Qt编写视频监控系统76-Onvif跨网段组播搜索和单播搜索的实现

一、前言

在视频监控行业一般会用国际onvif工具来测试设备是否支持onvif协议，工具的名字叫ONVIF Device Manager（还有个工具叫ONVIF Device Test Tool，专用于程序员测试各种数据交互），可以自行搜索下载，此工具位国际官方工具，如果此工具搜索不到摄像机，则说明该摄像机不是真正的onvif摄像机，不是标准的摄像机，目前市面上的绝大部分网络摄像机都支持onvif。具体用法可以参考 https://www.cnblogs.com/lsdb/p/9157302.html。

官方的onvif工具尽管用户数巨大，但是也存在不少缺点，比如不能选择对应网卡搜索，而且在某些时候鉴权会失败，年久失修，几乎快十年都没有更新了，所以特意用Qt底层代码协议实现onvif的相关功能，非gsoap的代码，采用原创的udp组播和http请求进行处理，通过抓包来兼容各个厂家各种不同版本的协议。

Onvif组件功能设计：

  • 搜索设备，获取设备的信息比如厂家、型号等。
  • 可指定网卡搜索，可能有多个网卡多个网段地址。
  • 可手动指定单个设备地址搜索，用于组播搜索不通但是网络通的情况。
  • 可以选择累加的方式统计搜索到的设备，在跨网段大量设备的情况下尤其需要。
  • 获取设备的多个配置文件信息profile。
  • 获取对应配置文件的视频流地址rtsp，以及分辨率等参数。
  • 云台控制，上下左右移动，焦距放大缩小，相对和绝对移动。
  • 获取预置位信息，增删改查，触发预置位。
  • 订阅事件，接收设备的各种消息尤其是报警事件比如IO口的报警。
  • 抓图，获取设备当前的图片。
  • 获取和设备网络配置信息比如IP地址等。
  • 获取和设置NTP时间同步以及设置设备时间。
  • 获取和设置视频参数和图片参数（亮度、色彩、饱和度）。
  • 重启设备。
  • 增加、删除、修改、查询OSD信息。

二、效果图

在这里插入图片描述
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三、体验地址

  1. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
  2. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
  3. 个人作品：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
  4. 体验地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码：01jf 文件名：bin_video_system。

四、相关代码

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;
    }

    //如果改变了IP地址则重新绑定,还未成功则先绑定
    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("绑定组播 -> 失败: %1").arg(udpSocket->errorString()));
        return false;
    }

    //单播搜索对指定的地址发送搜索命令
    if (!deviceIP.isEmpty()) {
        //判断是否是IP还是地址(http开头表示指定onvif地址进行搜索)
        //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("地址错误 -> %1").arg(deviceIP));
                return false;
            }

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

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

            //构建一个设备
            OnvifDeviceInfo deviceInfo;
            deviceInfo.onvifAddr = deviceIP;
            deviceInfo.deviceIp = ip;
            deviceInfos << deviceInfo;
            emit receiveDevice(deviceInfo);
            emit receiveInfo(QString("发现设备 -> %1").arg(deviceIP));
        } else {
            currentFile = ":/onvifsend/SearchDevice2.xml";
            writeData(deviceIP);
        }
    } else {
        //间隔小于0.1s则认为只需要发送一次数据
        if (searchInterval >= 100) {
            currentFile = ":/onvifsend/SearchDevice1.xml";
            timerSearch->start();
        } else {
            //searchInterval=2 则发送 SearchDevice2.xml
            currentFile = QString(":/onvifsend/SearchDevice%1.xml").arg(searchInterval);
        }

        //之前是直接全部放在这里发送,发现部分设备要好几次才能回来
        //改成定时器排队发送多种广播搜索数据,就没有问题
        sendData();
    }

    return true;
}

五、功能特点

5.1 软件模块

  1. 视频监控模块，各种停靠小窗体子模块，包括设备列表、图文警情、窗口信息、云台控制、预置位、巡航设置、设备控制、悬浮地图、网页浏览等。
  2. 视频回放模块，包括本地回放、远程回放、设备播放、图片回放、视频上传等。
  3. 电子地图模块，包括图片地图、在线地图、离线地图、路径规划等。
  4. 日志查询模块，包括本地日志、设备日志等。
  5. 系统设置模块，包括系统设置（基本设置、视频参数、数据库设置、地图配置、串口配置等）、录像机管理、摄像机管理、轮询配置、录像计划、用户管理等。

5.2 基础功能

  1. 支持各种视频流（rtsp、rtmp、http等）、视频文件（mp4、rmvb、avi等）、本地USB摄像机播放。
  2. 支持多画面切换，包括1、4、6、8、9、13、16、25、36、64画面切换。
  3. 支持全屏切换，多种切换方式包括鼠标右键菜单、工具栏按钮、快捷键（alt+enter全屏，esc退出全屏）。
  4. 支持视频轮询，包括1、4、9、16画面轮询，可设置轮询分组（轮询预案）、轮询间隔、码流类型等。
  5. 支持onvif协议，包括设备搜索、云台控制、预置位、设备控制（图片参数、校对时间、系统重启，抓拍图片等）。
  6. 支持权限管理，不同的用户可以对应不同的模块权限，比如删除日志、关闭系统等。
  7. 数据库支持多种，包括sqlite、mysql、sqlserver、postgresql、oracle、人大金仓等。
  8. 本地USB摄像机支持设置分辨率、帧率等参数。
  9. 所有停靠模块都自动生成对应的菜单用来控制显示和隐藏，在标题栏右键可以弹出。
  10. 支持显示所有模块、隐藏所有模块、复位普通布局、复位全屏布局。
  11. 双击设备弹出实时预览视频，支持图片地图、在线地图、离线地图等。
  12. 摄像机节点拖曳到对应窗体播放视频，同时支持拖曳本地文件直接播放。
  13. 删除视频支持鼠标右键删除、悬浮条关闭删除、拖曳到视频监控面板外删除等多种方式。
  14. 图片地图上设备按钮可自由拖动，自动保存位置信息。百度地图上可以鼠标单击获取经纬度信息，用来更新设备位置。
  15. 视频监控面板窗体中任意通道支持拖曳交换，瞬间响应。
  16. 封装了百度地图，视图切换，运动轨迹，设备点位，鼠标按下获取经纬度等。
  17. 双击节点、拖曳节点、拖曳窗体交换位置等操作，均自动更新保存最后的播放地址，下次软件打开自动应用。
  18. 右下角音量条控件，失去焦点自动隐藏，音量条带静音图标。
  19. 支持视频截图，可指定单个或者对所有通道截图，底部小工具栏也有截图按钮。
  20. 支持超时自动隐藏鼠标指针、自动全屏机制。
  21. 支持onvif云台控制，可上下左右移动云台摄像机，包括复位和焦距调整等。
  22. 支持onvif预置位，可以添加、删除、修改预置位，可以调用起始位。
  23. 支持onvif图像参数设置，包括明亮度、对比度、饱和度、尖锐度等。
  24. 支持onvif其他操作，包括抓图、网络设置、校时、重启、事件订阅等。
  25. 支持任意onvif摄像机，包括但不限于海康、大华、宇视、天地伟业、华为等。
  26. 可保存视频，可选定时存储或者单文件存储，可选存储间隔时间。
  27. 可设置视频流通信方式tcp+udp，可设置视频解码是速度优先、质量优先、均衡等。
  28. 可设置软件中文名称、英文名称、LOGO图标等。
  29. 存储的视频文件支持导出到指定目录，支持批量上传到服务器。
  30. 完善的录像计划设置，支持每个通道7 * 24小时每半小时设置是否存储录像。

5.3 特色功能

  1. 主界面采用停靠窗体模式，各种组件以小模块的形式加入，可自定义任意模块加入。
  2. 停靠模块可拖动任意位置嵌入和悬浮，支持最大化全屏，支持多屏幕。
  3. 双重布局文件存储机制，正常模式、全屏模式都对应不同的布局方案，自动切换和保存，比如全屏模式可以突出几个模块透明显示在指定位置，更具科幻感现代化。
  4. 原创onvif协议机制，采用底层协议解析（udp广播搜索+http请求执行命令）更轻量易懂易学习拓展，不依赖任何第三方组件比如gsoap。
  5. 原创数据导入、导出、打印机制，跨平台不依赖任何组件，瞬间导出数据。
  6. 内置多个原创组件，宇宙超值超级牛逼，包括数据导入导出组件（导出到xls、pdf、打印）、数据库组件（数据库管理线程、自动清理数据线程、万能分页、数据请求等）、地图组件、视频监控组件、文件多线程收发组件、onvif通信组件、通用浏览器内核组件等。
  7. 自定义信息框+错误框+询问框+右下角提示框（包含多种格式）等。
  8. 精美换肤，高达17套皮肤样式随意更换，所有样式全部统一，包括菜单等。
  9. 视频控件悬浮条可以自行增加多个按钮，监控界面底部小工具栏也可自行增加按钮。
  10. 双击摄像机节点自动播放视频，双击节点自动依次添加视频，会自动跳到下一个，双击父节点自动添加该节点下的所有视频。可选主码流、子码流。
  11. 录像机管理、摄像机管理，可添加删除修改导入导出打印信息，立即应用新的设备信息生成树状列表，不需重启。
  12. 可选多种内核自由切换，ffmpeg、vlc、mpv等，均可在pro中设置。推荐用ffmpeg，跨平台最多，默认提供好了linux和mac平台上编译好的库。
  13. 支持硬解码，可设置硬解码类型（qsv、dxva2、d3d11va等）。
  14. 默认采用opengl绘制视频，超低的CPU资源占用，支持yuyv和nv12两种格式绘制，性能爆表。
  15. 标签和图形信息支持三种绘制方式，绘制到遮罩层、绘制到图片、源头绘制（对应信息可以存储到文件）。
  16. 高度可定制化，用户可以很方便的在此基础上衍生自己的功能，比如增加自定义模块，增加运行模式、机器人监控、无人机监控、挖掘机监控等。
  17. 支持xp、win7、win10、win11、linux、mac、各种国产系统（UOS、中标麒麟、银河麒麟等）、嵌入式linux等系统。
  18. 注释完整，项目结构清晰，超级详细完整的使用开发手册，精确到每个代码文件的功能说明，不断持续迭代版本。

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