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Qt/C++开发监控GB28181系统/sip协议/同时支持udp和tcp模式/底层协议解析 [复制链接]

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在线liudianwu
 

只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 昨天 06:48


## 一、前言说明
在gb28181-2011协议中,只有udp要求,从2016版本开始要求支持tcp,估计也是在多年的实际运行过程中,发现有些网络环境差的场景下,一些udp交互指令丢失导致功能异常,所以后面修订的时候增加了tcp的要求,这个有没有必要呢,我觉得很有必要,而且无论是设备端还是服务端,都要求能支持udp和tcp,目前发现很多设备都是默认同时开启了udp和tcp,优先走udp,也可以在后台设置优先走tcp,而服务端这边一般是默认同时监听udp和tcp,无论哪个通道过来的数据,都能正常解析和交互,为此c++强大的继承功能就可以上场了,搞个GB28181ServerBase基类只负责解析数据,同时提供一个writedata虚函数,子类负责具体的发送数据。然后创建一个子类GB28181ServerUdp专门处理收发udp通道的数据,GB28181ServerTcp专门处理收发tcp通道的数据,打完收工非常完美。

这里要特别注意的是,tcp方式的数据会粘包,一般是在录像文件查询返回的数据会出现,因为可能录像文件会有很多个,甚至上百个,会拆分多个xml数据返回,接收数据这边上一个包可能只接收到xml数据的一部分,并不是完整的,要等待一个完整的包收完才能继续解析,如果使用exosip这种开源库,也是要自己处理粘包问题的,一些第三方的国标工具并没有处理这个细节,导致体验很不好,比如录像文件返回的时候会丢掉很多。

## 二、效果图




## 三、相关地址
1. 国内站点:[https://gitee.com/feiyangqingyun](https://gitee.com/feiyangqingyun)
2. 国际站点:[https://github.com/feiyangqingyun](https://github.com/feiyangqingyun)
3. 个人作品:[https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652](https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652)
4. 文件地址:[https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g](https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g) 提取码:01jf 文件名:bin_video_gb28181。

## 四、功能特点
1. 支持设备注册、注销、心跳、校时、注册认证、注销认证等。
2. 设备上线后可以手动获取设备状态、设备信息、配置信息、预置位信息等。
3. 设备上线后自动获取设备通道信息,包括中文通道名称。识别到通道上线离线变化,会重新获取该设备的所有通道信息。
4. 支持视频点播,可以分别点播主码流和子码流,内置rtp解包线程,解包后发给视频播放组件解码播放。
5. 每个设备每个通道支持点播多个视频,通过ssrc区分,支持共用端口和不同端口收流。
6. 支持对某个设备下面所有通道、某个通道、某个通道对应的某个流分别关闭。
7. 支持录像文件查询和回放,回放控制支持暂停播放、继续播放、倍速播放、切换播放进度。
8. 支持录像文件下载,支持倍速比如8倍速下载,可同时多线程批量下载。
9. 回放和下载同时支持IPC和NVR,比如摄像头自带的SD存储卡录像文件回放,NVR上的硬盘录像文件回放。
10. 支持云台控制,向上、向下、向左、向右、左上、右上、左下、右下方位移动,镜头放大缩小,光圈放大缩小,镜头聚焦放焦。
11. 支持预置位信息的查询、调用、添加、修改、删除等操作。
12. 自动目录订阅功能,通道上线下线都有对应的信号通知。
13. 内置定时读取通道信息机制,以保证通道信息是最新的,比如有些NVR是不断更新的通道信息。
14. 内置订阅警情和位置移动功能,订阅后各种警情事件比如运动目标检测报警、入侵检测报警、徘徊检测报警等自动上报。
15. 支持语音对讲功能,可以直接在视频窗体的悬浮条上单击语音对讲按钮,再次单击关闭对讲,对讲期间悬浮条常驻显示
16. 支持设备布防撤防,布防后警情信息会主动上报。
17. 国标服务同时支持udp和tcp方式,可选只监听一种或者两种都监听,tcp方式自动处理粘包问题。
18. 国标拉流同时支持udp、tcp被动、tcp主动三种方式,每个通道都可以自由选择何种拉流方式。
19. 内置拉流端口池,每次拉流从中取出一个,关闭流自动回收端口号,重复利用。
20. 收流端口自动纠错,自动跳过被占用的端口,不会出现端口占用导致收流失败的情况。
21. 支持三种取流方式自动检测离线重连,检测到离线后,自动重启点播拉流整个流程。
22. 录像文件回放,上一个完成后自动切换到下一个继续回放,直到所有回放完成。支持高达8倍速回放。
23. 视频播放自适应硬解码,极低资源占用,实时性极好,带悬浮条显示视频流信息,可以直接在悬浮条单击按钮保存录像文件到本地。
24. 支持几千路国标消息交互并发,实时视频流支持64路同时显示,可以拓展更多路数。
25. 支持阿里云等云服务器,可以分别设置内网监听地址和外网访问地址,一般云服务器上是监听地址用内网,对外访问用外网地址。
26. 支持视频分发,也就是推流,视频通道打开后可以自动推流到流媒体服务器,其他需要的地方拉流即可,支持rtsp、rtmp、hls、webrtc等方式拉流。
27. 实时预览和录像回放都支持推流,推流支持叠加文字和图片水印以及各种ffmpeg支持的滤镜效果,支持多个水印同时叠加。
28. 同时支持gb28181-2011、gb28181-2016、gb28181-2022以及后续可能的所有协议版本。
29. SIP解析和交互采用纯Qt底层代码实现,udp/tcp通信交互,祖传原创代码解析,不依赖任何第三方。
30. 代码量少,gb28181交互部分共几千行代码,注释详细,接口友好,使用极其简单,提供非常详细的使用示例。
31. 支持海康、大华、宇视、华为、天地伟业等所有国标设备,包括一些没有ssrc的设备。
32. 支持所有Qt版本和编译器以及操作系统,包括但不限于win、linux、mac、android、嵌入式linux、树莓派香橙派、国产os等。

## 五、相关代码
```cpp
#include "gb28181serverudp.h"
#include "gb28181helper.h"

GB28181ServerUdp::GB28181ServerUdp(QObject *parent) : GB28181ServerBase(parent)
{
    udpSocket = NULL;
}

GB28181ServerUdp::~GB28181ServerUdp()
{
    this->stop();
}

void GB28181ServerUdp::readData()
{
    //取出收到的数据
    QMutexLocker locker(&mutex);
    while (udpSocket->hasPendingDatagrams()) {
        QByteArray data;
        data.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
        QHostAddress host;
        quint16 port;
        udpSocket->readDatagram(data.data(), data.size(), &host, &port);
        if (data.size() > 4) {
            this->parseData(host.toString(), port, GB28181Helper::getData(data));
        }
    }
}

void GB28181ServerUdp::writeData(const QString &host, quint16 port, const QString &id, const QString &data)
{
    if (data.isEmpty()) {
        return;
    }

    udpSocket->writeDatagram(data.toUtf8(), QHostAddress(host), port);
    udpSocket->flush();
    emit sendData(host, port, id, data);
}

void GB28181ServerUdp::start()
{
    //创建通信对象
    udpSocket = new QUdpSocket(this);
    connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readData()));
    bool ok = udpSocket->bind(QHostAddress(serverPara.serverIp), serverPara.serverPort);
    if (!ok) {
        emit receiveInfo("", 0, "", "UDP端口监听失败");
    }

    GB28181ServerBase::start();
}

void GB28181ServerUdp::stop()
{
    udpSocket->deleteLater();
    GB28181ServerBase::stop();
}

#include "gb28181servertcp.h"
#include "gb28181helper.h"

GB28181ServerTcp::GB28181ServerTcp(QObject *parent) : GB28181ServerBase(parent)
{
    qRegisterMetaType<QTcpSocket *>("QTcpSocket *");

    //tcp通信会出现粘包/需要收完数据再去处理
    timerTake = new QTimer(this);
    connect(timerTake, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(takeData()));
    timerTake->setInterval(100);
}

GB28181ServerTcp::~GB28181ServerTcp()
{
    this->stop();
}

void GB28181ServerTcp::newConnection()
{
    //收到新的连接
    QMutexLocker locker(&mutex);
    QTcpSocket *socket = tcpServer->nextPendingConnection();
    connect(socket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readData()));
    connect(socket, SIGNAL(disconnected()), this, SLOT(disconnected()));

    sockets << socket;
    datas << QByteArray();
    times << QDateTime::currentDateTime();
}

void GB28181ServerTcp::disconnected()
{
    QMutexLocker locker(&mutex);
    QTcpSocket *socket = (QTcpSocket *)sender();
    int index = sockets.indexOf(socket);

    sockets.removeAt(index);
    datas.removeAt(index);
    times.removeAt(index);
    socket->deleteLater();
}

void GB28181ServerTcp::readData()
{
    //取出收到的数据
    QMutexLocker locker(&mutex);
    QTcpSocket *socket = (QTcpSocket *)sender();
    QByteArray data = socket->readAll();
    if (data.size() > 4) {
        int index = sockets.indexOf(socket);
        datas[index].append(data);
        times[index] = QDateTime::currentDateTime();
    }
}

void GB28181ServerTcp::takeData()
{
    QMutexLocker locker(&mutex);
    for (int i = 0; i < sockets.count(); ++i) {
        QTcpSocket *socket = sockets.at(i);
        QByteArray data = datas.at(i);
        QDateTime time = times.at(i);

        //保证数据收完整
        if (data.isEmpty() || time.msecsTo(QDateTime::currentDateTime()) < 100) {
            continue;
        }

        //清空缓冲数据
        datas.clear();

        QStringList buffers;
        QString host = socket->peerAddress().toString();
        quint16 port = socket->peerPort();
        QString buffer = GB28181Helper::getData(data);
        //this->parseData(host, port, buffer);continue;

        //录像文件返回有多个挤在一块/需要单独处理
        if (data.startsWith("MESSAGE sip:")) {
            QStringList temp = buffer.split("MESSAGE sip:");
            for (int j = 1; j < temp.count(); ++j) {
                buffers << ("MESSAGE sip:" + temp.at(j));
            }

            this->takeData(host, port, buffers);
            continue;
        }

        //主动填充分隔符/方便下面分割判断和组合
        static QString splite = "\r\n\r\n";
        buffer.replace("</Response>\n", "</Response>" + splite);

        //tcp通信存在粘包/需要主动分包
        QStringList list = buffer.split(splite);
        int count = list.count();
        for (int j = 0; j < count; ++j) {
            QString data = list.at(j);
            if (data.isEmpty()) {
                continue;
            }

            if (data.contains("Content-Type:")) {
                if (j + 1 < count) {
                    buffers << (data + splite + list.at(j + 1));
                    j++;
                }
            } else {
                buffers << (data + splite);
            }
        }

        this->takeData(host, port, buffers);
    }
}

void GB28181ServerTcp::takeData(const QString &host, quint16 port, const QStringList &datas)
{
    //qDebug() << TIMEMS << "111" << datas.count() << datas;
    foreach (QString data, datas) {
        this->parseData(host, port, data);
    }
}

void GB28181ServerTcp::writeData(QTcpSocket *socket, const QString &data)
{
    socket->write(data.toUtf8());
    socket->flush();
}

void GB28181ServerTcp::writeData(const QString &host, quint16 port, const QString &id, const QString &data)
{
    if (data.isEmpty()) {
        return;
    }

    //找到对应的连接发送数据
    foreach (QTcpSocket *socket, sockets) {
        if (socket->peerAddress().toString() == host && socket->peerPort() == port) {
            QMetaObject::invokeMethod(this, "writeData", Q_ARG(QTcpSocket *, socket), Q_ARG(QString, data));
            emit sendData(host, port, id, data);
            break;
        }
    }
}

void GB28181ServerTcp::start()
{
    timerTake->start();
    tcpServer = new QTcpServer(this);
    connect(tcpServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(newConnection()));
    bool ok = tcpServer->listen(QHostAddress(serverPara.serverIp), serverPara.serverPort);
    if (!ok) {
        emit receiveInfo("", 0, "", "TCP端口监听失败");
    }

    GB28181ServerBase::start();
}

void GB28181ServerTcp::stop()
{
    //先断开所有连接再关闭
    foreach (QTcpSocket *socket, sockets) {
        socket->disconnectFromHost();
    }

    sockets.clear();
    datas.clear();
    times.clear();

    tcpServer->deleteLater();
    GB28181ServerBase::stop();
}
```
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