摘要：基于OVNIF規(guī)范的視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)，對(duì)OVNIF規(guī)范的組成、開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了研究，與傳統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的比較分析，討論了功能實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵部分設(shè)計(jì)。
主題詞： 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，OVNIF規(guī)范，開發(fā)
 
隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，安防監(jiān)控系統(tǒng)也不斷向數(shù)字化發(fā)展和結(jié)合。在監(jiān)控系統(tǒng)不斷向數(shù)字化演變的過程中，各個(gè)廠家的數(shù)字化監(jiān)控產(chǎn)品，并不像傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備傳輸?shù)男盘?hào)，擁有共同的標(biāo)準(zhǔn)（如：NTSC/PAL）。由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不同產(chǎn)品之間難以兼容，造成客戶在使用上的困難。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)的商機(jī)，要求建立兼容性強(qiáng)的開放式標(biāo)準(zhǔn)。廠商們逐漸意識(shí)到：要想拓展IP視頻監(jiān)控市場(chǎng)，使其成熟發(fā)展，就必須推出網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
2008年5月，由安訊士(AXIS)聯(lián)合博世(BOSCH)及索尼(SONY)公司三方宣布將攜手共同成立一個(gè)國際開放型網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)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(biāo)準(zhǔn)。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(wǎng)絡(luò)視頻的模型、接口、數(shù)據(jù)類型以及數(shù)據(jù)交互的模式。并復(fù)用了一些現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，如WS系列標(biāo)準(zhǔn)等。
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。ONVIF規(guī)范涵蓋了完全的XML及WSDL的定義。每一個(gè)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。服務(wù)端與客戶端的數(shù)據(jù)交互采用SOAP協(xié)議。
其所涵蓋的內(nèi)容包含本地及遠(yuǎn)程設(shè)備在線探測(cè)（local and remote device discovery）、設(shè)備管理（device management）、圖像管理（imaging configuration）、媒體組態(tài)（media configuration）、實(shí)時(shí)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(jìn)行 。

2、OVNIF的實(shí)現(xiàn)機(jī)制

2.1  Web Service簡(jiǎn)介

Web Service是基于網(wǎng)絡(luò)的、分布式的模塊化組件，執(zhí)行特定的任務(wù)。Web Service 主要利用 HTTP 和 SOAP 協(xié)議使數(shù)據(jù)在 Web 上傳輸。Web 用戶能夠使用 SOAP 和 HTTP通過 Web 調(diào)用的方法來調(diào)用遠(yuǎn)程對(duì)象。

圖1  Web Service based development principles
客戶端根據(jù) WSDL 描述文檔，會(huì)生成一個(gè) SOAP 請(qǐng)求消息，該請(qǐng)求會(huì)被嵌入在一個(gè)HTTP POST請(qǐng)求中，發(fā)送到 Web Services 所在的Web 服務(wù)器。Web Services 請(qǐng)求處理器解析收到的 SOAP 請(qǐng)求，調(diào)用相應(yīng)的 Web Services。然后再生成相應(yīng)的 SOAP 應(yīng)答。Web 服務(wù)器得到 SOAP 應(yīng)答后，會(huì)再通過 HTTP應(yīng)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(gè)用來描述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。
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(gè)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(biāo)識(shí)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(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(cuò)誤的信息

在向Web Service發(fā)送的SOAP請(qǐng)求中，Body元素中的字段需與WSDL中數(shù)據(jù)類型的相符合。在構(gòu)建SOAP的過程中，必須從WSDL文件中獲取并映射這一種對(duì)應(yīng)關(guān)系。然而這樣一個(gè)對(duì)應(yīng)過程將是充滿了重復(fù)性和機(jī)械性的，為了避免不必要的人工差錯(cuò)以及節(jié)約開發(fā)時(shí)間，一個(gè)名為gSOAP的編譯工具應(yīng)運(yùn)而生。
gSOAP利用編譯器技術(shù)提供了一組透明化的SOAP API，并將與開發(fā)無關(guān)的SOAP實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)相關(guān)的內(nèi)容對(duì)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(shè)備的實(shí)際功能均被抽象為了Web Service的服務(wù)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的控制單元以客戶端的身份出現(xiàn)，通過Web請(qǐng)求的形式完成控制操作。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用Web Service技術(shù)帶來的優(yōu)點(diǎn)：

• 設(shè)備的無關(guān)性，任何一個(gè)設(shè)備接入系統(tǒng)，不會(huì)對(duì)其他系統(tǒng)造成影響。
• 設(shè)備的獨(dú)立性，每一個(gè)設(shè)備只負(fù)責(zé)對(duì)接收到的請(qǐng)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(diǎn)：

• 抽象了功能的接口。統(tǒng)一了對(duì)設(shè)備的配置以及操作的方式。
• 控制端關(guān)心的不是設(shè)備的型號(hào)，而是設(shè)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(gè)模塊的WSDL，擁有效率非常高的開發(fā)方式。

2.4  場(chǎng)景比較分析：

下圖為傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)局域網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景
1. PU設(shè)備上線后，向CMU注冊(cè)，建立連接。
2. CMU與PU進(jìn)行信令交互，請(qǐng)求能力集，獲取配置
3. CU上線，向CMU注冊(cè)，建立連接。
4. CMU與CU進(jìn)行信令交互，傳輸設(shè)備列表
5. CU向PU請(qǐng)求碼流

圖2  傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)局域網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景
下圖為應(yīng)用ONVIF規(guī)范的對(duì)應(yīng)場(chǎng)景：
1. PU設(shè)備上線后，向CMU發(fā)送HELLO消息。
2. CMU需要搜尋設(shè)備時(shí)，向PU發(fā)送PROBE消息。
3. CMU與PU進(jìn)行信令交互，請(qǐng)求能力集，獲取配置
4. CU上線，向CMU注冊(cè)，建立連接。
5. CMU與CU進(jìn)行信令交互，傳輸設(shè)備列表
6.在CMU的協(xié)調(diào)下， CU同PU建立連接傳輸碼流

圖3  應(yīng)用ONVIF規(guī)范的對(duì)應(yīng)場(chǎng)景
比較結(jié)果：
PU與CMU的交互方式發(fā)生了改變。
CMU不再與PU保持長(zhǎng)連接。
遵循ONVIF規(guī)范，信令以及消息內(nèi)容有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)

3、結(jié)論

基于OVNIF規(guī)范的視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
協(xié)同性：不同廠商所提供的產(chǎn)品，均可以通過一個(gè)統(tǒng)一的“語言”來進(jìn)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(shè)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(kuò)展不會(huì)遇到太多的麻煩。XML極強(qiáng)的擴(kuò)展性與SOAP協(xié)議開發(fā)的便捷性將吸引到更多的人來關(guān)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(zhì)量的領(lǐng)先所帶來的價(jià)值不言而喻。ONVIF協(xié)議提供了這樣的潛質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[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/
 
 

---

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自：http://www.jinnzone.com/zhinengkexuejishulw/15844.html