摘要：基于OVNIF規(guī)范的視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)，對OVNIF規(guī)范的組成、開發(fā)技術進行了研究，與傳統(tǒng)數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的比較分析，討論了功能實現中的關鍵部分設計。
主題詞： 數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，OVNIF規(guī)范，開發(fā)
 
隨著數字技術的發(fā)展，安防監(jiān)控系統(tǒng)也不斷向數字化發(fā)展和結合。在監(jiān)控系統(tǒng)不斷向數字化演變的過程中，各個廠家的數字化監(jiān)控產品，并不像傳統(tǒng)監(jiān)控設備傳輸的信號，擁有共同的標準（如：NTSC/PAL）。由于標準不統(tǒng)一，不同產品之間難以兼容，造成客戶在使用上的困難。
網絡監(jiān)控市場不斷增長的商機，要求建立兼容性強的開放式標準。廠商們逐漸意識到：要想拓展IP視頻監(jiān)控市場，使其成熟發(fā)展，就必須推出網絡攝像機的相關標準。
2008年5月，由安訊士(AXIS)聯合博世(BOSCH)及索尼(SONY)公司三方宣布將攜手共同成立一個國際開放型網絡視頻產品標準網絡接口開發(fā)論壇，取名為ONVIF（Open Network Video Interface Forum），并以公開、開放的原則共同制定開放性行業(yè)標準。2008年11月，論壇正式發(fā)布了ONVIF第一版規(guī)范。2010年11月，論壇發(fā)布了ONVIF第二版規(guī)范。

1、OVNIF概述

ONVIF規(guī)范描述了網絡視頻的模型、接口、數據類型以及數據交互的模式。并復用了一些現有的標準，如WS系列標準等。
ONVIF規(guī)范中設備管理和控制部分所定義的接口均以Web Services的形式提供。ONVIF規(guī)范涵蓋了完全的XML及WSDL的定義。每一個支持ONVIF規(guī)范的終端設備均須提供與功能相應的Web Service。服務端與客戶端的數據交互采用SOAP協(xié)議。
其所涵蓋的內容包含本地及遠程設備在線探測（local and remote device discovery）、設備管理（device management）、圖像管理（imaging configuration）、媒體組態(tài)（media configuration）、實時媒體流（real-time streaming of audio and video）、事件管理（event handling）、影像分析（video analytics）、PTZ（Pan、Tilt、Zoom）控制與安全管理等。
ONVIF中的其他部分比如音視頻流則通過RTP/RTSP進行 。

2、OVNIF的實現機制

2.1  Web Service簡介

Web Service是基于網絡的、分布式的模塊化組件，執(zhí)行特定的任務。Web Service 主要利用 HTTP 和 SOAP 協(xié)議使數據在 Web 上傳輸。Web 用戶能夠使用 SOAP 和 HTTP通過 Web 調用的方法來調用遠程對象。

圖1  Web Service based development principles
客戶端根據 WSDL 描述文檔，會生成一個 SOAP 請求消息，該請求會被嵌入在一個HTTP POST請求中，發(fā)送到 Web Services 所在的Web 服務器。Web Services 請求處理器解析收到的 SOAP 請求，調用相應的 Web Services。然后再生成相應的 SOAP 應答。Web 服務器得到 SOAP 應答后，會再通過 HTTP應答的方式把信息送回到客戶端。

2.2  WSDL

WSDL是Web services 描述語言（Web Service Description Language）的縮寫。是一個用來描述Web服務和說明如何與Web服務通信的XML語言，為用戶提供詳細的接口說明書。
SOAP是Simple Object Access Protocol的縮寫。是基于XML的一種協(xié)議。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，可把此 XML 文檔標識為一條 SOAP 消息
• 可選的 Header 元素，包含頭部信息
• 必需的 Body 元素，包含所有的調用和響應信息
• 可選的 Fault 元素，提供有關在處理此消息所發(fā)生錯誤的信息

在向Web Service發(fā)送的SOAP請求中，Body元素中的字段需與WSDL中數據類型的相符合。在構建SOAP的過程中，必須從WSDL文件中獲取并映射這一種對應關系。然而這樣一個對應過程將是充滿了重復性和機械性的，為了避免不必要的人工差錯以及節(jié)約開發(fā)時間，一個名為gSOAP的編譯工具應運而生。
gSOAP利用編譯器技術提供了一組透明化的SOAP API，并將與開發(fā)無關的SOAP實現細節(jié)相關的內容對用戶隱藏起來。通過將WSDL文件解析序列化為C/C++文件，最小化了Web Service的開發(fā)過程。

2.3  Web Service與視頻監(jiān)控

ONVIF規(guī)范向視頻監(jiān)控引入了Web Service的概念。設備的實際功能均被抽象為了Web Service的服務，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的控制單元以客戶端的身份出現，通過Web請求的形式完成控制操作。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用Web Service技術帶來的優(yōu)點：

• 設備的無關性，任何一個設備接入系統(tǒng)，不會對其他系統(tǒng)造成影響。
• 設備的獨立性，每一個設備只負責對接收到的請求做出反饋，甚至不需要知曉控制端的存在。
• 管理的集中性，所有的控制由客戶端來發(fā)起。

采用ONVIF規(guī)范的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點：

• 抽象了功能的接口。統(tǒng)一了對設備的配置以及操作的方式。
• 控制端關心的不是設備的型號，而是設備所提供的Web Service
• 規(guī)范了視頻系統(tǒng)中Web Service范圍之外的行為。
• ONVIF提供了各個模塊的WSDL，擁有效率非常高的開發(fā)方式。

2.4  場景比較分析：

下圖為傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個局域網應用場景
1. PU設備上線后，向CMU注冊，建立連接。
2. CMU與PU進行信令交互，請求能力集，獲取配置
3. CU上線，向CMU注冊，建立連接。
4. CMU與CU進行信令交互，傳輸設備列表
5. CU向PU請求碼流

圖2  傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個局域網應用場景
下圖為應用ONVIF規(guī)范的對應場景：
1. PU設備上線后，向CMU發(fā)送HELLO消息。
2. CMU需要搜尋設備時，向PU發(fā)送PROBE消息。
3. CMU與PU進行信令交互，請求能力集，獲取配置
4. CU上線，向CMU注冊，建立連接。
5. CMU與CU進行信令交互，傳輸設備列表
6.在CMU的協(xié)調下， CU同PU建立連接傳輸碼流

圖3  應用ONVIF規(guī)范的對應場景
比較結果：
PU與CMU的交互方式發(fā)生了改變。
CMU不再與PU保持長連接。
遵循ONVIF規(guī)范，信令以及消息內容有了統(tǒng)一的標準

3、結論

基于OVNIF規(guī)范的視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
協(xié)同性：不同廠商所提供的產品，均可以通過一個統(tǒng)一的“語言”來進行交流。方便了系統(tǒng)的集成。
靈活性：終端用戶和集成用戶不需要被某些設備的固有解決方案所束縛。大大降低了開發(fā)成本。
由于采用WSDL+XML模式，使ONVIF規(guī)范的后續(xù)擴展不會遇到太多的麻煩。XML極強的擴展性與SOAP協(xié)議開發(fā)的便捷性將吸引到更多的人來關注和使用ONVIF規(guī)范。
在安防、監(jiān)控系統(tǒng)急速發(fā)展的今天，效率和質量的領先所帶來的價值不言而喻。ONVIF協(xié)議提供了這樣的潛質。

參考文獻：

[1]Open Network Video Interface Forum Core Specification Version 1.01,July,2009
[2]OVNIF Core Specification Version 2.0 Release Notes ,Nov,2010
[3]ONVIF website, http://www.onvif.org/
 
 

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