这回咱们一块儿探探GB/T 28181协议的真本事。
GB/T 28181协议能够实现在任意地点灵活提取遍布各地的
无数摄像头
中的任意一个视频点位的音视频流,即刻进行播放
。
这神奇的操作,到底是怎么做到的呢?还得看其中的关键两点:
- 一是得能管理近乎无限的摄像头,管他是哪儿的摄像头,只要符合协议标准,都能够被统一管理和调度。
- 二是得能保证准确及时的获取摄像头的现场音视频信息进行播放。
接下来,咱们就按这两点,分成两大块,一步步瞧瞧是怎么回事。
1. 摄像头的管理
GB/T 28181协议在设计时,特别考虑了监控网络的广泛覆盖
和多样化需求
。无论监控系统中摄像头的数量有多么庞大,也不管这些摄像头分布在城市街道、公共场所,还是偏远地区,只要它们遵循这套协议,就能够被顺利接入并统一管理、调度。这样一来,即便是近乎无数的摄像头,也能够有序地连接到系统中,它们的状态被实时监控,控制指令能够灵活下达,并且所有摄像头显示的时间都是同步的,这一切都为大型视频监控系统的稳定运行打下了非常牢固的基础。
这张图展示了GB28181协议常用的网络布局。在这个体系中,监控设备无需深入了解网络复杂构造,只需确保与服务器保持稳定、连续的链接,并拥有足够的带宽支持,就能轻松搭建起稳固可靠的监控体系。而这一切流畅运作的背后,SIP协议功不可没,它如同桥梁般确保了设备间沟通无碍。
在探究GB/T 28181协议前,先得大概了解一下SIP协议。SIP,即会话发起协议,是互联网通讯的明星,主导视频聊天、网络会议等。它灵活强大,轻松管理各种在线互动,文本基础易改升级,且广受支持,应用于多场景,如IP电话到监控,是互联网的沟通大师。GB/T 28181则在此基础上,专为国内视频监控定制,更加精细本土化,因此以上两点都离不开SIP协议的鼎力支持。
1.1 接入到GB/T 28181系统内需要准备什么?
在保证摄像头支持GB/T 28181协议后,登录摄像头管理后台,于接入平台配置处可看到如下几个关键参数,如下图为海康摄像头配置页面,接下来我们一一说明:
1.1.1 接入字段说明
字段 | 说明 |
---|---|
SIP服务器ID | sip服务端的唯一标识编码,帮助摄像头认出特定的服务器伙伴 |
SIP服务器域 | 类似一个大家庭的名字,表明sip服务端属于哪个大家族,帮助摄像头确认是否找到了正确的社交圈子 |
SIP服务器地址 | sip服务端所在ip |
SIP服务器端口 | sip服务端所占用端口 |
SIP用户名 | 证明“我是谁”,是摄像头与sip服务端建立信任的第一步,根据服务侧要求提供即可 |
SIP用户认证ID | 摄像头的唯一标识编码 |
密码 | sip服务端提供的密码,用作认证校验 |
视频通道编码 | 表明摄像头播放时的唯一标识编码,多个摄像头(例如NVR)可设置多个 |
以上参数主要用于摄像头注册时的认证流程,简单说,就是帮摄像头办个“入职手续”,确保一切手续正规可靠。
细心的大家应该能看到,参数中有一些标识着唯一标识编码
:其实每台设备都有一个特别的“身份证号”,一共20位,确保每个设备都是独一无二的。因此,凡是在说明中提及为唯一标识编码的字段,都必须符合这一20位唯一编码的规定。
1️⃣中心编码(8位) | 2️⃣行业编码(2位) | 3️⃣类型编码(3位) | 4️⃣网络标识(1位) | 5️⃣序号(6位) |
---|---|---|---|---|
由监控中心所在地的行政区划代码确定,符合中华人民共和国民政部发布的最新行政区划代码 | 即区分不同行业,可自定义 | 常用类型编码:200:服务端编码,132:IPC编码,118:NVR编码 | 0、1公安视频传输网,2行业专网等网络标识 | 从000001开始计数,即000001到999999,来区分不同的设备序号 |
62010200011327000328:
1️⃣62010200 2️⃣01 3️⃣132 4️⃣7 5️⃣000328
1.2 接入以及注销
万事俱备后,咱们接着瞧瞧摄像头怎么跟系统牵手成功,通过一段简单的沟通流程,一块儿揭开28181协议那层神秘的面纱。
1.2.1 接入服务器的过程
这里咱们将遇到SIP信令里一个特别的环节——注册流程,它和平时我们熟悉的那种“你申请,我确认”的注册方式不太一样。在28181协议里,注册要经过4个清晰的步骤。
咱们不妨直接看图,图中详细描绘了整个注册过程是怎么一步步走下来的。
sequenceDiagram
摄像头->>sip服务器: 1.开始注册,服务器进行初步校验
sip服务器-->>摄像头: 2.返回设备如何认证,以及认证所需的加密参数
摄像头-)sip服务器: 3.设备携带获取到加密参数以及注册信息进行正式注册
sip服务器-->>摄像头: 4.服务器验证后会返回注册结果,成功或失败
1.2.2 注销过程
既然有注册,自然也就少不了注销的过程。注销流程与注册大体相似,主要通过改变某些字段来加以区别。别急,我们将在后面的文章中详细展开讲解这两者的异同。
1.3 状态管理
在这里,我们还需要了解一个知识点,监控摄像头就像我们的眼睛,得让它和大脑(服务器)保持良好沟通。为了保证摄像头(眼睛)一直好好工作,得让它定时给大脑发个“我还在”的信号,这就是心跳。这样,大脑就能随时知道眼睛是不是正常开着,能不能看到东西。所以,摄像头连上服务器后,定期发送心跳信号超级重要,能让系统知道一切运转正常。
sequenceDiagram
摄像头->>sip服务器: 1.我在
sip服务器-->>摄像头: 2.收到
这里我们遇到了SIP协议中另一种基础的交流方式,就是“我传达消息给你,你确认已接收”的模式。这种一来一回的确认在28181协议中占据了很大的比重,是沟通的核心部分。
1.4 控制
摄像头就像我们的眼睛,有的还能灵活转头,看远看近都行。监控中心就像是大脑,用设备控制这个指挥工具,能轻松指挥摄像头调整角度、拉近拉远、开关录像、参数配置调整等,一切都操控自如。这样,不用在现场,也能精细管理,让安全监控既聪明又高效。
这里,我们再次遇到了一个经典的协议互动模式:信息发出后,等待对方确认收到;操作执行完毕,再报告结果,并同样等待对方确认。这是一种确保每一步都稳妥进行的双向确认过程。
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sip服务器-->>摄像头: 1.要控制这里
摄像头->>sip服务器: 2.收到
sequenceDiagram
摄像头->>sip服务器: 1.控制完成了
sip服务器-->>摄像头: 2.收到
2. 媒体流的管理
搞定了监控设备的管理,接下来的重头戏,就是要在天南海北、成千上万的摄像头里面,找到你感兴趣的那个后,不光能看到它面前的景象,还能听到那边的声音,就像你亲自到了那里一样。咱们这就一块儿去瞧瞧,是怎么做到这一点的。
这里我们遇到了SIP协议中最灵活的点播交流方式Invite,在同一个对话框里,既可以操作当前流的开始以及停止,也能在回放时加入倍速和跳跃的功能,保证了设备与服务器之间良好的互操作性,体现了其高度的灵活性、标准化设计、高效的会话管理和强大的扩展能力。
sequenceDiagram
SIP服务->>摄像头: 我要你的音视频流,用哪种方式哪种样式推送到我这里来
摄像头->>SIP服务: 收到,我会按照你的要求给你音视频流
SIP服务->>摄像头: 我准备好了,开始推送吧
摄像头-->>媒体服务: 开始推送音视频流
SIP服务->>摄像头: 我不要了,停止吧
摄像头-->>媒体服务: 停止推送音视频流
摄像头->>SIP服务: 好的,不推了
上图中可见SIP服务与媒体服务一起构成了一套GB/T 28181管理系统,生产环境中,信令(SIP服务)相较于媒体流的资源占用要少很多很多,因此便于接入更多数目的设备,媒体服务需要与信令拆分开,设计时要考虑多服务的负载。
2.1 摄像头的点播管理
点播管理大体会有以下几个流程:
- 请求发起:用户或应用端提出点播请求时,监控平台作为信令控制中心,通过SIP信令向目标视频源设备发送一个点播指令。此指令携带了用户的点播需求详情,如指定的视频流地址、期望的媒体格式等。
- 信令交互与协商:目标设备接收到点播请求后,通过SIP信令回应确认信息,并可能伴随SDP(会话描述协议)消息的交换,以协商具体的媒体传输参数,包括但不限于视频编码方式、分辨率、传输端口等。
- 会话管理与结束:点播过程期间,若发生任何会话变更(如用户请求切换摄像头、改变视频质量等),均通过SIP信令进行管理。点播结束后,监控平台发送结束信号(如BYE消息),双方清理资源,关闭相应的通信连接。
2.2 媒体流传输控制
建立协商后,传输控制主要分两部分:
- 媒体通道建立:基于SDP协商结果,监控平台与视频源设备分别配置自己的媒体接收与发送组件,通过RTP(实时传输协议)及RTCP(实时传输控制协议)为视频流的传输开辟独立通道。RTP负责实际的媒体数据传输,而RTCP则用于传输质量监测和控制,包括丢包率反馈、带宽调整建议等。
- 媒体流传输:在媒体通道准备好后,视频源设备开始通过RTP推送实时的视频(及音频)数据至监控平台或最终用户端,用户即可观看实时监控画面。