ONVIF网络摄像头(IPC)客户端开发—ONVIF介绍

1.前言：

    网上已经有很多关于ONVIF开发的资料，这里概括介绍一下ONVIF协议以及介绍一下我自己在开发ONVIF网络摄像头的一些流程和经验，做个开发记录和经验总结，以备将来查看，也可供他人参考。如有错误，欢迎你的留言纠正，让我们共同成长。系列博客包括：

《ONVIF网络摄像头(IPC)客户端开发—ONVIF介绍》
《ONVIF网络摄像头(IPC)客户端开发—最简RTSP客户端实现》
《ONVIF网络摄像头(IPC)客户端开发—RTSP RTCP RTP加载H264视频流》
《ONVIF网络摄像头(IPC)客户端开发—RTSP RTCP RTP加载AAC音频流》

未完...

2.ONVIF:

    ONVIF（Open Network Video Interface Forum，开放型网络视频接口论坛）以公开、开放的原则共同制定开放性行业标准。更多信息可以参考官方网站: https://www.onvif.org/ 。ONVIF标准的厂商覆盖芯片、视频前端设备、存储设备、系统平台、智能分析设备、门禁、传感设备等各个安防相关领域，IPC摄像头只是ONVIF标准里的一个分支而已。

3.技术框架：

    ONVIF规范中设备管理和控制部分所定义的接口均以Web Services的形式提供。每一个支持ONVIF规范的终端设备均须提供与功能相应的Web Service。ONVIF中的其他部分比如音视频流则通过RTP/RTSP进行。

    在ONVIF网络摄像头开发中，也就是包括了Web Server 和RTSP这两大部分，这两大部分的依赖不是非常大，在嵌入式设备中，可能没有足够的硬件资源来运行第三方多媒体处理库，比如FFmpeg，这时需要自己来封装RTSP流媒体传输协议。可以先从Web Server 中获取到了RTSP的URL之后，然后再通过这个URL来开发RTSP，这样可以去除对Web Server的依赖，简化程序的开发。
Web Server:

• 获取IPC的基本信息（厂家信息、版本信息等）；
• 修改IPC的系统日期、时间；
• 修改IPC的网络配置（IP、子网掩码等）；
• 获取/修改IPC摄像头的各种参数（视频分辨率、码率、帧率、OSD，云台控制等）；

RTSP:

• RTSP启动、停止音视频流等
• RTP接收音视频流数据等
• RTCP汇报RTP传输情况等

3.1 Web Server

    Web Services，它即是一种网络服务。当你的系统完成一个通用的功能以后，如果你想让别人使用你的功能的话，那么你就可以发布成为Web Services服务，别人就可以通过网络远程调用到你的服务接口。它能够让各个系统之间的对接变得：快捷、方便、廉价。
    实现Web Services常用的框架有：REST、SOAP、JavaScript、XML-PRC等，我们这里使用的SOAP框架。

3.1.1 SOAP

    SOAP（Simple Object Access Protoco，简单对象访问协议），是TCP/IP协议体系中的一个应用层协议，它是在HTTP基础之上实现的。

    SOAP协议 = RPC机制 + HTTP传输协议 + XML数据格式

    SOAP的两个主要设计目标是「简单性」和「可扩展性」，SOAP的设计正是围绕这两点展开的，这是它的优点：

• SOAP使用RPC机制，体现了「简单性」。让客户端调用Web Service的接口看起来像本地调用一样，确实很简单。
• SOAP 使用 HTTP 传送 XML，体现了「可扩展性」。尽管HTTP 不是有效率的通讯协议，而且 XML 还需要额外的文件解析（parse），两者使得交易的速度大大低于其它方案。但是XML 是一个开放、健全、有语义的讯息机制，而 HTTP 成熟、稳定、又能避免许多关于防火墙的问题，从而使SOAP得到了广泛的应用。

使用ONVIF的缺点有：

• HTTP是短连接的，都是客户端请求，服务端应答，这种模式导致服务端无法实时推送数据给客户端，只有像Socket那样的长连接才能保证实时通讯。
• HTTP有包头，而且XML全部用文本文件来传输数据，效率会比较低，如果你对流量、传输效率要求极高，那么你应该多考虑其它的方式，而不要用 SOAP。

3.2RTSP

    RTSP(Real-Time Stream Protocol )是一种基于文本的应用层协议，在语法及一些消息参数等方面，RTSP协议与HTTP协议类似，它们同样属于应用层。

1. RTSP被用于建立的控制媒体流的传输，它为多媒体服务扮演“网络远程控制”的角色。RTSP本身并不用于传送媒体流数据。媒体数据的传送可通过RTP/RTCP等协议来完成。RTP和RTCP协议是基于TCP和UDP协议的基础上的一种协议，它们同样属于传输层的协议。
2. RTP是实时传输协议（Real-Time Transport Protocol）的缩写。是针对多媒体数据流的实时传输协议。通常建立在UDP协议之上，也可以建立在TCP协议之上。有人将其归为应用层协议，也有人将其归为传输层协议，这都是可以的。
3. RTCP是实时控制协议（Real-Time Control Protocol）的缩写。RTCP通常与RTP配合使用，用以管理传输质量在当前进程之间的交换信息。在RTP会话期间，各参与者周期性的传送RTCP包，RTCP包中包含已发送数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料。服务器可以利用这些信息动态的改变传输速率，甚至改变有效载荷的类型。RTP和RTCP配合使用，可以有效且以最小的开销达到最佳传输效率，非常适合传送实时流。  

用一句简单的话总结：RTSP发起/终结流媒体、RTP传输流媒体数据 、RTCP对RTP进行控制，同步。

 

致谢：

    许振坪

    对ONVIF中Web Server端的开发有非常详细的介绍