onvif что это такое в камере
Что такое ONVIF? И как его использовать при подключении камер в HomeKit через NodeRED
В продолжение к статье о подключении камер в HomeKit через NodeRed Евгений Олейник (permadm).
Далеко не всегда в инструкции IP камеры указывается описание RTSP протокола, с которым работает Ваша камера. Тем не менее, иногда возникает необходимость воспользоваться RTSP протоколом для подключения IP камеры к облачному серверу, настройки трансляции изображения на сайт или воспроизведения потокового видео в каком-нибудь плеере на вашем ПК или гаджете, или, в нашем случае, трансляции потока через плагин HomeKit в NodeRed. Рассмотрим все возможные способы, как узнать адрес RTSP IP камеры, если он не представлен в руководстве камеры. Если Ваша камера собрана из китайских xmeye комплектующих (что часто встречается на российском рынке, в том числе и у российских производителей ip камер HiQ, Vesta, SVplus и других бренды), то формат адреса RTSP камеры будет иметь следующий вид:
Если Ваша камера собрана из других комплектующих, то есть два способа, как узнать адрес RTSP потока вашей камеры.
Способ №1
Или пойти сложным путем и найти поток самостоятельно, с помощью прикладного программного обеспечения.
Используемый по умолчанию порт можно проверить в настройках камеры.
Способ №2
IP-камера Zemismart Tuya с поддержкой протокола ONVIF: подключение к Home Assistant
На обзоре бюджетная IP камера с протоколом ONVIF. Простыми словами, ONVIF позволяет устройствам разных производителей работать вместе. Скажем IP камера одной фирмы, может подключаться к видеорегистратору (NVR) другой фирмы и так далее. Из бонусов протокола: автоматическое обнаружение устройств и, вследствие чего, более быстрая настройка. Протокол также поддерживает PTZ (Pan, tilt, zoom — вертикальный\горизонтальный наклон и зумирование). Я, вообще говоря, большой фанат камер от Yi (бывшееподразделение Xiaomi, которое специализировалось на камерах, до их отделения в отдельную полноценную компанию. Хотя, судя по числу выпущенных устройств за последний год (их 2), лучше бы они работали с Xiaomi). Так вот, к большому сожалению, камеры Yi не поддерживают открытые протоколы передачи видео (но они есть, некоторые версии Yi Home и Dome камер), что накладывает ограничения и обязывает использовать сервера Yi и их приложение. Я же фанат системы умного дома Home Assistant и мне очень важно было иметь доступ к камере через эту систему и возможность физически управлять камерой.
Камера поставляется в коробке без опознавательных знаков. Хотя один есть — наклейка Tuya, которая говорит о совместимости с экосистемой Tuya. А как известно, Tuya всегда выступала за открытость, поощряет использование открытых протоколов и поддерживает протокол Onvif (+ RTSP), что дает возможность использовать ее в Home Assistant. Камера, к слову, бюджетная и погуглив в интернете, выяснил, что ее производит фирма HowellCam.
Технические характеристики
Комплект поставки. Все стандартно: патч-корд, блок питания с кабелем micro USB, платформа для крепления на стену или потолок с двумя дюбель-шурупами. Есть также инструкция и скрепка для сброса камеры. Самое интересное, что инструкция ни слова не говорит про Onvif и как его использовать, так что пришлось искать информацию в интернете. Как подключаться будет описано чуть позже.
Аксессуары крупным планом. Ethernet кабель всего метр. Блок питания на 5V 1A. У камеры нет PoE, то есть она не может питаться по Ethernet кабелю, только от 5V порта.
Вид спереди. Камера хоть и максимально бюджетная, но сделано все ровно и аккуратно. Спереди датчик освещенности и микрофон, объектив в центре. Вокруг объектива есть 6 диодов ночной IR подсветки. Для тех, кто пропустил в начале обзора, эта камера PTZ — можно дистанционно вращать ею по вертикали, горизонтали и зумировать картинку.
Сверху у камеры есть слот для microSD карты. Отверстие RESET для сброса камеры. В корпусе сбоку есть еще динамик, который каждый раз при включении говорит «Connection start.… Connection Successful». Если это раздражает, то можно разобрать камеру и вытянуть шлейф динамика, но в этом случае и двусторонняя связь работать не будет.
Снизу есть резиновые демпферы. По центру 3/4» резьбы для штатива. Вокруг нее прорезь для платформы-крепления на стену или потолок.
С обратной стороны в нижней части RJ45 разъем и microUSB вход. Как уже писал, PoE тут нет, то есть камера не может питаться по Ethernet и питание через 5V порт обязательно. Сзади есть также странная прорезь, как делают под гвоздь для крепления на стену, но это явно не под гвоздь. Возможно, чтобы звук выходил, так как снизу видны отверстия из под динамика (или для вентиляции, так как динамик на самом деле сбоку стоит).
Стандартное приложение Tuya Smart
Для начала решил подключить к Tuya приложению, так как большинство настроек находится именно там. Главное окно показывает изображение, есть индикация качества сигнала и переключатель разрешения трансляции (HD или SD качество). Иконка динамика в углу включает двухстороннюю связь (звук с вашего телефона начинает передаваться на камеру). Из опций: возможность сделать скриншот, опять же двусторонняя связь, запись видео локально на телефон, облачное хранилище (платная опция), опция управления камерой по осям и зум (также работает жестами по картинке видео). В настройках все стандартно: настройка ночного видения, обновление камеры и другое. Работает все быстро, поток стабильный. Для большинства пользователей этого приложения хватит с головой.
Качество картинки
Качество картинки ничем не отличается от других IP камер. Я уже жду, когда начнут 4K сенсоры ставить. Без зумирования вполне все четко, но если приблизить программно, то уже картинка не такая четкая.
В камере есть 6 IR диодов для ночной записи видео. Дальность заявлена 10 метров. Видно все отлично, ничего нового, все как и в других камерах.
Подключение к Home Assistant
Мы же идем дальше и будет подключать камеру к системе умного дома Home Assistant. Существует несколько интеграций для подключения камеры, но я использовал ONVIF. Для подключения камеры нужно сначала зайти в панель управления вашего роутера и узнать IP адрес камеры. При настройке интеграции укажите IP адрес камеры, порт 8080, логин admin и пароль тоже admin. После чего камера подключится к Home Assistant. Также есть программа Onvif Device Manager, которая позволяет менять настройки доступа к камере на самой камере.
Кнопки вперед, назад, влево и вправо на картинке выше — это не стандартные кнопки, я их добавил сам для управления камерой. Для этого используется сервис PTZ из интеграции ONVIF. Можно отсюда вручную управлять камерой, но это не очень удобно и долго. Лучше все же сделать клавиши как у меня возле панели с видео.
Нужно поправить отступы в соответствие с разметкой YAML для Home Assistant.
— type: picture-entity
entity: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
— type: entities
entities:
— entity: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
tap_action:
action: call-service
service: onvif.ptz
service_data:
entity_id: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
pan: LEFT
speed: 1
distance: 1
move_mode: ContinuousMove
name: Pan Left
show_state: false
icon: ‘mdi:arrow-left’
show_icon: true
— entity: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
tap_action:
action: call-service
service: onvif.ptz
service_data:
entity_id: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
tilt: UP
speed: 1
distance: 1
move_mode: ContinuousMove
name: Tilt Up
icon: ‘mdi:arrow-up’
— entity: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
tap_action:
action: call-service
service: onvif.ptz
service_data:
entity_id: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
tilt: DOWN
speed: 1
distance: 1
move_mode: ContinuousMove
name: Tilt Down
icon: ‘mdi:arrow-down’
— entity: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
tap_action:
action: call-service
service: onvif.ptz
service_data:
entity_id: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
pan: RIGHT
speed: 1
distance: 1
move_mode: ContinuousMove
name: Pan Right
icon: ‘mdi:arrow-right’
show_icon: true
camera_image: camera.tuya_yt08_onvif_mediaprofile_000
camera_view: live
Вывод
В этой IP камере нет ничего сверхнового по характеристикам, все как обычно для камер этой ценовой категории. Из интересного, и собственно почему я купил ее, есть протокол ONVIF, который позволяет ее использовать с любой универсальной системой видеонаблюдения и позволяет также подключить к системе умного дома Home Assistant. Есть также функция PTZ для управления камерой по осям, которая также доступна в Home Assistant. Камера однозначно стоит своих денег, так как сейчас все меньше и меньше камер с открытыми протоколами передачи видео, все хотят быть монополистами и навязывать использование своих облаков для хранения видео.
Купить такую камеру можно тут: Tuya IP Camera
Больше Tuya устройств на распродаже 11.11: тут
Вот картинка с купонами для этого магазина.
Еще раз о видеонаблюдении, камерах, RTSP, onvif. И «велосипед»!
Non-Interleaved Mode.
RTSP устанавливает связь и передает в камеру информацию о том «куда слать» данные (UDP порты).
Пример общения RTSP
Запоминаем
Transport: RTP/AVP;unicast;destination=10.112.28.33;source=10.112.28.231;client_port=49501-49502;server_port=6970-6971
Interleaved Mode.
Разница с Non-Interleaved Mode в том что все пакеты будут сыпаться в этот же порт.
Пример:
Запоминаем
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1
Теперь смотрим что и как.
Камеры шлют видео и аудио в разные RTP потоки. 2n поток — данные, 2n+1 поток — RTCP.
На видео нам идет 0 и 1 канал, на аудио 2 и 3 канал.
Теперь смотрим
Transport: RTP/AVP;unicast;destination=10.112.28.33;source=10.112.28.231;client_port=49501-49502;server_port=6970-6971
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1
В первом случае указаны порты, во втором каналы.
С с Non-Interleaved Mode всё понятно. Просто RTP пакеты сыпятся в порты и их можно читать как то так:
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
s.receive(packet);
Проблемы начинаются с Interleaved mode.
По факту ни каких проблем быть не должно. По RFC мы ищем magic char «$», следующий байт — канал (он указывается в подключении 0-4 у нас) и 2 байта Length. Всего 4 байта.
Но есть не нормальные камеры. Например D-ling DCS-2103 «Досыпает» какие то данные после rtp пакета. frame дает размер 1448,
шлет 1448 фрейма, и после 827 байт какого то мусора. (Так делает Dlink DCS-2103 прошивка 1.00 и 1.20) 
И такое у «них» происходит постоянно. Этим частенько страдают китайские камеры. Qihan (356) этим не страдали.
Кроме как пропускать этот мусор идей больше нет.
В RTP сыпятся полезные данные. При DESCRIBE RTSP возвращается SDP пакет
Примеры SDP (h264, mjpeg, mpeg4):
Прочитать про SDP
Так как мода была mjpeg и текущая на h264, то рассмотрим их.
С MJpeg всё предельно ясно. А вот с H264 начинаются различия в камерах.
Формат h264 состоит из блоков с NAL заголовками (7.4.1 NAL unit semantics).
Чтобы можно было декодировать h264 необходимо помимо данных самого h264 иметь данные SPS (Sequence parameter set) и PPS(Picture parameter set). Первый описывает последовательность, второй параметры картинки. Так как сам кодек h264 знаю очень плохо, то большего описания не будет. SPS имеет тип 7, PPS 8. Без них невозможно декодировать h264.
Самое интересное — Qihan шлет SPS и PPS прям в RTP пакетах, Dlink не шлет их в RTP пакетах. Но SPS и PPS шлется в SDP пакете в параметре sprop-parameter-sets в кодировке base64.
sprop-parameter-sets=Z2QAKK2EBUViuKxUdCAqKxXFYqOhAVFYrisVHQgKisVxWKjoQFRWK4rFR0ICorFcVio6ECSFITk8nyfk/k/J8nm5s00IEkKQnJ5Pk/J/J+T5PNzZprQCgDLSpAAAAwHgAAAu4YEAAPQkAABEqjve+F4RCNQ=,aO48sA==
Шлются они через запятую
Вариант декодирования.
Так как камеры 720p или 1080p, то в 1 RTP пакет ни jpeg фрейм, ни h264 фрейм не поместится, то они режутся на пакеты.
RTP Payload Format for JPEG-compressed Video
RTP Payload Format for H.264 Video
JPEG
RTP пакет содержит main JPEG header
а дальше может варьироваться от Type и Q
Для декодирования jpeg нужно знать или вычислить quantization tables.
В моих камерах quantization tables шли в стартовом пакете Jpeg, по этому они просто брались оттуда.
Все вычисления есть в RFC.
Последний пакет фрейма вычисляется по RTP header Marker bit. Если он 1, то это последний пакет фрейма.
Single NAL Unit Packet
Это как раз SPS и PPS. Type=7 или Type=8
Если фрейм h264 не влезает в RTP пакет (1448 байт), то фрейм режется на фрагменты. (5.8. Fragmentation Units (FUs))
Type = 28
Эти заголовки следуют сразу после RTP заголовка
Для декодера h264 NAL — нужная информация. Если идет фрагментация фрейма, то NAL нужно восстанавливать. (FU)
нужно взять первые 3 бита из FU indicator и слить их с 5 последними FU header.
Теперь самое главное — сохраняем поток.
Jpeg
NON_IDR_PICTURE — необходим для декодирования, «разделяем» фреймы. (h264) Тут нужно меня поправить, так как это просто «костыль» и обоснований пока нет. Просто работает.
Получается такой поток: 00000001 + SPS + 00000001 + PPS + 00000001 + NAL…
erlyvideo: 0,0,0,1 — это префикс AnnexB записи H264. Это не часть H264 NAL-юнита, а разделитель между юнитами.
ну и обработка «всего» этого
в 2х словах. Получаем RTSP Interleaved Frame (например Channel: 0x00, 1448 bytes), читаем 1448 байт, делаем writeRawToStream, полиморфизм делает свое дело.
Дальше это нужно обкатать.
Казалось бы что для поддержания потока RTSP нужно делать RTCP отчеты, но нет, всё оказалось проще
Dlink, Qihan, VLC просто «едят» GET_PARAMETER:
шлем его раз в 55 секунд и всё.
При простом просмотре генерируется m3u файл и кормится в VLC
4
При склеивании ffmpeg клеит, после запускается VLC
5
Программа нарезает поток на файлы, интервал задается в настройках
Что делает ffmpeg:
Клеит
«Нормализует» (просчитывает заголовки и т.д.)
На выходе куча файлов
6
По хорошему можно писать в любой OutputStream
Git hub
Дальнейшей жизни программы может и не быть. Возможно допишу когда нибудь RTP классы для звука. (так как увлекаюсь до сих пор SIP)
Ну и самое вкусное.
Есть стандарт видео наблюдения ONVIF
Есть профессиональные железки, которые с камерами работают только по нему.
Есть камеры, которые работают по нему (Qihan, он же Proline), а ссылки rtsp приходится гуглить.
Есть опенсорсный продукт Onvif device manager для управления подобными железяками.
Я же в программу добавил поддержку onvif без авторизации и с авторизацией.
7
Git hub
Если пройтись по ссылкам выше, то можно получить всю документацию по Onvif.
Ответ:
Дальнейшее общение по onvif без авторизации идет в этом же ключе.
А вот пример общения но уже с авторизацией
Т.е. нужно слать заголовок. (тестилось на D-link DCS-2103, остальные камеры без авторизации работали, китай).
и пароль (Password_Digest = Base64 ( SHA-1 ( nonce + created + password ) ))
Всё было сделано в образовательных целях. Если есть вопросы и вдруг понадобиться более подробное описание чего либо — пишите.
Надеюсь кому нибудь пригодится.
PS Не надо писать в комментариях про организацию на большую букву «I». Их Server использует SQLite, SSL, avcodec (ffmpeg), а в папке \Resources есть божественный файлик с названием camera_list.json, но моя наглость не позволила его прикрутить к своей программе 🙂 Но я не видел у них поддержку Onvif, видимо потому что они выпускают «свои» камеры. UPDATED: см комментарии от ivideon
Если прикрутить к программе OpenVPN и OpenCV, то будет забавное решение и «велосипед»
Ну и вот вам полезная ссылка на базу ссылок потоков камер
Что такое ONVIF протокол?
ONVIF – это международная компания, занимающаяся созданием работающих по определенному стандарту протоколов, содействующих во взаимодействии техники и программного обеспечения, используемого в составе систем безопасности. Эти протоколы часто применяются для совместимости IP-камер, видео регистраторов, IP-кодеров, контроллеров доступа и т. п.
Назначение протокола
Для примера применения представленного протокола можно взять взаимодействие видеорегистраторов. Ранее использовались аналоговые камеры, которые производили преобразование оптического изображения в аналоговый видеосигнал. Их совместимость не вызывала никаких вопросов. Для устройства системы можно было приобрести технику различных производителей.
С развитием технологий востребованными стали IP-видеокамеры. Они являются, по сути, цифровым видеорегистратором, особенностью которого стала передача потокового видео в цифровом формате по сети, применяющей протокол IP. Но с совместимостью этого вида техники стали возникать трудности. Оборудование от разных производителей не могло взаимодействовать между собой, потому что каждая компания применяла отдельный стандарт. По этой причине производители техники пришли к выводу, что придется разработать такой протокол, который бы позволил совмещать эти устройства.
С появлением IP камер на раннем этапе развития технологии возникали определенные затруднения, касающиеся совместимости оборудования
Компания ONVIF смогла создать единый стандарт, который используется на сегодняшний день повсюду. Он позволяет взаимодействовать устройствам различных типов и производителей, а также существенно облегчает процедуру корректировки значений и внедрение новых компонентов в готовую систему. В разработке этого стандарта участвовали 3 компании: Bosch, Sony и Axis. Он стал доступен для использования в 2008 году. С тех пор настройка видеонаблюдения с применением IP-камер, стала намного проще.
С течением времени и развитием технологий происходит совершенствование протокола и выпуск его обновленных версий. Хронология выхода обновлений стандарта:
Основные возможности
Создатели протокола ONVIF избрали самые подходящие технологии и приспособили их для цифровых камер, применяемых в комплексах устройств для наблюдения.
Например, специфика представленного стандарта рассчитана на:
Описания комплекса возможностей по дополнительному назначению объединены в профили. Их делят по спецификациям.
Данный стандарт призван решить проблему несовместимости оборудования различных производителей для упрощения создания системы видеонаблюдения на базе IP камер
Типы профилей ONVIF
На ранних этапах разработки протокола ONVIF возникали некоторые трудности, которые были связаны с несовместимостью разных версий. Для решения этой проблемы специалисты начали работать над концепцией «профилей». Она позволила разделить различные версий программы на конкретные профайлы. Это упростило проверочные мероприятия, направленные на контроль соответствия IP устройств для видеонаблюдения. При этом они не подвергаются анализу технических деталей.
На сегодняшний день можно выделить шесть основных профайлов, относящихся к стандарту ONVIF. Указанный последним в представленном ниже перечне профиль на данный момент проходит стадию тестирования.
Так, разработчики уже успели выпустить протоколы по таким профилям:
На сегодняшний день существует 6 профилей стандарта ONVIF, последний из которых находится пока в стадии тестирования
Применение профайлов ONVIF дает возможность пользователю производить управление функциями, которые поддерживаются используемыми устройствами. При этом отсутствует необходимость проверки совместимости, которая должна быть между версиями программы.
Создание единого стандарта безопасности для IP камер
Протокол ONVIF получил стандартизированный цифровой интерфейс, заключающийся в совокупности средств, методов и правил взаимодействия между элементами системы видеонаблюдения.
Несмотря на все преимущества стандартов onvif, пользователи периодически сталкиваются с различными трудностями, к примеру, ip-камера не обнаруживается видеорегистратором одной локальной сети
Этот стандарт объединил такие возможности:
Преимущества и недостатки Onvif
Стандарты, по которым разрабатывались представленные протоколы, имеют множество плюсов, выделяющих их перед конкурентами. Основными достоинствами считаются:
Представленный стандарт имеет преимущества перед своими конкурентами. Например, протокол RTSP, в отличие от ONVIF, не имеет функций, связанных со сжатием видео. Кроме того, он не оснащен функцией для передачи потоковых данных.
При всех достоинствах стандарта ONVIF, пользователям иногда приходится сталкиваться и с его недостатками. Например, при взаимодействии техники с различными версиями протокола может возникать конфликт.
Протоколы, разработанные организацией Onvif, имеют ряд преимуществ, основными из которых являются: стандартизация обмена данными между всеми видеоустройствами в сети
ONVIF или PSIA
Public Security Investigative Agency (PSIA) – это еще один стандарт, позволяющий решить проблемы несовместимого оборудования.
Он используется для техники, производящей IP-видеонаблюдение, такой как:
Однако представленный стандарт не пользуется высокой популярностью среди потребителей. Количество применяемых его компаний не превышает сотой доли тех, кто предпочитает пользоваться стандартом ONVIF.
Компании, входящие в членство ONVIF, заняли около 60% рынка продукции для видеонаблюдения во всем мире. Техника, работающая со стандартами PSIA, занимает лишь 20% этой сферы.
Open Network Video Interface Forum при разработке стандартов держит фокус на IP-видео. В эту сферу входит аналитика и интерфейс между видеоустройством и клиентом. Спецификация включает PTZ-протокол, обнаружение технических средств, их регулировку, фиксацию событий, анализ видео и настройки видеопотока в реальном времени. На что PSIA отвечает определением более общей специфики, которая подходит для систем хранения и контроля доступа.
Несмотря на то, что производители оборудования утверждают, что оно совместимо со стандартом ONVIF, иногда возникают определенные проблемы
Существует своеобразная борьба между ONVIF и PSIA за нишу, заключающуюся в стандартизации сетевых камер. Но при подробном изучении выясняется, что оба стандарта сходны по своим характеристикам. Они предоставляют одинаковые требования к техническим устройствам для контроля и управления. Во всех спецификациях имеются методики для обнаружения и настройки устройств, управления сетями, безопасности, анализа и применения PTZ-функционала, а также воспроизведения видеопотока по HTTP/RTSP.
Компании производители техники могут применять стандарт ONVIF в профессиональной видеотехнике, где требуется аналитика и взаимодействие камер. PSIA более всего подходят для фирм, которым нужно контролировать PTZ-устройства и прочие сервисы, например, PSIM и системы хранения.
Структурная модель представленных стандартов также имеет лишь небольшие различия. Производитель может применять к выпускаемым камерам одновременно ONVIF и PSIA, так как требования к сетевым устройствам стали преимущественно логическим стандартом, а не физическим. Так, например, компании Cisco и Milestone, выпускающие сетевое оборудование, включают в свою продукцию поддержку обеих спецификаций. К ним в этом плане собирается присоединиться и компания EInfochips, занимающаяся разработкой DVR/NVR-устройств, управляющего программного обеспечения и камер.
Проблемы с ONVIF
От производителей техники часто звучит утверждение, что их продукция совместима со стандартом ONVIF. Но иногда в этом отношении пользователи отмечают некоторые проблемы. Например, затруднительными могут быть действия, направленные на установку и настройку видеокамер для наблюдения, так как видеорегистратор может их не обнаруживать. При этом устройства могут быть в единой локальной сети. Частой проблемой является неработающий датчик движения или отказ функционирования программных функций.
Представленные проблемы могут быть связаны с тем, что не все устройства в сети действительно совместимы с протоколом ONVIF. Иногда производители указывают неправдивые сведения и совместимости со стандартами, принятыми на Open Network Video Interface Forum. Чтобы эти проблемы не возникали, следует приобретать оборудование тех компаний, которые являются официальными членами в ONVIF.
Причиной несовместимости может также быть различие профилей видеооборудования. Стоит учитывать тот факт, что поддержка ONVIF не является гарантией совместимости устройств. Для корректного функционирования системы должен быть использован Profile S. Он позволяет повысить вероятности совместимости в отношении основных характеристик в любой версии протокола.
Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.
Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.