Qt編寫視頻監控管理平臺(支持海康/大華/宇視/華爲/天地偉業/H264/H265等)

一、前言

海康大華等廠家自己的客戶端軟件,基本上都是支持自家的設備,不支持其他家的攝像機和硬盤錄像機,並不是因爲技術上做不到,這些大廠要實現支持兼容其他的家的(他們家的服務端或者收費的都是支持其他家的),那都是分分鐘的事情,無非就是走通用的標準onvif+rtsp+gb28181,爲何目前客戶端不兼容其他家的,可能也是由於商業角度考慮,這樣可以最大化的綁定自家的硬件一起,畢竟客戶端都是免費使用的,僅僅用他們免費的客戶端而不用他們的硬件,那就沒有太大意義。

用Qt編寫這個視頻監控系統,最初的目標就是要實現支持海康/大華/宇視/華爲/天地偉業等各個廠家的設備,也一直朝着這個目標前進,好在有onvif+gb28181這種國際標準和國家標準,只要對方的設備支持這兩種標準則都可以順利接入,一般onvif用來搜索和獲取設備信息,拿到rtsp地址可以用ffmpeg解碼播放,而gb28181主要用來回放視頻居多,難易程度上gb28181由於通信複雜更難,onvif相對來說更簡單,onvif底層就是用的udp+http,先用udp發組播消息搜索設備,然後用http發送請求拿詳細的數據。

目前市面上絕大部分廠家的設備都是支持onvif和gb28181的,所以這也給專門的軟件廠商一個巨大機會,可以將各個硬件廠商的設備集中起來統一管理,除了局域網的設備可以集中管理,廣域網的也可以通過各種中轉統一管理,甚至推流通過公網管理,只要有權限,想看哪個攝像頭哪個設備就調出來查看即可。

二、功能特點

(一)、軟件模塊

  1. 視頻監控模塊,各種停靠小窗體子模塊,包括設備列表、圖文警情、窗口信息、雲臺控制、預置位、巡航設置、設備控制、懸浮地圖、網頁瀏覽等。
  2. 視頻回放模塊,包括本地回放、遠程回放、設備播放、圖片回放、視頻上傳等。
  3. 電子地圖模塊,包括圖片地圖、在線地圖、離線地圖、路徑規劃等。
  4. 日誌查詢模塊,包括本地日誌、設備日誌等。
  5. 系統設置模塊,包括系統設置(基本設置、視頻參數、數據庫設置、地圖配置、串口配置等)、錄像機管理、攝像機管理、輪詢配置、錄像計劃、用戶管理等。

(二)、基礎功能

  1. 支持各種視頻流(rtsp、rtmp、http等)、視頻文件(mp4、rmvb、avi等)、本地USB攝像機播放。
  2. 支持多畫面切換,包括1、4、6、8、9、13、16、25、36、64畫面切換。
  3. 支持全屏切換,多種切換方式包括鼠標右鍵菜單、工具欄按鈕、快捷鍵(alt+enter全屏,esc退出全屏)。
  4. 支持視頻輪詢,包括1、4、9、16畫面輪詢,可設置輪詢分組(輪詢預案)、輪詢間隔、碼流類型等。
  5. 支持onvif協議,包括設備搜索、雲臺控制、預置位、設備控制(圖片參數、校對時間、系統重啓,抓拍圖片等)。
  6. 支持權限管理,不同的用戶可以對應不同的模塊權限,比如刪除日誌、關閉系統等。
  7. 數據庫支持多種,包括sqlite、mysql、sqlserver、postgresql、oracle、人大金倉等。
  8. 本地USB攝像機支持設置分辨率、幀率等參數。
  9. 所有停靠模塊都自動生成對應的菜單用來控制顯示和隱藏,在標題欄右鍵可以彈出。
  10. 支持顯示所有模塊、隱藏所有模塊、復位普通佈局、復位全屏佈局。
  11. 雙擊設備彈出實時預覽視頻,支持圖片地圖、在線地圖、離線地圖等。
  12. 攝像機節點拖曳到對應窗體播放視頻,同時支持拖曳本地文件直接播放。
  13. 刪除視頻支持鼠標右鍵刪除、懸浮條關閉刪除、拖曳到視頻監控面板外刪除等多種方式。
  14. 圖片地圖上設備按鈕可自由拖動,自動保存位置信息。百度地圖上可以鼠標單擊獲取經緯度信息,用來更新設備位置。
  15. 視頻監控面板窗體中任意通道支持拖曳交換,瞬間響應。
  16. 封裝了百度地圖,視圖切換,運動軌跡,設備點位,鼠標按下獲取經緯度等。
  17. 雙擊節點、拖曳節點、拖曳窗體交換位置等操作,均自動更新保存最後的播放地址,下次軟件打開自動應用。
  18. 右下角音量條控件,失去焦點自動隱藏,音量條帶靜音圖標。
  19. 支持視頻截圖,可指定單個或者對所有通道截圖,底部小工具欄也有截圖按鈕。
  20. 支持超時自動隱藏鼠標指針、自動全屏機制。
  21. 支持onvif雲臺控制,可上下左右移動雲臺攝像機,包括復位和焦距調整等。
  22. 支持onvif預置位,可以添加、刪除、修改預置位,可以調用起始位。
  23. 支持onvif圖像參數設置,包括明亮度、對比度、飽和度、尖銳度等。
  24. 支持onvif其他操作,包括抓圖、網絡設置、校時、重啓、事件訂閱等。
  25. 支持任意onvif攝像機,包括但不限於海康、大華、宇視、天地偉業、華爲等。
  26. 可保存視頻,可選定時存儲或者單文件存儲,可選存儲間隔時間。
  27. 可設置視頻流通信方式tcp+udp,可設置視頻解碼是速度優先、質量優先、均衡等。
  28. 可設置軟件中文名稱、英文名稱、LOGO圖標等。
  29. 存儲的視頻文件支持導出到指定目錄,支持批量上傳到服務器。
  30. 完善的錄像計劃設置,支持每個通道7乘24小時每半小時設置是否存儲錄像。

(三)、特色功能

  1. 主界面採用停靠窗體模式,各種組件以小模塊的形式加入,可自定義任意模塊加入。
  2. 停靠模塊可拖動任意位置嵌入和懸浮,支持最大化全屏,支持多屏幕。
  3. 雙重佈局文件存儲機制,正常模式、全屏模式都對應不同的佈局方案,自動切換和保存,比如全屏模式可以突出幾個模塊透明顯示在指定位置,更具科幻感現代化。
  4. 原創onvif協議機制,採用底層協議解析(udp廣播搜索+http請求執行命令)更輕量易懂易學習拓展,不依賴任何第三方組件比如gsoap。
  5. 原創數據導入、導出、打印機制,跨平臺不依賴任何組件,瞬間導出數據。
  6. 內置多個原創組件,宇宙超值超級牛逼,包括數據導入導出組件(導出到xls、pdf、打印)、數據庫組件(數據庫管理線程、自動清理數據線程、萬能分頁、數據請求等)、地圖組件、視頻監控組件、文件多線程收發組件、onvif通信組件、通用瀏覽器內核組件等。
  7. 自定義信息框+錯誤框+詢問框+右下角提示框(包含多種格式)等。
  8. 精美換膚,高達17套皮膚樣式隨意更換,所有樣式全部統一,包括菜單等。
  9. 視頻控件懸浮條可以自行增加多個按鈕,監控界面底部小工具欄也可自行增加按鈕。
  10. 雙擊攝像機節點自動播放視頻,雙擊節點自動依次添加視頻,會自動跳到下一個,雙擊父節點自動添加該節點下的所有視頻。可選主碼流、子碼流。
  11. 錄像機管理、攝像機管理,可添加刪除修改導入導出打印信息,立即應用新的設備信息生成樹狀列表,不需重啓。
  12. 可選多種內核自由切換,ffmpeg、vlc、mpv等,均可在pro中設置。推薦用ffmpeg,跨平臺最多,默認提供好了linux和mac平臺上編譯好的庫。
  13. 支持硬解碼,可設置硬解碼類型(qsv、dxva2、d3d11va等)。
  14. 默認採用opengl繪製視頻,超低的CPU資源佔用,支持yuyv和nv12兩種格式繪製,很牛逼。
  15. 高度可定製化,用戶可以很方便的在此基礎上衍生自己的功能,比如增加自定義模塊,增加運行模式、機器人監控、無人機監控、挖掘機監控等。
  16. 支持xp、win7、win10、win11、linux、mac、各種國產系統(UOS、中標麒麟、銀河麒麟等)、嵌入式linux等系統。
  17. 註釋完整,項目結構清晰,超級詳細完整的使用開發手冊,精確到每個代碼文件的功能說明,不斷持續迭代版本。

三、體驗地址

  1. 體驗地址:https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取碼:01jf 文件名:bin_video_system.zip。
  2. 國內站點:https://gitee.com/feiyangqingyun
  3. 國際站點:https://github.com/feiyangqingyun
  4. 個人主頁:https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
  5. 知乎主頁:https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
  6. 在線文檔:https://feiyangqingyun.gitee.io/qwidgetdemo/video_system/

四、效果圖





五、相關代碼

#include "deviceonvif.h"
#include "quihelper.h"
#include "dbquery.h"
#include "playwav.h"
#include "devicehelper.h"
#include "onvifthread.h"
#include "videowidgetx.h"

bool DeviceOnvif::checkUrl(const QString &url, OnvifDeviceData &deviceData)
{
    //不是rtsp開頭也不是攝像機,爲空也包含在這個判斷中
    if (!url.startsWith("rtsp")) {
        return false;
    }

    //可能是主碼流也可能是子碼流
    int index1 = DbData::IpcInfo_RtspMain.indexOf(url);
    int index2 = DbData::IpcInfo_RtspSub.indexOf(url);
    int index = -1;
    if (index1 >= 0) {
        index = index1;
    } else if (index2 >= 0) {
        index = index2;
    }

    //沒有碼流地址不用繼續
    if (index < 0) {
        return false;
    }

    //只有onvif地址存在纔是onvif設備
    QString onvifAddr = DbData::IpcInfo_OnvifAddr.at(index);
    if (onvifAddr.isEmpty()) {
        return false;
    }

    //onvif地址中的IP和rtsp地址中的IP必須一致
    //爲什麼會出現這個現象因爲用戶很可能直接在原來的正確的帶有onvif地址的信息中修改了rtsp地址
    if (OnvifHelper::getIP(onvifAddr) != OnvifHelper::getIP(url)) {
        return false;
    }

    //對應結構體數據賦值
    deviceData.userName = DbData::IpcInfo_UserName.at(index);
    deviceData.userPwd = DbData::IpcInfo_UserPwd.at(index);
    deviceData.onvifAddr = DbData::IpcInfo_OnvifAddr.at(index);
    deviceData.profileToken = DbData::IpcInfo_ProfileToken.at(index);
    deviceData.videoSource = DbData::IpcInfo_VideoSource.at(index);
    return true;
}

bool DeviceOnvif::ptzControl(quint8 type, const QString &url, double x, double y, double z)
{
    bool result = false;
    OnvifDeviceData deviceData;
    if (checkUrl(url, deviceData)) {
        OnvifDevice *device = OnvifThread::getOnvifDevice(deviceData);
        qDebug() << TIMEMS << "執行雲臺控制" << OnvifHelper::getIP(url);
        result = device->ptzControl(type, deviceData.profileToken, x, y, z);
    }
    return result;
}

bool DeviceOnvif::ptzPreset(quint8 type, const QString &url, const QString &presetToken, const QString &presetName)
{
    bool result = false;
    OnvifDeviceData deviceData;
    if (checkUrl(url, deviceData)) {
        OnvifDevice *device = OnvifThread::getOnvifDevice(deviceData);
        qDebug() << TIMEMS << "預置位處理" << OnvifHelper::getIP(url);
        result = device->ptzPreset(type, deviceData.profileToken, presetToken, presetName);
    }
    return result;
}

QList<OnvifPresetInfo> DeviceOnvif::getPresets(const QString &url)
{
    QList<OnvifPresetInfo> presets;
    OnvifDeviceData deviceData;
    if (checkUrl(url, deviceData)) {
        OnvifDevice *device = OnvifThread::getOnvifDevice(deviceData);
        qDebug() << TIMEMS << "獲取預置位" << OnvifHelper::getIP(url);
        presets = device->getPresets(deviceData.profileToken);
    }
    return presets;
}

SINGLETON_IMPL(DeviceOnvif)
DeviceOnvif::DeviceOnvif(QObject *parent) : QObject(parent)
{
    //顯示截圖的標籤
    labImage.setWindowFlags(Qt::WindowStaysOnTopHint);
    labImage.setFixedSize(QSize(800, 600));
    labImage.setWindowTitle("抓拍圖片預覽");
    QUIHelper::setFormInCenter(&labImage);

    //關聯信號
    connect(OnvifThread::Instance(), SIGNAL(receiveImage(QString, QImage)),
            this, SLOT(receiveImage(QString, QImage)));
    connect(OnvifThread::Instance(), SIGNAL(receiveEvent(QString, OnvifEventInfo)),
            this, SLOT(receiveEvent(QString, OnvifEventInfo)));
    connect(OnvifThread::Instance(), SIGNAL(receiveResult(QString, QString, QVariant)),
            this, SIGNAL(receiveResult(QString, QString, QVariant)));

    //啓動onvif線程
    OnvifThread::Instance()->start();

    //啓動定時器判斷攝像機上下線
    QTimer *timerOffline = new QTimer(this);
    connect(timerOffline, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(checkOffline()));
    timerOffline->start(3000);
}

void DeviceOnvif::checkOffline()
{
    for (int i = 0; i < DbData::IpcInfo_Count; ++i) {
        QString url = DbData::getRtspAddr(i);
        QString ip = OnvifHelper::getIP(url);
        int port = OnvifHelper::getPort(url);

        //rtsp除外的認爲永遠存在,可以根據需要自行約定規則
        bool online = true;
        if (url.startsWith("rtsp")) {
            online = QUIHelper::ipLive(ip, port);
        }

        //過濾下只有當狀態變化了才需要
        if (online) {
            if (!DbData::IpcInfo_IpcOnline.at(i)) {
                DeviceHelper::setVideoIcon2(ip, true);
            }
        } else {
            if (DbData::IpcInfo_IpcOnline.at(i)) {
                DeviceHelper::setVideoIcon2(ip, false);
            }
        }

        DbData::IpcInfo_IpcOnline[i] = online;
    }
}

void DeviceOnvif::receivePlayStart(int time)
{
    //輪詢階段不處理
    if (AppConfig::Polling) {
        //return;
    }

    //拿到觸發信號的控件
    VideoWidget *widget = (VideoWidget *)sender();
    //先校驗當前視頻對應的信息是否符合
    OnvifDeviceData deviceData;
    if (checkUrl(widget->getVideoPara().videoUrl, deviceData)) {
        //交給線程執行指令
        OnvifThread::Instance()->append(deviceData, "getServices");
        if (AppConfig::OnvifNtp) {
            OnvifThread::Instance()->append(deviceData, "setDateTime");
        }
        if (AppConfig::OnvifEvent) {
            OnvifThread::Instance()->append(deviceData, "getEvent");
        }
    }
}

void DeviceOnvif::receivePlayFinsh()
{
    //先校驗當前視頻對應的信息是否符合
    VideoWidget *widget = (VideoWidget *)sender();
    OnvifDeviceData deviceData;
    if (checkUrl(widget->getVideoPara().videoUrl, deviceData)) {
        //交給線程執行指令
        OnvifThread::Instance()->append(deviceData, "remove");
    }
}

void DeviceOnvif::receiveImage(const QString &url, const QImage &image)
{
    QImage img = image;
    if (!img.isNull()) {
        //等比例縮放一下
        img = img.scaled(labImage.size(), Qt::KeepAspectRatio, Qt::SmoothTransformation);
        labImage.setPixmap(QPixmap::fromImage(img));
        labImage.show();
    }
}

void DeviceOnvif::receiveEvent(const QString &url, const OnvifEventInfo &event)
{
    //可能臨時關閉了事件訂閱
    if (!AppConfig::OnvifEvent) {
        return;
    }

    //事件內容存放在結構體數據中
    //qDebug() << TIMEMS << event;
    QString name = event.dataName;
    QVariant value = event.dataValue;
    //可能有多種關鍵字可以自行增加 LogicalState State IsMotion
    if (!name.contains("LogicalState") && !name.contains("IsMotion")) {
        return;
    }

    qDebug() << TIMEMS << "收到報警事件" << QUIHelper::getIP(url) << name << value;
    //過濾不在本系統中的設備發過來的報警
    int index = DbData::IpcInfo_OnvifAddr.indexOf(url);
    if (index < 0) {
        return;
    }

    //true false 1 0 字符串轉成bool
    bool alarm = value.toBool();
    QString ipcName = DbData::IpcInfo_IpcName.at(index);
    QString info, msg;
    if (name.contains("IsMotion")) {
        info = (alarm ? "移動偵測" : "移動結束");
        msg = QString("%1%2").arg(ipcName).arg(info);
        DeviceHelper::addMsg(msg, alarm ? 2 : 0);
    } else {
        info = (alarm ? "觸發報警" : "報警恢復");
        msg = QString("%1%2").arg(ipcName).arg(info);
        DeviceHelper::addMsg(msg, alarm ? 2 : 0);
    }

    //播放報警聲音
    if (alarm) {
        DeviceHelper::playAlarm("8.wav");
    } else {
        DeviceHelper::stopSound();
    }

    //插入到日誌記錄數據庫
    DbQuery::addUserLog("報警日誌", msg);
    //右下角彈出提示
    if (AppConfig::TipInterval != 10000) {
        QUIHelper::showTipBox("提示", msg, AppConfig::FullScreen, true, AppConfig::TipInterval);
    }
}
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