Qt音视频开发27-Onvif设备搜索

一、前言

最近业余时间主要研究音视频开发这块，前面的文章写了好多种视频监控内核，一旦将这些内核搞定以后，视频监控的相关功能水到渠成。做视频监控系统，绕不过onvif这玩意，这玩意主要就是为了统一一个大概的标准，能够对各个厂家的监控设备进行常用的一些操作，比如搜索、获取信息、云台控制、事件订阅、抓拍图片等，如果没有这个规范，那么各个厂家都各自为政，需要用私有的sdk去处理，这样就很麻烦很惨了，几十个厂家就需要几十个sdk，对于程序员来说简直是灾难，想想就很恐怖的事情，哪个程序员不想多活几年！

onvif设备搜索是最基本的功能，想要对设备进行进一步的处理，必须先搜索到设备，默认onvif搜索只能搜索到同一个网段的设备，要跨网段的话，需要手动指定设备的IP地址或者onvif地址进行搜索，这两者在封装的onvif类中都考虑到了，经历过各种复杂的现场情况的考验，也可以算是本系统的一个小特色吧。

近期又重新把独创的方法实现的onvif工具重新重构了下，各个类之间非常清晰明了，增强了兼容性和完整性，在之前的基础上还增加了很多基础的处理比如视频参数和图片参数的获取，设置时间等，同时还增加了可以指定过滤条件对搜索的设备进行过滤，这个非常有用，很多时候现场各种类型的各个厂家的摄像机非常多，一般来说一个类型的摄像机对应的onvif地址基本一致，端口也是一致，这样可以指定格式进行过滤，只显示过滤后的设备。还增加了搜索间隔，经过现场无数次的测试各种厂家，发现搜索命令可能要发好几种好几次，以便所有设备都能搜索到，毕竟搜索采用广播的UDP，意味着可能丢包。

onvif主要的功能：

1. 搜索设备，获取设备的信息比如厂家、型号等。
2. 获取设备的多个配置文件信息profile。
3. 获取对应配置文件的视频流地址rtsp，以及分辨率等参数。
4. 云台控制，上下左右移动，焦距放大缩小，相对和绝对移动。
5. 获取预置位信息，触发预置位。
6. 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。
7. 抓图，获取设备当前的图片。
8. 获取、创建、删除用户信息。
9. 获取和设备网络配置信息比如IP地址等。
10. 获取和设置NTP时间同步以及设置设备时间。
11. 获取和设置视频参数和图片参数（亮度、色彩、饱和度）。
12. 重启设备。

onvif的处理流程：

1. 绑定组播IP（239.255.255.250）和端口（3702），发送固定的xml格式的数据搜索设备。
2. 接收到的xml格式的数据解析，得到设备的Onvif地址。
3. 对Onvif地址发送对应的数据，收到数据取出对应的节点数据。
4. 请求Onvif地址获取Media地址和Ptz地址，Media地址用来获取详细的配置文件，Ptz地址用来云台控制。
5. ptz控制是对Ptz地址发送对应的数据即可。
6. 设置了用户认证的需要组织用户token信息一块发送，每次都需要作鉴权处理。
7. 接收到的数据不是标准的xml数据，没法按照正常的节点解析来处理，只能用QXmlQuery来做。
8. 每个厂家设备返回的数据未必完全一致，基本上都不一致，需要进行模糊查找节点值。
9. 特意采用底层协议解析，因为soap太臃肿函数名称太另类，特意做的轻量级的。
10. 两个必备工具，Onvif Device Manager 和 Onvif Device Test Tool。

二、功能特点

1. 广播搜索设备，支持IPC和NVR，依次返回，可选择不同的网卡IP。
2. 依次获取Onvif地址、Media地址、Profile文件、Rtsp地址。
3. 可对指定的Profile获取视频流Rtsp地址，比如主码流子码流地址。
4. 可对每个设备设置Onvif用户信息，用于认证获取详细信息。
5. 可实时预览摄像机图像。
6. 支持云台控制，可上下左右调节云台，支持绝对移动和相对移动，可放到和缩小图像远近。
7. 支持Qt4和Qt5任意Qt版本，亲测Qt4.7.0到Qt5.14.2。
8. 支持任意编译器，亲测mingw、msvc、gcc、clang。
9. 支持任意操作系统，亲测xp、win7、win10、android、linux、嵌入式linux、树莓派全志H3等。
10. 支持任意Onvif摄像机和NVR，亲测海康、大华、宇视、华为、海思芯片内核等，可定制开发。
11. 支持对指定IP地址及onvif地址进行单播搜索，比如跨网段情况下非常有用。
12. 支持指定过滤条件过滤搜索设备。
13. 支持搜索间隔设置，保证所有设备搜索回来，在大量设备现场很有用。
14. 可对图片参数（亮度、色彩度、饱和度）进行设置。
15. 支持NTP校时和时间同步设置。
16. 纯Qt编写，超级小巧轻量，总共约2000行代码，不依赖任何第三方的库和组件，跨平台。
17. 封装好了通用的数据发送和接收解析的函数，可以非常方便的自行拓展其他Onvif处理。
18. 工具上提供了收发数据文本框，显示收发的数据，方便查看和分析。
19. 支持所有Onvif设备，代码工整，接口友好，直接引入pri即可使用。

三、效果图

四、相关站点

1. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo
2. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo
3. 个人主页：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
4. 知乎主页：https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
5. 体验地址：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652

五、核心代码

void OnvifSearch::sendData()
{
    //依次发送数据,如果到了最后一个则停止
    //根据onvif device test工具抓包分析,只要发送前面两个就行,后面两个是ONVIF Device Manager抓包的
    //在收到结果的地方要对重复的进行过滤,因为部分设备两种协议请求都会返回
    //可以自行调整 timerSearch->stop(); 的位置来提高速度,比如很多情况下只要发送一次就可以
    writeData("239.255.255.250");
    if (currentFile == ":/send/searchDevice1.xml") {
        currentFile = ":/send/searchDevice2.xml";
    } else if (currentFile == ":/send/searchDevice2.xml") {
        currentFile = ":/send/searchDevice3.xml";
    } else if (currentFile == ":/send/searchDevice3.xml") {
        currentFile = ":/send/searchDevice4.xml";
    } else if (currentFile == ":/send/searchDevice4.xml") {
        timerSearch->stop();
    }
}

void OnvifSearch::writeData(const QString &ip)
{
    QByteArray data = OnvifHelper::getFile(currentFile);
    if (!data.isEmpty()) {
        data = QString(data).arg(OnvifHelper::getUuid()).toUtf8();
        udpSocket->writeDatagram(data, QHostAddress(ip), 3702);
        emit sendData(data);
    }
}

void OnvifSearch::readData()
{
    QByteArray data;
    QHostAddress host;
    quint16 port = 0;
    while (udpSocket->hasPendingDatagrams()) {
        data.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
        udpSocket->readDatagram(data.data(), data.size(), &host, &port);
        QString ip = host.toString();
        checkData(data, ip);
        emit receiveData(data);
        //qDebug() << TIMEMS << ip << port << data.size();
    }
}

void OnvifSearch::readData(const QString &file)
{
    //从文件读取数据解析,主要方便用来测试各种摄像机返回的数据
    QFile f(file);
    if (f.open(QFile::ReadOnly)) {
        QByteArray data = f.readAll();
        data = data.replace("\"", """);
        checkData(data, "");
    }
}

void OnvifSearch::checkData(const QByteArray &data, const QString &ip)
{
    OnvifQuery query;
    query.setData(data);

    QString discovery = query.getDiscovery();
    QString addr_path = QString("//%1:ProbeMatches/%1:ProbeMatch/%1:XAddrs").arg(discovery);
    QString scopes_path = QString("//%1:ProbeMatches/%1:ProbeMatch/%1:Scopes").arg(discovery);
    QString addr = query.getValue(addr_path);
    QString scopes = query.getValue(scopes_path);

    if (!addr.isEmpty()) {
        //过滤下IPV6地址 http://192.168.1.64/onvif/device_service http://[fe80::9a8b:aff:fe6e:867c]/onvif/device_service
        //发现还有串数据的要过滤 http://192.168.10.152/onvif/device_service http://192.168.10.172/onvif/device_service http://[fe80::9a8b:aff:fe4a:ad]/onvif/device_service
        QStringList list = addr.split(" ");
        if (ip.isEmpty()) {
            addr = list.first();
        } else {
            foreach (QString str, list) {
                if (str.contains(ip)) {
                    addr = str;
                    break;
                }
            }
        }

        //已经存在的地址不用继续
        if (checkExist(addr)) {
            return;
        }

        //按照过滤条件过滤设备 适用于设备很多而且设备类型很多的情况
        if (searchFilter != "none") {
            //默认80端口的不会带 :80  前面有 http: https: 所以要取后面的 : 索引位置来判断
            if (searchFilter == ":80") {
                if (addr.indexOf(":", 8) >= 8) {
                    return;
                }
            } else {
                if (!addr.contains(searchFilter)) {
                    return;
                }
            }
        }

        //定义结构体存储设备信息
        DeviceInfo deviceInfo;
        deviceInfo.addr = addr;
        deviceInfo.ip = OnvifHelper::getIP(addr);

        //取出其他信息 onvif://www.onvif.org/type/NetworkVideoTransmitter onvif://www.onvif.org/name/NVR onvif://www.onvif.org/hardware/hisi onvif://www.onvif.org/location/shanghai
        //这里的信息是通过广播搜索返回的无需密码,这里还可以根据打印出来的 scopes 自行增加设备信息
        list = scopes.split(" ");
        foreach (QString str, list) {
            QStringList l = str.split("/");
            if (l.contains("name")) {
                deviceInfo.name = l.last();
            } else if (l.contains("location")) {
                deviceInfo.location = l.last();
            } else if (l.contains("hardware")) {
                deviceInfo.hardware = l.last();
            }
        }

        deviceInfos << deviceInfo;
        emit receiveDevice(deviceInfo);
        emit receiveInfo(QString("发现设备-> %1").arg(addr));
    }
}

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