基于ONVIF协议和发现代理的设备发现机制与实现

作者:邓浩;周宇;叶庆卫;王晓东; 刊名:无线通信技术 上传者:赵永红

【摘要】针对基于Ad-hoc的设备发现机制仅适合发现小型局域网内的网络摄像机(IP Camera),分析并提出了一种带有发现代理(Discovery Proxy)的跨局域网设备发现方法.该方法采用基于ONVIF的网络动态发现协议(WS-Discovery)和gSoap开发工具包,设计和实现了一种设备发现方法.通过该方法,使得网络视频监控客户端系统可以跨越多个局域网自动发现网络摄像机并获取服务地址.实验结果表明,该方法能够有效发现多个局域网中的所有网络摄像机并且便捷、高效地自动连接网络摄像机.

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1引言随着网络监控领域的不断发展,网络视频监控结合计算机网络技术从而实现IPC(网络摄像机)随时随地与视频监控系统的互连,突破以往搭建监控系统时存在地理位置限制的不足[1]。传统基于IPC网络监控系统应用在使用时需要在系统中手动对IPC服务地址进行配置,已经满足不了网络监控系统中实时互联、高效连接的需求。因而需要研究基于ONVIF协议的一种IPC自动发现机制,该机制需要满足在IPC设备加入网络后,能够自动发现该设备并且准确获取到其网络服务地址。针对各IPC厂商产品互联互通的需要,开放式网络视频接口论坛(ONVIF)开始制定一系列视频监控系统行业标准协议[2]。该协议主要定义了IPC设备之间信息交换提供了一个通用的标准,即通过ONVIF标准协议实现不同设备厂商之间的互通互联。该协议标准主要应用于IP视频监控系统,定义了IPC设备与网络监控系统客户端之间的标准接口从而实现不同产品之间的集成[3,4]。ONVIF标准接口中定义了与IPC有关的多个模块,如设备发现、设备管理、事件通知等核心协议模块,还有如媒体服务、云台控制、回放控制等补充协议模块。其中核心协议模块为设备与网络监控客户端的基本内容,补充协议则作为视频监控行业中定制开发的特色功能,适用于网络视频领域[5]。在核心协议中,设备发现作为IPC设备提供服务的前提,因此设备发现服务功能是首要考虑的问题。此外设备发现机制不仅能够发现IPC,还包括其他网络设备,如NVS、NVD和NVA。其中IPC作为NVT,即网络视频传输设备,NVS为网络视频存储,NVD为网络视频显示,NVA为网络视频分析。本文在进行同一局域网内设备发现的基础之上,采取一种带有发现代理(DP)的机制,结合基于ONVIF设备的发现协议WS-Discovery,设计和实现了一个可跨越多个局域网的设备发现方法,通过该方法能够自动发现处于不同局域网中的IPC设备并准确获取到该设备的网络服务地址。2WS-Discovery协议WS-Discovery(WebServiceDynamicDiscover-y)作为ONVIF标准设备发现协议[6],通过该协议可以复用一个现用的Web服务发现框架,而不需定义一个全新的发现服务,该协议使用了SOAP和UDP多播方式使得网络服务能够被客户端发现[7],主要应用局域网中的客户端发现单个或多个设备目标。WS-Discovery定义了两种基本的服务发现操作模式:Ad-hoc和带有发现代理(DiscoveryProxy,以下简称DP)的Managed模式。Ad-hoc模式比较适合小型局域网中的设备发现,本文采用的模式是带有DP的Managed模式。2.1Ad-hoc模式在该模式下,客户端和设备目标服务之间会进行消息交换,采用了IP多播的设备发现方式。目标服务在上线时以广播的形式分别发送一个Hello消息通知客户端,客户端以广播的形式在一定的网络地址范围内发送Probe探测消息以查找目标服务。Probe消息中包含了查找搜寻条件。符合条件的目标服务在收到该Probe消息后会将以单播的形式回复客户端一个探测消息匹配即ProbeMatch消息。同样,目标服务在离线时会以广播形式发送Bye消息给客户端。该模式下设备发现流程如图1所示。图1Ad-hoc模式设备发现流程2.2Managed模式在该模式下,客户端和设备目标服务之间无法直接进行消息的交换,两者通过目标服务的中心发现代理DP进行消息交换,即客户端将Probe消息发送至DP从而得到对应的目标服务信息。同样,目标服务在上线和离线时也会分别发送Hello和Bye消息到DP

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