一、項(xiàng)目背景

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。其中，RTSP（Real Time Streaming Protocol）是一種常用的流媒體傳輸協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)音視頻數(shù)據(jù)的傳輸和播放。為了實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化，需要開發(fā)一個(gè)基于RTSP協(xié)議的視頻流服務(wù)器，能夠接收前端設(shè)備的視頻流，并提供RTSP協(xié)議的服務(wù)，方便客戶端進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻瀏覽、回放等操作。

在開發(fā)過程中，為了提高開發(fā)效率、減少開發(fā)難度和成本，同時(shí)具備良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，我選擇使用Qt和Live555庫來搭建RTSP服務(wù)器。Qt是一個(gè)跨平臺(tái)的C++應(yīng)用程序開發(fā)框架，具有完善的GUI界面設(shè)計(jì)工具和豐富的功能模塊，可以大大簡化開發(fā)過程；而Live555是一個(gè)跨平臺(tái)的流媒體開發(fā)庫，支持多種流媒體協(xié)議，包括RTSP、SIP、RTP等，可以幫助我們快速實(shí)現(xiàn)視頻流的傳輸和處理。

該項(xiàng)目將主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

1. 實(shí)現(xiàn)Qt+Live555環(huán)境下的RTSP服務(wù)器搭建，支持多路視頻流的傳輸和播放。
2. 基于Qt的GUI界面設(shè)計(jì)，方便用戶進(jìn)行配置和管理。
3. 實(shí)現(xiàn)視頻編碼格式的自適應(yīng)性，支持H.264、H.265等常用視頻編碼格式。
4. 實(shí)現(xiàn)視頻流的加密和解密，并支持RTSP over HTTPS安全通信協(xié)議。
5. 實(shí)現(xiàn)基本的用戶權(quán)限管理和日志記錄功能。

二、RTSP介紹

RTSP服務(wù)器是一種提供流媒體服務(wù)的服務(wù)器，它采用RTSP協(xié)議與客戶端進(jìn)行通信，支持音視頻數(shù)據(jù)的傳輸和控制。RTSP（Real-Time Streaming Protocol）實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議是一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議，通過TCP或UDP傳輸數(shù)據(jù)，用于實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。

RTSP服務(wù)器主要用于流媒體直播、點(diǎn)播、錄像等應(yīng)用場(chǎng)景，可以讓用戶通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)觀看視頻、聽取音頻等。RTSP服務(wù)器一般具有以下功能：

1. 實(shí)現(xiàn)流媒體數(shù)據(jù)的傳輸和控制，包括建立連接、傳輸媒體數(shù)據(jù)、暫停播放、快進(jìn)快退等；
2. 支持多種編解碼格式和媒體容器格式，如H.264、MPEG-4、AAC、MP3等；
3. 支持多種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，如UDP、TCP、HTTP、HTTPS等；
4. 支持多種安全性認(rèn)證方式，如用戶名密碼認(rèn)證、數(shù)字證書認(rèn)證等；
5. 支持?jǐn)U展功能，如實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼、負(fù)載均衡、集群部署等。

常見的RTSP服務(wù)器軟件包括Live555、Wowza Media Server、Darwin Streaming Server等。使用RTSP服務(wù)器可以輕松實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的流媒體服務(wù)，滿足直播、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程監(jiān)控等應(yīng)用場(chǎng)景需求。

三、Live555庫介紹

Live555庫是一個(gè)開源的多媒體流媒體服務(wù)框架，它提供了一系列的C++類和庫函數(shù)，用于開發(fā)基于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的流媒體應(yīng)用程序。該庫主要用于實(shí)現(xiàn)RTP/RTCP、RTSP、SIP以及SDP等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以方便地實(shí)現(xiàn)視頻/音頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸、播放、錄制和轉(zhuǎn)碼等功能。

Live555庫具有以下特點(diǎn)：

1. 適用于各種平臺(tái)和操作系統(tǒng)，包括Windows、Linux、Mac OS X等；
2. 支持常見的視頻和音頻格式，如H.264、MPEG-4、MP3、AAC等；
3. 支持UDP、TCP、HTTP、HTTPS等多種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議；
4. 支持IPv4和IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；
5. 可以通過插件機(jī)制擴(kuò)展功能。

使用Live555庫進(jìn)行開發(fā)，可以快速搭建基于網(wǎng)絡(luò)的流媒體應(yīng)用程序。例如，可以使用該庫實(shí)現(xiàn)RTSP服務(wù)器或客戶端，實(shí)現(xiàn)視頻直播、遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻會(huì)議等應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)，Live555庫也可以作為其他流媒體服務(wù)器軟件的基礎(chǔ)組件，例如： Wowza Media Server、Darwin Streaming Server等。

四、實(shí)現(xiàn)流程

在Qt中搭建RTSP服務(wù)器，可以使用開源的Live555庫。Live555是一個(gè)跨平臺(tái)、C++語言編寫的多媒體開發(fā)庫，支持RTSP和SIP等常見協(xié)議，并且有完整的服務(wù)器和客戶端實(shí)現(xiàn)。

下面是在Qt中基于Live555庫實(shí)現(xiàn)簡單的RTSP服務(wù)器的步驟：

【1】下載并安裝Live555庫。從官網(wǎng)（http://www.live555.com/liveMedia/#download）下載最新版本的庫。

并按照文檔說明進(jìn)行安裝。將Live555庫的路徑添加到Qt Creator的項(xiàng)目配置文件中。

【2】創(chuàng)建一個(gè)Qt控制臺(tái)應(yīng)用程序。在Qt Creator中創(chuàng)建一個(gè)空的控制臺(tái)應(yīng)用程序，并在項(xiàng)目的.pro文件中添加Live555庫的鏈接選項(xiàng)，例如：

LIBS += -LLive555庫的路徑 -lliveMedia -lgroupsock -lUsageEnvironment -lBasicUsageEnvironment

【3】編寫RTSP服務(wù)器代碼。創(chuàng)建一個(gè)類繼承自live555庫中的RTSPServer類，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的虛函數(shù)，createNewSession()和deleteStream()。

【4】啟動(dòng)RTSP服務(wù)器。在main()函數(shù)中創(chuàng)建RTSP服務(wù)器對(duì)象，并調(diào)用start()函數(shù)啟動(dòng)服務(wù)器，如下所示：

int main(int argc, char *argv[])
 {
     QApplication a(argc, argv);
     
     RTSPServer* server = new MyRTSPServer();
     server->start();
     
     return a.exec();
 }

【5】測(cè)試。使用RTSP客戶端工具（如VLC播放器）連接本地的RTSP服務(wù)器，并播放視頻流。

五、實(shí)現(xiàn)代碼

下面是使用Qt+Live555搭建RTSP服務(wù)器的核心代碼示例：

#include 
 #include 
 ?
 class VideoStreamSource : public FramedSource {
 public:
   static VideoStreamSource* createNew(UsageEnvironment& env) {
     return new VideoStreamSource(env);
   }
   virtual void doGetNextFrame() {
     // 將視頻數(shù)據(jù)幀復(fù)制到fTo處并設(shè)置fFrameSize和fNumTruncatedBytes，然后調(diào)用afterGetting()函數(shù)通知視頻幀可用。
     if (condition1 && condition2) {
         memcpy(fTo, fVideoFrame, fVideoFrameSize);
         afterGetting(this);
     } else {
         handleClosure(this);
     }
   }
 protected:
   VideoStreamSource(UsageEnvironment& env) : FramedSource(env) {
     // 初始化一些變量
   }
   virtual ~VideoStreamSource() {}
 private:
   // 一些成員變量
   char* fVideoFrame;
   unsigned fVideoFrameSize;
 };
 ?
 class MyRTSPServer : public RTSPServer {
 public:
   static MyRTSPServer* createNew(UsageEnvironment& env, Port ourPort) {
     return new MyRTSPServer(env, ourPort);
   }
 protected:
   MyRTSPServer(UsageEnvironment& env, Port ourPort)
     : RTSPServer(env, ourPort, NULL) {}
   virtual ~MyRTSPServer() {}
   virtual ServerMediaSession* lookupSession(char const* streamName, Boolean isFirstLookup) {
     ServerMediaSession* session = RTSPServer::lookupSession(streamName, isFirstLookup);
     if (session == NULL) {
       // 創(chuàng)建一個(gè)新的會(huì)話以支持RTSP客戶端請(qǐng)求的視頻流
       session = ServerMediaSession::createNew(envir(), streamName);
       // 將視頻幀添加到會(huì)話中
       VideoStreamSource* videoSource = VideoStreamSource::createNew(envir());
       session->addSubsession(MPEG4VideoStreamDiscreteFramer::createNew(envir(), videoSource, false));
       addServerMediaSession(session);
     }
     return session;
   }
 };
 ?
 int main(int argc, char *argv[]) {
   // 創(chuàng)建一個(gè)QT應(yīng)用程序?qū)嵗?/span>
   QCoreApplication app(argc, argv);
 ?
   // 創(chuàng)建一個(gè)RTSP服務(wù)器實(shí)例，并監(jiān)聽9090端口
   MyRTSPServer* rtspServer = MyRTSPServer::createNew(*(app.instance()), 9090);
   if (rtspServer == NULL) {
     qDebug() << "Failed to create RTSP server: " << env.getResultMsg() << endl;
     exit(1);
   }
 ?
   // 啟動(dòng)Qt事件循環(huán)
   return app.exec();
 }

上面的代碼實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)功能：

• 創(chuàng)建了一個(gè)VideoStreamSource類，用于獲取視頻數(shù)據(jù)幀并封裝成FramedSource對(duì)象。
• 創(chuàng)建了一個(gè)MyRTSPServer類繼承自RTSPServer，重寫了lookupSession()函數(shù)，用于創(chuàng)建和添加新的視頻流會(huì)話到RTSP服務(wù)器中。
• 在main()函數(shù)中創(chuàng)建了一個(gè)Qt應(yīng)用程序?qū)嵗?，以及一個(gè)RTSP服務(wù)器實(shí)例，并啟動(dòng)Qt事件循環(huán)。

審核編輯 黃宇