struct sockaddr *)&sockaddr_in_conn , &addrsize);, p6 a! k! s& c& v) }
  8.            printf("fd_socket_conn = accept()\n");
    6 g( B: ^/ `; a
  9.     。。。6 x" N+ V$ U. C9 k9 e
  10.     recv(fd_socket_conn , recvbuf , 1000 , 0);
    9 Y9 z* S0 Z: W1 C  K7 u
  11. }
    ) ]4 i9 M( w4 m' Q7 P; g
  12. 。。。
    . D: R- E0 G- ]* F3 V- X
  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);
    6 a. @. O  w2 @4 c/ r; e- Q
  2.     pic_tmpbuffer = pic.tmpbuffer;: N! }* y) D8 y2 a
  3.     pic.tmpbytesused = buff.bytesused;7 ?5 w4 ~# l$ c
  4.     pic_tmpbytesused = pic.tmpbytesused;% c- a, ~& D/ a* r( T
  5.     pthread_cond_broadcast(&pct);- V) _' G3 f' o7 _! l) |& g* K
  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;* B2 l" O( z# e4 q7 N+ J6 D# `
  2. pthread_cond_t pct;- Z, G7 z6 a) i) W* {+ Q
  3. int main(int argc, char* argv[])% n( s0 ]! C- \( j
  4. {
    + G) e- a+ E( l" B1 k9 S  A9 p' O
  5. ...
    ( @& O& o2 i0 B. m
  6. TCP_Server_Found(&socket_web_server , (char*)argv[2] , PORT_TCP);
    7 Y/ I2 K: k9 U2 d2 H& X- Y
  7. pthread_mutex_init(&pmt , NULL);
    7 B) w4 h4 p6 h  ~$ r* H
  8.     pthread_create(&tid_tcp_web_recv , NULL , Thread_TCP_Web_Recv , NULL);
    , ?( C# l" Z- _! A3 R' ]8 b; L* e
  9.     pthread_create(&tid_tcp_web_send , NULL , Thread_TCP_Web_Send , NULL);5 e9 B$ B  k7 |$ k/ A
  10. ...
    ( i* }/ r5 I( w, K5 E" m
  11.     while(1)
    8 O1 G# f% l! n  `. D6 a
  12.     {
    7 G% A8 P7 [8 s7 u, K$ L& ~! a6 P
  13.         V4l2_Grab_Mjpeg(false , MJPEG_FILE_NAME);
    - ^& k! x/ ^* U8 ~
  14. ...% M# Y$ w1 D- s
  15.     }/ _1 `3 u0 N/ ^  V/ ]! d7 {8 h2 ~9 k
  16. .../ l, Y2 X% D7 F" M1 _% o$ g% Q3 S
  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;">7 s. V5 H/ M4 S3 P  I. z; q2 {  Y
  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" \; R# O  ], C; l9 I* @
  2.     "Server: MJPG-Streamer/0.2\r\n" \1 o2 ^/ l8 |( L" d% L  [
  3.     "Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, pre-check=0, post-check=0, max-age=0\r\n" \5 F# i% F1 q+ R( d
  4.     "Pragma: no-cache\r\n" \! W- Y: [6 w; q% T( a, x
  5.     "Expires: Mon, 3 Jan 2000 12:34:56 GMT\r\n"8 R' B2 S5 v: p$ Z% K( p" J
  6. #define BOUNDARY "boundarydonotcross"6 U! u/ X5 p, F% R5 b; `' n- }
  7.     printf("preparing header\n");) e/ b# ^4 j( ]% z5 R9 ?, d
  8.     sprintf(buffer, "HTTP/1.0 200 OK\r\n" \: j$ w8 Y9 M& q7 B1 c
  9.             "Access-Control-Allow-Origin: *\r\n" \: B4 s8 u  `6 r" e
  10.             STD_HEADER \
    * i* h, {0 y1 }" u* ~7 `
  11.             "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=" BOUNDARY "\r\n" \
    9 v& T3 H" T# G+ u
  12.             "\r\n" \
    , L8 h+ ]" p7 H+ U/ I' M$ |
  13.             "--" BOUNDARY "\r\n");$ D, X8 E0 r: I
  14.     if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)- z+ {5 i" n* C8 }
  15.     {) S  {2 F4 X* ^3 f, s; v. ~; G4 `
  16.         free(frame);/ ~5 h  y2 T. {0 `, q; e; i
  17.         return;( e. A3 m4 R1 e% f* u/ Q! N
  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" \
    2 v/ c( [& m7 x5 \
  2.                 "Content-Length: %d\r\n" \! A6 ~, z% P4 \& a
  3.                 "X-Timestamp: %d.%06d\r\n" \$ j- b! a, a8 \1 \4 Z
  4.                 "\r\n", frame_size, (int)timestamp.tv_sec, (int)timestamp.tv_usec);) N1 O+ ?$ Z# v4 R; p& @! t- w
  5.         printf("sending intemdiate header\n");! a) B# `! M6 ?' q% ~, A$ S& {) D
  6.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)
    ! o8 i* X( r$ L0 ^2 y6 Q) r3 p" J3 i
  7.             break;
    6 z/ l; V7 h' c' Y) ]& T0 P  k
  8.         printf("sending frame\n");6 J. k4 S$ X* Z- r
  9.         if(write(fd, frame, frame_size) < 0)
    4 P, N& U8 x, {( g3 W  j+ Q
  10.             break;/ ~. A9 c/ k0 f, a5 u# j3 j9 C, Z
  11.         printf("sending boundary\n");
    & N2 R$ r& a6 x: O
  12.         sprintf(buffer, "\r\n--" BOUNDARY "\r\n");
    ; S! O9 k+ u+ z: d; c/ ^4 U7 m
  13.         if(write(fd, buffer, strlen(buffer)) < 0)) R! J6 i" _; X# Z" O6 O1 D, g
  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。


$ Q9 g$ [3 U6 g, t3 S# F


8 X6 t8 r% s7 q二、UDP上位机UDP发送操作,同样需要先建立UDP Socket:
0 A2 z' g# p& o: L2 N% b
  1. int UDP_Send_Found(socklen_t* socket_found , struct sockaddr_in *addr , char* ip , int port)6 n8 U' n" v) }, d( K6 s
  2. {
    8 t0 [( N* B8 ~( o
  3.     *socket_found = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    : ]" J+ ~+ U9 P; {) T# n
  4.     if(*socket_found == (~0))* k& X9 W- K' r: B9 C
  5.     {' x* e. o6 w1 T9 M$ m8 _
  6.         printf("Create udp send socket failed!\n");, _1 m" J3 r% L7 a' }
  7.         return -1;2 F1 M. I6 N3 G
  8.     }2 c( E" E, P- `# F) [! V  _! e6 _
  9.     addr->sin_family = AF_INET;
    ! r% {1 v& ^7 |2 ~6 Q( [
  10.     addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);, O/ f- u9 \; T# F% K- m
  11.     addr->sin_port = htons(port);
    ) Y4 Q$ l7 n$ j6 r% K
  12.     memset(addr->sin_zero, 0, 8);
    & C- q$ |7 E) z3 {% o0 X, ~
  13.     return 0;
      e& o' n( {% d! _* M+ z& f! D9 f
  14. }
复制代码

' A# `/ B2 B, f+ U5 R/ s  u) V$ e" G
0 \# w* Q5 k: a" n- ?1 |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  ]- b5 p8 G1 U5 c0 A  w/ p

- `1 w- b, `+ e" k% E( f" t. k* _' x3 }" H
  1. while(fend > 0)
    0 A% X2 b  k) O
  2. {
    6 F1 m, p# B& Y# S# s, _. [
  3. memset(picture.data , 0 , sizeof(picture.data));) p0 X) ?; A; a, P4 V
  4. fread(picture.data , UDP_FRAME_LEN , 1, fp);
    2 G0 P9 \0 n6 n) H" t
  5. if(fend >= UDP_FRAME_LEN)' V* i* ?3 D3 `4 w; K! S
  6. {
    , a9 P# a, Y5 H6 b" x* K: V6 {
  7. picture.length = UDP_FRAME_LEN;
    ( Y8 H7 f- Z. f, G
  8. picture.fin = 0;
      |$ [% W7 M, O6 g+ Y
  9. }' w' _* p' U' E. t( D% K8 L
  10. else
    0 u# ^1 A5 M+ t  ~- J# I% h
  11. {
    5 `: v3 Q# l& Q; y2 G) J
  12. picture.length = fend;
    " q9 u8 d9 a; `5 ]0 u
  13. picture.fin = 1;& `$ v9 ]0 R8 v( W
  14. }: o8 o7 x" U+ \; `; t4 K
  15. //printf("sendbytes = %d \n",sendbytes);
    9 `0 r' ~; w3 f
  16. sendbytes = sendto(socket_send, (char *)&picture, sizeof(struct Package), 0, (struct sockaddr*)&addr,addr_len);
    3 P* e% w$ ^/ L
  17. if(sendbytes == -1)
    ; J  T$ j9 i/ d. E+ R
  18. {
    & f% P6 a5 _* I' r, _8 X
  19. printf("Send Picture Failed!d\n");- I! V. J+ h* k% u/ y$ z( j4 d' h
  20. return -1;6 ?# M$ c' C9 N" u. C9 Z
  21. }
    $ B% R- U  C5 |  }3 [' F
  22. else
    7 a" I0 T; w/ _9 {
  23. {, m# N8 N) ^) R/ p! w
  24. fend -= UDP_FRAME_LEN;
    0 F' r* F: F  A" C& U
  25. }
    6 W; \$ W5 o9 s2 c  _7 V# |2 ]) t
  26. }
复制代码

& l4 s* p# w5 J% m' k
) g- `& t5 ?6 x) t! _6 s9 ?

1 a$ m6 I1 z* E2 d8 C. l* G

3 J: q- F+ k' l  R2 f: e) Z! {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, 2026-3-13 07:39

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表