onvif协议介绍

1. onvif是啥？

摄像头在我们的日常生活中可以说时随处可见。而在当下的时代，大多数摄像头都已经网络化，早期的网络摄像机硬件提供商都采用私有协议进行通讯。但随着时代的发展，摄像头的应用场景越来越多，各个摄像头的厂商也是百花齐放。私有协议终究会被淘汰。
为了解决这一困境，安讯士联合博世及索尼公司，共同制定了onvif（Open Network Video Interface Forum，开放型网络视频接口论坛）协议。

2. onvif可以做什么？

onvif协议涵盖了设备发现、设备配置、事件、PTZ控制、视频分析和实时流媒体直播功能，以及搜索，回放和录像录音管理功能。

3. onvif开发技术框架

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。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。ONVIF中的其他部分比如音视频流则通过RTP/RTSP进行。
总结onvif协议的开发公式：ONVIF = 服务端 + 客户端 =（Web Services + RTSP）+ 客户端 = （（WSDL + SOAP） + RTSP） + 客户端
所以我们先来看看onvif开发中涉及到的一些技术框架

Web Services

Web Services是一种跨编程语言和跨操作系统平台的远程调用技术 ，可采用Http、SMTP等协议来在客户端和服务端之间传输数据。其中XML被用做数据描述的语法，SOAP用于消息传递，WSDL用来描述服务。
onvif是建立在Web Services标准上的，定义在onvif标准里的所有配置服务都表示为Web Services操作，并在WSDL中定义，使用HTTP作为通信机制。

WSDL

WSDL（Web Service Description Language），Web services 描述语言。用于描述Web服务和说明如何与Web服务通信的XML语言，为用户提供详细的接口说明书。
WSDL 文档是利用这些主要的元素来描述某个 web service 的：
： web service 执行的操作，可以把 元素比作传统编程语言中的一个函数库（或一个模块、或一个类）。
： web service 使用的消息，通信消息的数据结构的抽象类型化定义。使用Types所定义的类型来定义整个消息的数据结构。message 用来定义每个soap服务的入参和出参，包括参数名，参数类型信息。(有点类似函数签名)。
： web service 使用的数据类型定义，为了最大程度的平台中立性，WSDL 使用 XML Schema 语法来定义数据类型。
： web service 使用的通信协议。

wsdl实例：

对比传统的编程，glossaryTerms 是一个函数库，而 "getTerm" 是带有输入参数 "getTermRequest" 和返回参数 getTermResponse 的一个函数。

上文提到的onvif的各个功能模块的接口都有相对应的WSDL文档进行描述，可以在ONVIF官网「Network Interface Specifications」中查阅：https://www.onvif.org/profiles/specifications/

SOAP

SOAP（Simple Object Access Protoco） 是一种基于 XML 的应用层协议，允许应用程序通过 HTTP、SMPT 来交换信息。
一条 SOAP 消息就是一个普通的 XML 文档，包含下列元素：

• 必需的 Envelope 元素， Envelope 元素是 SOAP 消息的根元素，它可把 XML 文档定义为 SOAP 消息。
• 可选的 Header 元素，包含头部信息，Header 元素可包含有关 SOAP 消息的应用程序专用信息（比如认证、支付等）。
• 必需的 Body 元素， Body 元素可包含打算传送到消息最终端点的实际 SOAP 消息，包含所有的调用和响应信息。
• 可选的 Fault 元素，提供有关在处理此消息所发生错误的信息。

SOAP 方法指的是遵守 SOAP 编码规则的 HTTP 请求/响应。
HTTP + XML = SOAP
SOAP 请求可能是 HTTP POST 或 HTTP GET 请求。
HTTP POST 请求规定至少两个 HTTP 头：Content-Type 和 Content-Length。

POST /item HTTP/1.1
Content-Type: application/soap+xml; charset=utf-8
Content-Length: 250

使用WSDL+XML的模式使得onvif协议具有良好的扩展性。

4. onvif协议规范

image.png

onvif定制了一系列的协议规范profiles，profiles协议协议要求客户端和设备彼此必须支持一组功能：

• Profile A：用于门禁控制配置，适用于电子门禁系统中使用的产品。
• Profile C：用于门控和事件管理，适用于电子门禁系统中使用的产品。
• Profile D – 候选版：用于访问控制周边设备，适用于周边设备的输入界面，例如令牌读取器（用于读取卡，钥匙，移动电话或条形码），生物识别读取器（用于指纹识别），相机（用于虹膜，面部或车牌识别），按键，传感器（用于识别锁状态，门状态，温度或动作）和部分输出设备（例如锁，显示器和LED)。
• Profile G：用于存储和检索，专为基于IP的视频系统而设计，支持元数据的分析配置和信息查询，以及元数据的过滤和流式传输。
• Profile Q： 用于快速安装，基于IP的视频系统，其目的是在网络上提供Profile Q一致产品（例如，网络摄像机，网络交换机，网络监视器）的快速发现和基本配置。
• Profile S：用于基本视频流，专为基于IP的视频系统而设计。
• Profile T：适用于高级视频流，专为基于IP的视频系统而设计。
  详情可见：https://www.onvif.org/ch/profiles/

5. onvif通讯原理

服务供应者（设备）负责提供Web Services（如各种onvif功能服务），这些服务通过WSDL进行描述，然后，服务请求（客户端）将WSDL文档将作为服务实现的基础。WSDL编译工具能通过WSDL文件生成与平台相关的代码，如可将WSDL文件转化为c/c++代码的gsoap。
服务端和客户端采用soap消息来进行数据通讯。对Web Services请求和应答都会以soap消息的形式进行传输。soap消息独立于任何的操作系统或协议，而且可以使用各种不同的网络传输协议进行传送（也就是说onvif协议是应用层协议）。onvif定义了一致的soap消息传输协议，用于描述Web Services。

基于Web Services的开发原理.png

上图对onvif基于Web Services开发的基本原理进行了一个概括。

6. 一般的onvif协议开发流程

1. 获取所需要的wsdl；
2. WSDL编译工具能通过WSDL文件生成与平台相关的代码；
3. 封装实现客户端业务逻辑；