Qt/C++开发监控GB28181系统/设备注册/设备注销/密码认证/心跳保活/校时

一、前言

根据gb28181协议文档，第一步就是需要实现设备的注册，和onvif不同，gb是反过来的，设备端主动连接服务端，而onvif是服务端主动发出搜索，设备被动应答，包括后续的交互几乎都是被动应答，除了警情上报。gb这样定义协议有个巨大好处，就是跨网，服务器上的软件可以在公网上，然后设备这边主动去连接，后续的交互都是建立在这个连接上面的，通过心跳消息保持连接。在udp模式下，如果没有心跳保活，在外网环境中，设备端的端口可能会变，意味着服务端无法主动发消息给设备端。

根据协议文档，无论是注册还是注销，都需要密码认证，服务端这边有个密码，设备端那边也会传一个密码运算后的数据，然后根据指定的规则一般是md5加密，服务端收到这一串数据后，用密码运算后的字符和设备端传过来的字符比较是否一致，一致则说明密码正确。这里有个小技巧，不一定非要认证，有些厂家的设备可能没有做认证，所以服务端这边可以约定设置认证密码为空则表示跳过认证。

1.1 设备注册

//注册请求：设备端-》服务端
REGISTER sip:34020000002000000001@3402000000 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK1945388331
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=33226951
To: <sip:34020000001320000002@3402000000>
Call-ID: 1455222403
CSeq: 1 REGISTER
Contact: <sip:34020000001320000002@192.168.0.64:5060>
Max-Forwards: 70
User-Agent: IP Camera
Expires: 3600
Content-Length: 0//注册应答：服务端-》设备端
SIP/2.0 401 Unauthorized
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK1945388331
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=33226951
To: <sip:34020000001320000002@3402000000>
Call-ID: 1455222403
CSeq: 1 REGISTER
User-Agent: wx_feiyangqingyun
Date: 2025-04-22T10:48:38.014
Content-Length: 0
WWW-Authenticate: Digest realm="3402000000", algorithm=md5, nonce="9485904448344456af5449b51759016e"//鉴权注册：设备端-》服务端
REGISTER sip:34020000002000000001@3402000000 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK1494593151
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=33226951
To: <sip:34020000001320000002@3402000000>
Call-ID: 1455222403
CSeq: 2 REGISTER
Contact: <sip:34020000001320000002@192.168.0.64:5060>
Authorization: Digest username="34020000001320000088", realm="3402000000", nonce="9485904448344456af5449b51759016e", uri="sip:34020000002000000001@3402000000", response="b1cfb3f036fbcf7d13b8ee3bbff89906", algorithm=MD5
Max-Forwards: 70
User-Agent: IP Camera
Expires: 3600
Content-Length: 0//注册成功：服务端-》设备端
SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK1494593151
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=33226951
To: <sip:34020000001320000002@3402000000>
Call-ID: 1455222403
CSeq: 2 REGISTER
User-Agent: wx_feiyangqingyun
Date: 2025-04-22T10:48:38.234
Content-Length: 0

1.2 设备注销

//注销请求：设备端-》服务端
REGISTER sip:34020000002000000001@3402000000 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK473598701
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=1501355611
To: <sip:34020000001320000002@3402000000>
Call-ID: 1128656905
CSeq: 3 REGISTER
Contact: <sip:34020000001320000002@192.168.0.64:5060>
Max-Forwards: 70
User-Agent: IP Camera
Expires: 0
Content-Length: 0//注销应答：服务端-》设备端
SIP/2.0 401 Unauthorized
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK473598701
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=1501355611
To: <sip:34020000001320000002@3402000000>
Call-ID: 1128656905
CSeq: 3 REGISTER
User-Agent: wx_feiyangqingyun
Date: 2025-04-22T10:44:41.661
Content-Length: 0
WWW-Authenticate: Digest realm="3402000000", algorithm=md5, nonce="6ebe0922efda4939ba77fb41ef50e005"//鉴权注销：设备端-》服务端
REGISTER sip:34020000002000000001@3402000000 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK2110923860
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=1501355611
To: <sip:34020000001320000002@3402000000>
Call-ID: 1128656905
CSeq: 4 REGISTER
Contact: <sip:34020000001320000002@192.168.0.64:5060>
Authorization: Digest username="34020000001320000088", realm="3402000000", nonce="6ebe0922efda4939ba77fb41ef50e005", uri="sip:34020000002000000001@3402000000", response="fed25d2e352370cc22bab577ac6e0d93", algorithm=MD5
Max-Forwards: 70
User-Agent: IP Camera
Expires: 0
Content-Length: 0//注销成功：服务端-》设备端
SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK2110923860
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=1501355611
To: <sip:34020000001320000002@3402000000>
Call-ID: 1128656905
CSeq: 4 REGISTER
User-Agent: wx_feiyangqingyun
Date: 2025-04-22T10:44:41.768
Content-Length: 0

1.3 心跳保活

//发送心跳：设备端-》服务端
MESSAGE sip:34020000002000000001@3402000000 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK927308490
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=287801969
To: <sip:34020000002000000001@3402000000>
Call-ID: 594186441
CSeq: 20 MESSAGE
Content-Type: Application/MANSCDP+xml
Max-Forwards: 70
User-Agent: IP Camera
Content-Length:   176<?xml version="1.0" encoding="GB2312"?>
<Notify>
<CmdType>Keepalive</CmdType>
<SN>9</SN>
<DeviceID>34020000001320000002</DeviceID>
<Status>OK</Status>
<Info>
</Info>
</Notify>//心跳应答：服务端-》设备端
SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.64:5060;rport;branch=z9hG4bK2112299769
From: <sip:34020000001320000002@3402000000>;tag=1273238268
To: <sip:34020000002000000001@3402000000>
Call-ID: 2060526849
CSeq: 20 MESSAGE
User-Agent: wx_feiyangqingyun
Date: 2025-04-22T10:46:37.265
Content-Length: 0

二、效果图

在这里插入图片描述

三、相关地址

国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
个人作品：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
文件地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码：01jf 文件名：bin_video_gb28181。

四、功能特点

支持设备注册、注销、心跳、校时、注册认证、注销认证等。
设备上线后可以手动获取设备状态、设备信息、配置信息、预置位信息等。
设备上线后自动获取设备通道信息，包括中文通道名称。识别到通道上线离线变化，会重新获取该设备的所有通道信息。
支持视频点播，可以分别点播主码流和子码流，内置rtp解包线程，解包后发给视频播放组件解码播放。
每个设备每个通道支持点播多个视频，通过ssrc区分，支持共用端口和不同端口收流。
支持对某个设备下面所有通道、某个通道、某个通道对应的某个流分别关闭。
支持录像文件查询和回放，回放控制支持暂停播放、继续播放、倍速播放、切换播放进度。
支持录像文件下载，支持倍速比如8倍速下载，可同时多线程批量下载。
回放和下载同时支持IPC和NVR，比如摄像头自带的SD存储卡录像文件回放，NVR上的硬盘录像文件回放。
支持云台控制，向上、向下、向左、向右、左上、右上、左下、右下方位移动，镜头放大缩小，光圈放大缩小，镜头聚焦放焦。
支持预置位信息的查询、调用、添加、修改、删除等操作。
自动目录订阅功能，通道上线下线都有对应的信号通知。
内置定时读取通道信息机制，以保证通道信息是最新的，比如有些NVR是不断更新的通道信息。
支持警情订阅，各种警情事件比如运动目标检测报警、入侵检测报警、徘徊检测报警等自动上报。
国标服务同时支持udp和tcp方式，可选只监听一种或者两种都监听，tcp方式自动处理粘包问题。
国标拉流同时支持udp、tcp被动、tcp主动三种方式，每个通道都可以自由选择何种拉流方式。
内置拉流端口池，每次拉流从中取出一个，关闭流自动回收端口号，重复利用。
收流端口自动纠错，自动跳过被占用的端口，不会出现端口占用导致收流失败的情况。
视频播放自适应硬解码，极低资源占用，实时性极好，带悬浮条显示视频流信息，可以直接在悬浮条单击按钮保存录像文件到本地。
支持几千路国标消息交互并发，实时视频流支持64路同时显示，可以拓展更多路数。
支持阿里云等云服务器，可以分别设置内网监听地址和外网访问地址，一般云服务器上是监听地址用内网，对外访问用外网地址。
支持视频分发，也就是推流，视频通道打开后可以自动推流到流媒体服务器，其他需要的地方拉流即可，支持rtsp、rtmp、hls、webrtc等方式拉流。
同时支持gb28181-2011、gb28181-2016、gb28181-2022以及后续可能的所有协议版本。
SIP解析和交互采用纯Qt底层代码实现，udp/tcp通信交互，祖传原创代码解析，不依赖任何第三方。
代码量少，gb28181交互部分共几千行代码，注释详细，接口友好，使用极其简单，提供非常详细的使用示例。
支持海康、大华、宇视、华为、天地伟业等所有国标设备。
支持所有Qt版本和编译器以及操作系统，包括但不限于win、linux、mac、android、嵌入式linux、树莓派香橙派、国产os等。

五、相关代码

GB28181Info GB28181Data::parseData(const QString &data, const QString &pwd)
{//先取出数据解析/协议中规定头部和数据体用两个回车换行隔开GB28181Info info;QStringList list = data.split("\r\n\r\n");if (list.count() > 1) {QString body = list.at(1);if (body.startsWith("<?xml")) {GB28181Parse::parseXml(body, info);} else if (body.startsWith("v=0")) {GB28181Parse::parseSdp(body, info);}}QString head = list.at(0);QStringList lines = head.split("\r\n");foreach (QString line, lines) {//REGISTER sip:34020000002000000001@192.168.0.110:15060 SIP/2.0QString key = line.section(":", 0, 0).trimmed();if (key.isEmpty()) {continue;}//键值数据插入到属性中/方便后面其他地方取出来用QString value = line.section(":", 1, -1).trimmed();info.attr.insert(key, value);//qDebug() << TIMEMS << key << value;if (key.contains(" sip")) {info.func = key.split(" ").first();} else if (key == "Via") {} else if (key == "Contact") {} else if (key == "From") {//注册和心跳的from中带的是正确的设备编号QString fun = info.func;if (fun == "REGISTER" || fun == "MESSAGE") {//<sip:34020000001320000001@192.168.0.100:5061>QString temp = value.split("@").first();info.deviceId = temp.split(":").last();}} else if (key == "To") {} else if (key == "CSeq") {//取出消息类型/方便外面知道当前是何种应答info.cseq = value.split(" ").last();} else if (key == "Authorization") {GB28181Data::parseAuthorization(value, pwd, info);} else {//qDebug() << TIMEMS << key << value;}}//qDebug() << TIMEMS << info.deviceId << info.deviceIp << info.devicePort;return info;
}void GB28181Data::parseAuthorization(const QString &data, const QString &pwd, GB28181Info &info)
{//Digest username=\"34020000001320000001\", realm=\"34020000\", nonce=\"1688486017\", uri=\"sip:34020000002000000001@192.168.0.110:15060\", response=\"da82ea398b66cea69e8c2c02e25167cc\", algorithm=MD5if (!data.startsWith("Digest")) {return;}QString text = data.mid(7).trimmed();text.replace("\"", "");text.replace(" ", "");QString username, realm, nonce, response, uri, algorithm;QStringList values = text.split(",", SkipEmptyParts);foreach (QString value, values) {if (value.startsWith("username")) {username = value.mid(9);} else if (value.startsWith("realm")) {realm = value.mid(6);} else if (value.startsWith("nonce")) {nonce = value.mid(6);} else if (value.startsWith("response")) {response = value.mid(9);} else if (value.startsWith("uri")) {uri = value.mid(4);} else if (value.startsWith("algorithm")) {algorithm = value.mid(10);}}//校验密码QString response2 = GB28181Helper::getResponse(username, realm, pwd, "REGISTER", uri, nonce);info.pwdOk = (response2 == response);
}QByteArray GB28181Helper::hash(const QStringList &list)
{QString value = list.join(":");QByteArray result = QCryptographicHash::hash(value.toUtf8(), QCryptographicHash::Md5);return result.toHex();
}QString GB28181Helper::getResponse(QString username, QString realm, QString password, QString method, QString uri, QString nonce)
{QByteArray ha1 = GB28181Helper::hash(QStringList() << username << realm << password);QByteArray ha2 = GB28181Helper::hash(QStringList() << method << uri);return GB28181Helper::hash(QStringList() << ha1 << nonce << ha2);
}