onvif協(xié)議介紹

1. onvif是啥？

攝像頭在我們的日常生活中可以說時隨處可見。而在當(dāng)下的時代，大多數(shù)攝像頭都已經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化，早期的網(wǎng)絡(luò)攝像機硬件提供商都采用私有協(xié)議進行通訊。但隨著時代的發(fā)展，攝像頭的應(yīng)用場景越來越多，各個攝像頭的廠商也是百花齊放。私有協(xié)議終究會被淘汰。
為了解決這一困境，安訊士聯(lián)合博世及索尼公司，共同制定了onvif（Open Network Video Interface Forum，開放型網(wǎng)絡(luò)視頻接口論壇）協(xié)議。

2. onvif可以做什么？

onvif協(xié)議涵蓋了設(shè)備發(fā)現(xiàn)、設(shè)備配置、事件、PTZ控制、視頻分析和實時流媒體直播功能，以及搜索，回放和錄像錄音管理功能。

3. onvif開發(fā)技術(shù)框架

ONVIF規(guī)范中設(shè)備管理和控制部分所定義的接口均以Web Services的形式提供。每一個支持ONVIF規(guī)范的終端設(shè)備均須提供與功能相應(yīng)的Web Service。ONVIF中的其他部分比如音視頻流則通過RTP/RTSP進行。
總結(jié)onvif協(xié)議的開發(fā)公式：ONVIF = 服務(wù)端 + 客戶端 =（Web Services + RTSP）+ 客戶端 = （（WSDL + SOAP） + RTSP） + 客戶端
所以我們先來看看onvif開發(fā)中涉及到的一些技術(shù)框架

Web Services

Web Services是一種跨編程語言和跨操作系統(tǒng)平臺的遠(yuǎn)程調(diào)用技術(shù) ，可采用Http、SMTP等協(xié)議來在客戶端和服務(wù)端之間傳輸數(shù)據(jù)。其中XML被用做數(shù)據(jù)描述的語法，SOAP用于消息傳遞，WSDL用來描述服務(wù)。
onvif是建立在Web Services標(biāo)準(zhǔn)上的，定義在onvif標(biāo)準(zhǔn)里的所有配置服務(wù)都表示為Web Services操作，并在WSDL中定義，使用HTTP作為通信機制。

WSDL

WSDL（Web Service Description Language），Web services 描述語言。用于描述Web服務(wù)和說明如何與Web服務(wù)通信的XML語言，為用戶提供詳細(xì)的接口說明書。
WSDL 文檔是利用這些主要的元素來描述某個 web service 的：
<portType>： web service 執(zhí)行的操作，可以把 <portType> 元素比作傳統(tǒng)編程語言中的一個函數(shù)庫（或一個模塊、或一個類）。
<message>： web service 使用的消息，通信消息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的抽象類型化定義。使用Types所定義的類型來定義整個消息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。message 用來定義每個soap服務(wù)的入?yún)⒑统鰠?，包括參?shù)名，參數(shù)類型信息。(有點類似函數(shù)簽名)。
<types>： web service 使用的數(shù)據(jù)類型定義，為了最大程度的平臺中立性，WSDL 使用 XML Schema 語法來定義數(shù)據(jù)類型。
<binding>： web service 使用的通信協(xié)議。

wsdl實例：

<message name="getTermRequest">
  <part name="term" type="xs:string"/>
</message>
 
<message name="getTermResponse">
  <part name="value" type="xs:string"/>
</message>
 
<portType name="glossaryTerms">
  <operation name="getTerm">
    <input message="getTermRequest"/>
    <output message="getTermResponse"/>
  </operation>
</portType>

對比傳統(tǒng)的編程，glossaryTerms 是一個函數(shù)庫，而 "getTerm" 是帶有輸入?yún)?shù) "getTermRequest" 和返回參數(shù) getTermResponse 的一個函數(shù)。

上文提到的onvif的各個功能模塊的接口都有相對應(yīng)的WSDL文檔進行描述，可以在ONVIF官網(wǎng)「Network Interface Specifications」中查閱：https://www.onvif.org/profiles/specifications/

SOAP

SOAP（Simple Object Access Protoco） 是一種基于 XML 的應(yīng)用層協(xié)議，允許應(yīng)用程序通過 HTTP、SMPT 來交換信息。
一條 SOAP 消息就是一個普通的 XML 文檔，包含下列元素：

  • 必需的 Envelope 元素， Envelope 元素是 SOAP 消息的根元素，它可把 XML 文檔定義為 SOAP 消息。
  • 可選的 Header 元素，包含頭部信息，Header 元素可包含有關(guān) SOAP 消息的應(yīng)用程序?qū)Ｓ眯畔ⅲū热缯J(rèn)證、支付等）。
  • 必需的 Body 元素， Body 元素可包含打算傳送到消息最終端點的實際 SOAP 消息，包含所有的調(diào)用和響應(yīng)信息。
  • 可選的 Fault 元素，提供有關(guān)在處理此消息所發(fā)生錯誤的信息。

SOAP 方法指的是遵守 SOAP 編碼規(guī)則的 HTTP 請求/響應(yīng)。
HTTP + XML = SOAP
SOAP 請求可能是 HTTP POST 或 HTTP GET 請求。
HTTP POST 請求規(guī)定至少兩個 HTTP 頭：Content-Type 和 Content-Length。

POST /item HTTP/1.1
Content-Type: application/soap+xml; charset=utf-8
Content-Length: 250

使用WSDL+XML的模式使得onvif協(xié)議具有良好的擴展性。

4. onvif協(xié)議規(guī)范

image.png

onvif定制了一系列的協(xié)議規(guī)范profiles，profiles協(xié)議協(xié)議要求客戶端和設(shè)備彼此必須支持一組功能：

  • Profile A：用于門禁控制配置，適用于電子門禁系統(tǒng)中使用的產(chǎn)品。
  • Profile C：用于門控和事件管理，適用于電子門禁系統(tǒng)中使用的產(chǎn)品。
  • Profile D – 候選版：用于訪問控制周邊設(shè)備，適用于周邊設(shè)備的輸入界面，例如令牌讀取器（用于讀取卡，鑰匙，移動電話或條形碼），生物識別讀取器（用于指紋識別），相機（用于虹膜，面部或車牌識別），按鍵，傳感器（用于識別鎖狀態(tài)，門狀態(tài)，溫度或動作）和部分輸出設(shè)備（例如鎖，顯示器和LED)。
  • Profile G：用于存儲和檢索，專為基于IP的視頻系統(tǒng)而設(shè)計，支持元數(shù)據(jù)的分析配置和信息查詢，以及元數(shù)據(jù)的過濾和流式傳輸。
  • Profile Q： 用于快速安裝，基于IP的視頻系統(tǒng)，其目的是在網(wǎng)絡(luò)上提供Profile Q一致產(chǎn)品（例如，網(wǎng)絡(luò)攝像機，網(wǎng)絡(luò)交換機，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器）的快速發(fā)現(xiàn)和基本配置。
  • Profile S：用于基本視頻流，專為基于IP的視頻系統(tǒng)而設(shè)計。
  • Profile T：適用于高級視頻流，專為基于IP的視頻系統(tǒng)而設(shè)計。
    詳情可見：https://www.onvif.org/ch/profiles/

5. onvif通訊原理

服務(wù)供應(yīng)者（設(shè)備）負(fù)責(zé)提供Web Services（如各種onvif功能服務(wù)），這些服務(wù)通過WSDL進行描述，然后，服務(wù)請求（客戶端）將WSDL文檔將作為服務(wù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)。WSDL編譯工具能通過WSDL文件生成與平臺相關(guān)的代碼，如可將WSDL文件轉(zhuǎn)化為c/c++代碼的gsoap。
服務(wù)端和客戶端采用soap消息來進行數(shù)據(jù)通訊。對Web Services請求和應(yīng)答都會以soap消息的形式進行傳輸。soap消息獨立于任何的操作系統(tǒng)或協(xié)議，而且可以使用各種不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議進行傳送（也就是說onvif協(xié)議是應(yīng)用層協(xié)議）。onvif定義了一致的soap消息傳輸協(xié)議，用于描述Web Services。

基于Web Services的開發(fā)原理.png

上圖對onvif基于Web Services開發(fā)的基本原理進行了一個概括。

6. 一般的onvif協(xié)議開發(fā)流程

  1. 獲取所需要的wsdl；
  2. WSDL編譯工具能通過WSDL文件生成與平臺相關(guān)的代碼；
  3. 封裝實現(xiàn)客戶端業(yè)務(wù)邏輯；
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