Qt编写安防视频监控系统40-onvif线程处理

一、前言

整个onvif模块大部分的功能都有了以后，除了在demo上点点按钮可以执行获取结果显示外，最终还是要应用到视频监控中，在按钮上点点和系统中后台自动运行是两码事，比如onvif校时和事件订阅，不会说是傻到在监控系统界面上提供按钮给用户点击才去执行，最多做的应该是系统设置中提供两个开关比如自动校时、事件订阅，可以方便的开启这几个功能。开启以后等监控系统启动后自动去处理，比如挨个对摄像机进行校时处理以及订阅事件，为了能够做到添加摄像机后自动立即应用，特意改成了在打开摄像机视频画面的时候，主动去实例化DeviceOnvif类（每个摄像机都对应一个实例）

最开始的做法是采用定时器去处理要指定的指令队列，后面发现速度不好控制，毕竟网络请求受网速和网络环境的影响，有时候100毫秒就执行完成了，有时候又需要300毫秒不等，尽管网络请求的时候已经设置了超时时间（这个时间一般设置成2-3秒，保证请求有足够的时候返回），这个时间有点大，如果按照这个网络请求超时时间来设定定时器，设备数量很多的时候太慢了，监控系统一般几十个设备是有的，这蜗牛一样的速度要处理到何年马月，而且每个摄像机有多个指令需要处理比如自动校时、事件订阅等。

那有没有一种机制可以尽最快的速度排队处理呢，答案是当然，这不就是线程擅长干的事情吗，使劲的干，休息多久自由msleep控制即可，网络环境好的情况下，20个设备的指令基本上在1s内完成的，这就能够满足用户的需求，毕竟用户打开软件后，大概率不想等待太长时间，就像能够看到所有摄像机时间自动校准好了，搞个摄像机报警也能立即通过onvif协议上报，该处理的都尽快处理完了。

QNetworkAccessManager类如果一开始不是在线程中new出来的，会提示不能在其他线程执行，这就需要在线程的run函数中调用QMetaObject::invokeMethod来执行对应的处理，一个万能的处理方法就是将需要执行的全部放在work函数中，搞个iswork标志位，进入该开始的时候将标志位iswork=true，处理结束后iswork=false，在run中先判断标志位是否为假，为假表示当前不在工作，则去调用work函数处理。这就规避了在线程中执行其他线程类对象函数的错误提示。

基本的处理思路

• 查询出所有的摄像机信息。
• 过滤摄像机信息，找出所有具备onvif地址的，只有具备onvif地址的才是需要去处理的。
• 从deviceonvif链表中找到当前onvif地址的设备类对象，该方法同时肩带new出实例在没有找到对应实例的情况下。
• 将对应的处理转成命令指令队列，带有onvif地址标识，交给onvifthread线程类专门处理。
• 所有的方法在该实例中都有对应方法进行处理，对该实例调用对应的方法比如校时、事件订阅、抓图等。
• 处理完成后将对应的结果信号发出去，对应三个参数分别表示onvif地址、指令、结果数据（QVariant类型）。

onvif主要的功能

1. 搜索设备，获取设备的信息比如厂家、型号等。
2. 获取设备的多个配置文件信息profile。
3. 获取对应配置文件的视频流地址rtsp，以及分辨率等参数。
4. 云台控制，上下左右移动，焦距放大缩小，相对和绝对移动。
5. 获取预置位信息，触发预置位。
6. 订阅事件，接收设备的各种消息尤其是报警事件比如IO口的报警。
7. 抓图，获取设备当前的图片。
8. 获取、创建、删除用户信息。
9. 获取和设备网络配置信息比如IP地址等。
10. 获取和设置NTP时间同步。
11. 获取和设置设备时间。
12. 重启设备。

onvif的处理流程

1. 绑定组播IP（239.255.255.250）和端口（3702），发送固定的xml格式的数据搜索设备。
2. 接收到的xml格式的数据解析，得到设备的Onvif地址。
3. 对Onvif地址发送对应的数据，收到数据取出对应的节点数据。
4. 请求Onvif地址获取Media地址和Ptz地址，Media地址用来获取详细的配置文件，Ptz地址用来云台控制。
5. ptz控制是对Ptz地址发送对应的数据即可。
6. 设置了用户认证的需要组织用户token信息一块发送，每次都需要作鉴权处理。
7. 接收到的数据不是标准的xml数据，没法按照正常的节点解析来处理，只能用QXmlQuery来做。
8. 每个厂家设备返回的数据未必完全一致，基本上都不一致，需要进行模糊查找节点值。
9. 特意采用底层协议解析，因为soap太臃肿函数名称太另类，特意做的轻量级的。
10. 两个必备工具，Onvif Device Manager 和 Onvif Device Test Tool。

二、功能特点

（一）软件模块

1. 视频监控模块，各种停靠小窗体子模块，包括设备列表、图文警情、窗口信息、云台控制、预置位、巡航设置、设备控制、悬浮地图、网页浏览等。
2. 视频回放模块，包括本地回放、远程回放、设备播放、图片回放、视频上传等。
3. 电子地图模块，包括图片地图、在线地图、离线地图、路径规划等。
4. 日志查询模块，包括本地日志、设备日志等。
5. 系统设置模块，包括系统设置（基本设置、视频参数、数据库设置、地图配置、串口配置等）、录像机管理、摄像机管理、轮询配置、用户管理等。

（二）基础功能

1. 支持各种视频流（rtsp、rtmp、http等）、视频文件（mp4、rmvb、avi等）、本地USB摄像机播放。
2. 支持多画面切换，包括1、4、6、8、9、13、16、25、36、64画面切换。
3. 支持全屏切换，多种切换方式包括鼠标右键菜单、工具栏按钮、快捷键（alt+enter全屏，esc退出全屏）。
4. 支持视频轮询，包括1、4、9、16画面轮询，可设置轮询分组（轮询预案）、轮询间隔、码流类型等。
5. 支持onvif协议，包括设备搜索、云台控制、设备控制（图片参数、校对时间、系统重启，抓拍图片等）。
6. 支持权限管理，不同的用户可以对应不同的模块权限，比如删除日志、关闭系统等。
7. 数据库支持多种，包括sqlite、mysql、sqlserver、postgresql、oracle、人大金仓等。
8. 本地USB摄像机支持设置分辨率、帧率等参数。
9. 所有停靠模块都自动生成对应的菜单用来控制显示和隐藏，在标题栏右键可以弹出。
10. 支持显示所有模块、隐藏所有模块、复位普通布局、复位全屏布局。
11. 双击设备弹出实时预览视频，支持图片地图、在线地图、离线地图等。
12. 摄像机节点拖曳到对应窗体播放视频，同时支持拖曳本地文件直接播放。
13. 删除视频支持鼠标右键删除、悬浮条关闭删除、拖曳到视频监控面板外删除等多种方式。
14. 图片地图上设备按钮可自由拖动，自动保存位置信息。百度地图上可以鼠标单击获取经纬度信息，用来更新设备位置。
15. 视频监控面板窗体中任意通道支持拖曳交换，瞬间响应。
16. 封装了百度地图，视图切换，运动轨迹，设备点位，鼠标按下获取经纬度等。
17. 双击节点、拖曳节点、拖曳窗体交换位置等操作，均自动更新保存最后的播放地址，下次软件打开自动应用。
18. 右下角音量条控件，失去焦点自动隐藏，音量条带静音图标。
19. 支持视频截图，可指定单个或者对所有通道截图，底部小工具栏也有截图按钮。
20. 支持超时自动隐藏鼠标指针、自动全屏机制。
21. 支持onvif云台控制，可上下左右移动云台摄像机，包括复位和焦距调整等。
22. 支持任意onvif摄像机，包括但不限于海康、大华、宇视、天地伟业、华为等。
23. 可保存视频，可选定时存储或者单文件存储，可选存储间隔时间。
24. 可设置视频流通信方式tcp+udp，可设置视频解码是速度优先、质量优先、均衡等。
25. 可设置软件中文名称、英文名称、LOGO图标等。
26. 存储的视频文件支持导出到指定目录，支持批量上传到服务器。

（三）特色功能

1. 主界面采用停靠窗体模式，各种组件以小模块的形式加入，可自定义任意模块加入。
2. 停靠模块可拖动任意位置嵌入和悬浮，支持最大化全屏，支持多屏幕。
3. 双重布局文件存储机制，正常模式、全屏模式都对应不同的布局方案，自动切换和保存，比如全屏模式可以突出几个模块透明显示在指定位置，更具科幻感现代化。
4. 原创onvif协议机制，采用底层协议解析（udp广播搜索+http请求执行命令）更轻量易懂易学习拓展，不依赖任何第三方组件比如gsoap。
5. 原创数据导入导出机制，跨平台不依赖任何组件，瞬间导出数据。
6. 内置多个原创组件，宇宙超值超级牛逼，包括数据导入导出组件（导出到xls、pdf、打印）、数据库组件（数据库管理线程、自动清理数据线程、万能分页、数据请求等）、地图组件、视频监控组件、文件多线程收发组件、onvif通信组件、通用浏览器内核组件等。
7. 自定义信息框+错误框+询问框+右下角提示框（包含多种格式）等。
8. 精美换肤，高达17套皮肤样式随意更换，所有样式全部统一，包括菜单等。
9. 视频控件悬浮条可以自行增加多个按钮，监控界面底部小工具栏也可自行增加按钮。
10. 双击摄像机节点自动播放视频，双击节点自动依次添加视频，会自动跳到下一个，双击父节点自动添加该节点下的所有视频。可选主码流、子码流。
11. 录像机管理、摄像机管理，可添加删除修改导入导出打印信息，立即应用新的设备信息生成树状列表，不需重启。
12. 可选多种内核自由切换，ffmpeg、vlc、mpv等，均可在pro中设置。推荐用ffmpeg，跨平台最多，默认提供好了linux和mac平台上编译好的库。
13. 支持硬解码，可设置硬解码类型（qsv、dxva2、d3d11va等）。
14. 默认采用opengl绘制视频，超低的CPU资源占用，支持yuyv和nv12两种格式绘制，很牛逼。
15. 高度可定制化，用户可以很方便的在此基础上衍生自己的功能，比如增加自定义模块，增加运行模式、机器人监控、无人机监控、挖掘机监控等。
16. 支持xp、win7、win10、linux、mac、各种国产系统（UOS、中标麒麟、银河麒麟等）、嵌入式linux等系统。
17. 注释完整，项目结构清晰，超级详细完整的使用开发手册，精确到每个代码文件的功能说明，不断持续迭代版本。

三、体验地址

1. 体验地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码：01jf 文件名：bin_video_system.zip。
2. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
3. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
4. 个人主页：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
5. 知乎主页：https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
6. 在线文档：https://feiyangqingyun.gitee.io/qwidgetdemo/video_system.html

四、效果图

五、核心代码

#include "onvifthread.h"

QScopedPointer<OnvifThread> OnvifThread::self;
OnvifThread *OnvifThread::Instance()
{
    if (self.isNull()) {
        static QMutex mutex;
        QMutexLocker locker(&mutex);
        if (self.isNull()) {
            self.reset(new OnvifThread);
        }
    }

    return self.data();
}

OnvifThread::OnvifThread(QObject *parent) : QThread(parent)
{
    stopped = false;
    working = false;
}

OnvifThread::~OnvifThread()
{
    this->stop();
    this->wait();
}

void OnvifThread::run()
{
    while (!stopped) {
        //先判断是否在工作
        if (!working) {
            //异步执行
            QMetaObject::invokeMethod(this, "work");
        }

        //可以自行调整休息的时间
        msleep(100);
    }

    stopped = false;
    working = false;
}

void OnvifThread::stop()
{
    stopped = true;
}

void OnvifThread::work()
{
    //设置正在工作标志位
    working = true;

    if (devices.count() > 0) {
        mutex.lock();
        OnvifDevice *device = devices.takeFirst();
        QString cmd = cmds.takeFirst();
        QVariant data = datas.takeFirst();
        mutex.unlock();

        QList<QVariant> list = data.toList();
        QString url = device->getOnvifAddr();
        QString ip = OnvifHelper::getIP(url);
        if (cmd == "remove") {
            bool ok = OnvifHelper::onvifDevices.removeOne(device);
            device->deleteLater();
            qDebug() << TIMEMS << "执行移除对象" << ip << ok;
        } else if (cmd == "systemReboot") {
            QString result = device->systemReboot();
            qDebug() << TIMEMS << "远程重启设备" << ip << result;
        } else if (cmd == "setDateTime") {
            //两种方式都设置下 一种是直接设置日期时间字符串 一种是触发NTP同步
            bool ok = device->setDateTime(QDateTime::currentDateTime().toUTC());
            //bool ok = device->setDateTime(QDateTime::currentDateTime().toUTC(), true);
            qDebug() << TIMEMS << "设置设备时间" << ip << ok;
        } else if (cmd == "getEvent") {
            QString result = device->getEvent();
            qDebug() << TIMEMS << "订阅报警事件" << ip << result;
        } else if (cmd == "getProfile") {
            QString result = device->getProfile();
            qDebug() << TIMEMS << "获取配置文件" << ip << result;
        } else if (cmd == "snapImage") {
            QImage image = device->snapImage(device->getProfile());
            emit receiveImage(url, image);
            qDebug() << TIMEMS << "手动抓拍图片" << ip << (!image.isNull());
        } else if (cmd == "getVideoSource") {
            QString result = device->getVideoSource();
            emit receiveResult(url, cmd, result);
            qDebug() << TIMEMS << "获取视频参数" << ip << result;
        } else if (cmd == "getImageSetting") {
            int brightness, colorSaturation, contrast;
            QString result = device->getImageSetting(brightness, colorSaturation, contrast);
            QVariant data = (QList<QVariant>() << brightness << colorSaturation << contrast);
            emit receiveResult(url, cmd, data);
            qDebug() << TIMEMS << "获取图片参数" << ip << result;
        } else if (cmd == "setImageSetting") {
            int brightness = list.at(0).toInt();
            int colorSaturation = list.at(1).toInt();
            int contrast = list.at(2).toInt();
            bool ok = device->setImageSetting(brightness, colorSaturation, contrast);
            qDebug() << TIMEMS << "设置图片参数" << ip << ok;
        }
    }

    working = false;
}

void OnvifThread::append(const OnvifDeviceUser &deviceUser, const QString &cmd, const QVariant &data)
{
    mutex.lock();

    //先解绑以及重新绑定事件
    OnvifDevice *device = OnvifHelper::getOnvifDevice(deviceUser);
    disconnect(device, SIGNAL(receiveEvent(QString, OnvifEventInfo)), this, SIGNAL(receiveEvent(QString, OnvifEventInfo)));
    connect(device, SIGNAL(receiveEvent(QString, OnvifEventInfo)), this, SIGNAL(receiveEvent(QString, OnvifEventInfo)));

    //添加到队列等待处理
    devices << device;
    cmds << cmd;
    datas << data;

    mutex.unlock();
}