Qt編寫視頻監控系統76-Onvif跨網段組播搜索和單播搜索的實現

一、前言

在視頻監控行業一般會用國際onvif工具來測試設備是否支持onvif協議，工具的名字叫ONVIF Device Manager（還有個工具叫ONVIF Device Test Tool，專用於程序員測試各種數據交互），可以自行搜索下載，此工具位國際官方工具，如果此工具搜索不到攝像機，則說明該攝像機不是真正的onvif攝像機，不是標準的攝像機，目前市面上的絕大部分網絡攝像機都支持onvif。具體用法可以參考 https://www.cnblogs.com/lsdb/p/9157302.html。

官方的onvif工具儘管用戶數巨大，但是也存在不少缺點，比如不能選擇對應網卡搜索，而且在某些時候鑑權會失敗，年久失修，幾乎快十年都沒有更新了，所以特意用Qt底層代碼協議實現onvif的相關功能，非gsoap的代碼，採用原創的udp組播和http請求進行處理，通過抓包來兼容各個廠家各種不同版本的協議。

Onvif組件功能設計：

• 搜索設備，獲取設備的信息比如廠家、型號等。
• 可指定網卡搜索，可能有多個網卡多個網段地址。
• 可手動指定單個設備地址搜索，用於組播搜索不通但是網絡通的情況。
• 可以選擇累加的方式統計搜索到的設備，在跨網段大量設備的情況下尤其需要。
• 獲取設備的多個配置文件信息profile。
• 獲取對應配置文件的視頻流地址rtsp，以及分辨率等參數。
• 雲臺控制，上下左右移動，焦距放大縮小，相對和絕對移動。
• 獲取預置位信息，增刪改查，觸發預置位。
• 訂閱事件，接收設備的各種消息尤其是報警事件比如IO口的報警。
• 抓圖，獲取設備當前的圖片。
• 獲取和設備網絡配置信息比如IP地址等。
• 獲取和設置NTP時間同步以及設置設備時間。
• 獲取和設置視頻參數和圖片參數（亮度、色彩、飽和度）。
• 重啓設備。
• 增加、刪除、修改、查詢OSD信息。

二、效果圖

三、體驗地址

1. 國內站點：https://gitee.com/feiyangqingyun
2. 國際站點：https://github.com/feiyangqingyun
3. 個人作品：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
4. 體驗地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取碼：01jf 文件名：bin_video_system。

四、相關代碼

bool OnvifSearch::search(const QString &localIP, const QString &deviceIP)
{
    if (timerSearch->isActive()) {
        timerSearch->stop();
    }

    deviceCount = 0;
    ips.clear();
    buffers.clear();

    deviceInfos.clear();
    if (!OnvifHelper::isIP(localIP)) {
        return false;
    }

    //如果改變了IP地址則重新綁定,還未成功則先綁定
    if (currentIP != localIP) {
        isOk = false;
    }

    if (!isOk) {
        currentIP = localIP;
        udpSocket->abort();
        isOk = udpSocket->bind(QHostAddress(localIP), 0, QUdpSocket::ShareAddress);
        //udpSocket->joinMulticastGroup(QHostAddress("239.255.255.250"));
    }

    if (!isOk) {
        emit receiveError(QString("綁定組播 -> 失敗: %1").arg(udpSocket->errorString()));
        return false;
    }

    //單播搜索對指定的地址發送搜索命令
    if (!deviceIP.isEmpty()) {
        //判斷是否是IP還是地址(http開頭表示指定onvif地址進行搜索)
        //http://192.168.1.128/onvif/device_service
        if (deviceIP.startsWith("http")) {
            QString ip = OnvifHelper::getUrlIP(deviceIP);
            QStringList list = deviceIP.split("/");
            if (list.count() < 3) {
                emit receiveError(QString("地址錯誤 -> %1").arg(deviceIP));
                return false;
            }

            int port = 80;
            QString info = list.at(2);
            if (info.contains(":")) {
                port = info.split(":").last().toInt();
            }

            //先判斷地址是否通
            if (!OnvifHelper::ipLive(ip, port)) {
                emit receiveError(QString("地址不通 -> %1").arg(deviceIP));
                return false;
            }

            //構建一個設備
            OnvifDeviceInfo deviceInfo;
            deviceInfo.onvifAddr = deviceIP;
            deviceInfo.deviceIp = ip;
            deviceInfos << deviceInfo;
            emit receiveDevice(deviceInfo);
            emit receiveInfo(QString("發現設備 -> %1").arg(deviceIP));
        } else {
            currentFile = ":/onvifsend/SearchDevice2.xml";
            writeData(deviceIP);
        }
    } else {
        //間隔小於0.1s則認爲只需要發送一次數據
        if (searchInterval >= 100) {
            currentFile = ":/onvifsend/SearchDevice1.xml";
            timerSearch->start();
        } else {
            //searchInterval=2 則發送 SearchDevice2.xml
            currentFile = QString(":/onvifsend/SearchDevice%1.xml").arg(searchInterval);
        }

        //之前是直接全部放在這裏發送,發現部分設備要好幾次才能回來
        //改成定時器排隊發送多種廣播搜索數據,就沒有問題
        sendData();
    }

    return true;
}

五、功能特點

5.1 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。

5.2 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 * 24小時每半小時設置是否存儲錄像。

5.3 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，性能爆表。
15. 標籤和圖形信息支持三種繪製方式，繪製到遮罩層、繪製到圖片、源頭繪製（對應信息可以存儲到文件）。
16. 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。
17. 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。
18. 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。