國標GB28181協定使用者端開發（一）整體流程和技術選型

本系列文章將介紹國標GB28181協定裝置端的開發過程。本文旨在探討整體設計和技術選型方面的考慮，為開發人員提供指導和參考。文章將從裝置端開發的整體架構、信令互動流程以及關鍵技術選型等方面展開討論，幫助有需要的讀者瞭解和把握GB28181協定裝置端開發的要點，掌握開發GB28181協定裝置端所需的技術和知識，為實際專案的開發奠定基礎。

GB28181協定簡介

GB28181全稱是「公共安全視訊監控聯網系統資訊傳輸、交換、控制技術要求」，它定義了視訊監控裝置之間的聯網通訊協定，旨在實現視訊監控系統的互聯互通和統一管理。而近些年來，隨著視訊監控系統的快速發展，GB28181已經成為事實上的IPC網路攝像頭、NVR網路硬碟錄影機等各種監控裝置必有的標準協定。

基本架構：

GB28181協定的基本架構包括裝置端和平臺端。裝置端包括視訊監控裝置，如攝像頭、錄影機等；平臺端則是視訊監控系統的管理平臺，負責裝置管理、視訊流接收和儲存等功能。
信令互動：

GB28181協定使用基於SIP的信令互動機制（進行了擴充套件）。裝置之間通過傳送SIP信令來建立通訊對談和傳輸控制資訊。常用的SIP訊息有註冊、心跳、裝置搜尋、裝置狀態查詢、裝置控制等。
資料傳輸：

GB28181協定使用RTP來傳輸音視訊流。視訊監控裝置通過RTP協定將實時的音視訊資料封裝成封包，並通過網路傳輸到接收端。

通過以上幾點，可以看出來，GB28181是跟SIP協定有非常大的相似性，但是兩者側重領域不同，GB28181協定是在SIP協定的基礎上針對視訊監控領域進行了客製化和擴充套件，以滿足視訊監控裝置之間的聯網通訊需求。與SIP協定相比，GB28181協定更加專注於視訊監控系統的需求，並提供了特定的功能和介面。協定所包含的主要功能有以下幾點：

裝置註冊管理
裝置資訊查詢、目錄查詢、狀態查詢
實時預覽
錄影查詢、回放和下載
裝置控制（雲臺控制、布/撤防、輔助開關等）
語音廣播和語音對講
報警事件通知和分發
校時
訂閱和通知

GB28181裝置端整體架構

網路層：負責裝置的網路連線和通訊。
管理控制層：處理裝置的控制指令、管理請求、錄影儲存和檢索。
媒體層：負責音視訊編解碼和媒體檔案的解析。

GB28181裝置端的運作流程

啟動裝置：裝置端啟動後連線網路，並初始化各個模組。
建立RTP/RTCP網路：裝置端需要在啟動後，初始化RTP/RTCP網路，用於之後與平臺之間建立媒體通道，進行音視訊流的傳輸。
註冊平臺：裝置向指定的平臺傳送Register註冊請求，包括SIP裝置ID、IP地址、SIP埠等關鍵資訊。這裡面會有一個兩次註冊的流程，用於GB28181平臺進行密碼校驗，這個以後會說。
心跳保活：裝置定時向平臺傳送心跳訊息，以保持與平臺的連線。
響應平臺管理請求：裝置接收來自平臺的管理請求，如裝置目錄查詢、狀態、資訊等操作，然後根據請求做出相應的響應。
實時預覽：裝置接收來自GB28181平臺的實時預覽請求，將實時的音視訊流，組合成RTP報文，傳送給請求方。
錄影儲存、查詢與回放：裝置進行錄影儲存，將錄影資料按時間段進行分割和儲存。在GB28181平臺傳送錄影回放請求時，裝置根據請求將對應時間段的錄影資料，組合成RTP報文，傳送給請求方進行回放。
報警處理：裝置接收報警觸發訊號，並行送報警通知給GB28181平臺。在接收到報警處理請求時，裝置可以進行相關處理，如觸發報警音訊、視訊推播等。
網路連線保持：裝置端需要保持與GB28181平臺的穩定網路連線，處理網路斷開和重連等異常情況。
關閉裝置：裝置端接收到關閉指令時，或者主動斷開時，都需要對正在進行的RTP資料鏈路，傳送相應的SIP bye報文，並進行相關資源的釋放。

這其中，關鍵的幾個步驟是註冊、心跳、裝置目錄查詢、實時預覽以及網路連線維護這幾項，只有實現這幾點，才能算是一個基本的GB28181裝置端。

技術選型

選擇合適的技術對於GB28181協定裝置端的開發至關重要。以下是一些關鍵技術的選型建議：

開發語言和框架：專案開發，通常都是根據專案需求以及開發團隊的技術背景，選擇合適的開發語言和框架。根據本次專案需求，我是採用C++來實現底層程序，採用QT來做介面設計。
SIP協定庫：選擇一個穩定、成熟的SIP協定庫，用於處理信令互動。常見的選擇有PJSIP、JAIN-SIP、oSIP、eXosip等等，考慮到網上資料的成熟性，選擇eXosip來作為SIP基礎庫。當然，這裡面由於SIP信令都是類似於HTTP的文字協定，也可以考慮自己來實現。或者直接採用Node.js來做，由於我是C++實現整套工程，所以選擇了eXosip。
RTP協定庫：為了實現音視訊流的傳輸，可以選擇支援RTP/RTCP協定的底層庫有很多，例如JRTP、ortp、live555，考慮到RTP本身並不複雜，可以自己實現，這裡我採用了後者。
媒體庫：由於GB28181裝置端需要提供視訊/音訊流，涉及到視訊檔讀取、解碼、編碼等多種功能，採用ffmpeg是最合適的方案。

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