Onvif开发之基础介绍篇

什么是Onvif协议,谁开启了Onvif时代?

ONVIF：原意为 开放型网络视频接口论坛，即 Open Network Video Interface Forum ，是安讯士、博世、索尼等三家公司在2008年共同成立的一个国际性 开放型 网络视频产品 标准网络接口 的开发论坛，后来由这个技术开发论坛共同制定的开放性行业标准，就用该论坛的大写字母命名，即ONVIF 网络视频标准规范，习惯简称为：ONVIF协议。ONVIF网络视频协议的出现，解决了不同厂商之间开发的各类设备不能融合使用的难题，提供了统一的网络视频开发标准，即最终能够通过ONVIF这个标准化的平台实现不同产品之间的集成。在安防监控行业，ONVIF协议将会在较长时间内成为网络视频领域的首选

ONVIF规范作用
       ONVIF规范描述了网络视频的模型、接口、数据类型以及数据交互的模式。并复用了一些现有的标准，如WS系列标准等。ONVIF规范的目标是实现一个网络视频框架协议，使不同厂商所生产的网络视频产品（包括摄录前端、录像设备等）完全互通。
ONVIF规范的实现
     ONVIF规范中设备管理和控制部分所定义的接口均以Web Services的形式提供。ONVIF规范涵盖了完全的XML WSDL的定义。每一个支持ONVIF规范的终端设备均须提供与功能相应的Web Service。服务端与客户端的数据交互采用SOAP议。ONVIF中的其他部分比如音视频流则通过RTP/RTSP进行 。 
ONVIF规范的优势
    协同性：不同厂商所提供的产品，均可以通过一个统一的“语言”来进行交流。方便了系统的集成。
    灵活性：终端用户和集成用户不需要被某些设备的固有解决方案所束缚。大大降低了开发成本。
    质量保证：不断扩展的规范将由市场来导向，遵循规范的同时也满足主流的用户需求。
ONVIF的将来
     由于采用WSDL+XML模式，使ONVIF规范的后续扩展不会遇到太多的麻烦。XML极强的扩展性与SOAP协议开发   的便捷性将吸引到更多的人来关注和使用ONVIF规范。ONVIF的组织日益壮大，与同领域的PSIA，HDCCTV相比，占据了绝对的人员优势。会员企业不乏国内外著名的设备制造商与集成商。一套规范、协议的生命周期，与市场占有率是息息相关的。而ONVIF规范的发展则正是由市场来导向，由用户来充实的。每一个成员企业都拥有加强、扩充ONVIF规范的权利。ONVIF规范所涵盖的领域将不断增大。目前门禁系统的相关内容也即将被纳入ONVIF规范之中。
在安防、监控系统急速发展的今天，效率和质量的领先所带来的价值不言而喻。ONVIF协议提供了这样的潜质。

ONVIF几个基本模块
设备发现、设备管理、设备输入输出服务、图像配置、媒体配置、实时流媒体、接收端配置、显示服务、事件处理、PTZ控制、其他。
基于ONVIF规范项目的开发基本流程
                                
ONVIF规范的实现机制
Web Service是基于网络的、分布式的模块化组件，执行特定的任务。Web Service 主要利用 HTTP 和 SOAP 协议使数据在 Web 上传输。Web 用户能够使用 SOAP 和 HTTP通过 Web 调用的方法来调用远程对象。

Web Service简介
客户端根据 WSDL 描述文档，会生成一个 SOAP 请求消息，该请求会被嵌入在一个HTTP POST请求中，发送到 Web Services 所在的Web 服务器。Web Services 请求处理器解析收到的 SOAP 请求，调用相应的 Web Services。然后再生成相应的 SOAP 应答。Web 服务器得到 SOAP 应答后，会再通过 HTTP应答的方式把信息送回到客户端。

构建SOAP消息
SOAP是Simple Object Access Protocol的缩写。是基于XML的一种协议。一条 SOAP 消息就是一个普通的 XML 文档，包含下列元素：
1  必需的 Envelope 元素，可把此 XML 文档标识为一条 SOAP 消息
2  可选的 Header 元素，包含头部信息
3  必需的 Body 元素，包含所有的调用和响应信息
4  可选的 Fault 元素，提供有关在处理此消息所发生错误的信息
在向Web Service发送的SOAP请求中，Body元素中的字段需与WSDL中数据类型的相符合。在构建SOAP的过程中，必须从WSDL文件中获取并映射这一种对应关系。然而这样一个对应过程将是充满了重复性和机械性的，为了避免不必要的人工差错以及节约开发时间，一个名为gSOAP的编译工具应运而生。gSOAP利用编译器技术提供了一组透明化的SOAP API，并将与开发无关的SOAP实现细节相关的内容对用户隐藏起来。通过将WSDL文件解析序列化为C/C++文件，最小化了Web Service的开发过程。

Web Service与视频监控
ONVIF规范向视频监控引入了Web Service的概念。设备的实际功能均被抽象为了Web Service的服务，视频监控系统的控制单元以客户端的身份出现，通过Web请求的形式完成控制操作。

                         
ONVIF的应用
下面左边图为传统视频监控系统的一个局域网应用场景
1. PU设备上线后，向CMU注册，建立连接。2. CMU与PU进行信令交互，请求能力集，获取配置
3. CU上线，向CMU注册，建立连接。4. CMU与CU进行信令交互，传输设备列表5. CU向PU请求码流

1. PU设备上线后，向CMU发送HELLO消息。2. CMU需要搜寻设备时，向PU发送PROBE消息。
3. CMU与PU进行信令交互，请求能力集，获取配置4. CU上线，向CMU注册，建立连接。
5. CMU与CU进行信令交互，传输设备列表6. 在CMU的协调下， CU同PU建立连接传输码流
在上述的场景中，通过ONVIF，PU与CMU的交互方式发生了改变；CMU不再与PU保持长连接。遵循ONVIF规范，信令以及消息内容有了统一的标准