一、項目背景

隨著物聯網技術不斷發展，視頻監控系統在各個領域的應用越來越廣泛。其中，RTSP（Real Time Streaming Protocol）是一種常用的流媒體傳輸協議，可以實現對實時音視頻數據的傳輸和播放。為了實現視頻監控系統的網絡化和智能化，需要開發一個基于RTSP協議的視頻流服務器，能夠接收前端設備的視頻流，并提供RTSP協議的服務，方便客戶端進行實時的視頻瀏覽、回放等操作。

在開發過程中，為了提高開發效率、減少開發難度和成本，同時具備良好的可擴展性和可維護性，我選擇使用Qt和Live555庫來搭建RTSP服務器。Qt是一個跨平臺的C++應用程序開發框架，具有完善的GUI界面設計工具和豐富的功能模塊，可以大大簡化開發過程；而Live555是一個跨平臺的流媒體開發庫，支持多種流媒體協議，包括RTSP、SIP、RTP等，可以幫助我們快速實現視頻流的傳輸和處理。

該項目將主要實現以下功能：

1. 實現Qt+Live555環境下的RTSP服務器搭建，支持多路視頻流的傳輸和播放。
2. 基于Qt的GUI界面設計，方便用戶進行配置和管理。
3. 實現視頻編碼格式的自適應性，支持H.264、H.265等常用視頻編碼格式。
4. 實現視頻流的加密和解密，并支持RTSP over HTTPS安全通信協議。
5. 實現基本的用戶權限管理和日志記錄功能。

二、RTSP介紹

RTSP服務器是一種提供流媒體服務的服務器，它采用RTSP協議與客戶端進行通信，支持音視頻數據的傳輸和控制。RTSP（Real-Time Streaming Protocol）實時流傳輸協議是一個應用層協議，通過TCP或UDP傳輸數據，用于實現多媒體數據的實時傳輸。

RTSP服務器主要用于流媒體直播、點播、錄像等應用場景，可以讓用戶通過網絡實時觀看視頻、聽取音頻等。RTSP服務器一般具有以下功能：

1. 實現流媒體數據的傳輸和控制，包括建立連接、傳輸媒體數據、暫停播放、快進快退等；
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. 支持多種網絡傳輸協議，如UDP、TCP、HTTP、HTTPS等；
4. 支持多種安全性認證方式，如用戶名密碼認證、數字證書認證等；
5. 支持擴展功能，如實時轉碼、負載均衡、集群部署等。

常見的RTSP服務器軟件包括Live555、Wowza Media Server、Darwin Streaming Server等。使用RTSP服務器可以輕松實現基于網絡的流媒體服務，滿足直播、視頻會議、遠程監控等應用場景需求。

三、Live555庫介紹

Live555庫是一個開源的多媒體流媒體服務框架，它提供了一系列的C++類和庫函數，用于開發基于標準網絡協議的流媒體應用程序。該庫主要用于實現RTP/RTCP、RTSP、SIP以及SDP等標準協議，可以方便地實現視頻/音頻的網絡傳輸、播放、錄制和轉碼等功能。

Live555庫具有以下特點：

1. 適用于各種平臺和操作系統，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等多種網絡傳輸協議；
4. 支持IPv4和IPv6雙棧網絡環境；
5. 可以通過插件機制擴展功能。

使用Live555庫進行開發，可以快速搭建基于網絡的流媒體應用程序。例如，可以使用該庫實現RTSP服務器或客戶端，實現視頻直播、遠程監控、視頻會議等應用場景。同時，Live555庫也可以作為其他流媒體服務器軟件的基礎組件，例如： Wowza Media Server、Darwin Streaming Server等。

四、實現流程

在Qt中搭建RTSP服務器，可以使用開源的Live555庫。Live555是一個跨平臺、C++語言編寫的多媒體開發庫，支持RTSP和SIP等常見協議，并且有完整的服務器和客戶端實現。

下面是在Qt中基于Live555庫實現簡單的RTSP服務器的步驟：

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

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

【2】創建一個Qt控制臺應用程序。在Qt Creator中創建一個空的控制臺應用程序，并在項目的.pro文件中添加Live555庫的鏈接選項，例如：

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

【3】編寫RTSP服務器代碼。創建一個類繼承自live555庫中的RTSPServer類，并實現相應的虛函數，createNewSession()和deleteStream()。

【4】啟動RTSP服務器。在main()函數中創建RTSP服務器對象，并調用start()函數啟動服務器，如下所示：

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

【5】測試。使用RTSP客戶端工具（如VLC播放器）連接本地的RTSP服務器，并播放視頻流。

五、實現代碼

下面是使用Qt+Live555搭建RTSP服務器的核心代碼示例：

#include 
 #include 
 ?
 class VideoStreamSource : public FramedSource {
 public:
   static VideoStreamSource* createNew(UsageEnvironment& env) {
     return new VideoStreamSource(env);
   }
   virtual void doGetNextFrame() {
     // 將視頻數據幀復制到fTo處并設置fFrameSize和fNumTruncatedBytes，然后調用afterGetting()函數通知視頻幀可用。
     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) {
       // 創建一個新的會話以支持RTSP客戶端請求的視頻流
       session = ServerMediaSession::createNew(envir(), streamName);
       // 將視頻幀添加到會話中
       VideoStreamSource* videoSource = VideoStreamSource::createNew(envir());
       session->addSubsession(MPEG4VideoStreamDiscreteFramer::createNew(envir(), videoSource, false));
       addServerMediaSession(session);
     }
     return session;
   }
 };
 ?
 int main(int argc, char *argv[]) {
   // 創建一個QT應用程序實例
   QCoreApplication app(argc, argv);
 ?
   // 創建一個RTSP服務器實例，并監聽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Qt事件循環
   return app.exec();
 }

上面的代碼實現了以下幾個功能：

• 創建了一個VideoStreamSource類，用于獲取視頻數據幀并封裝成FramedSource對象。
• 創建了一個MyRTSPServer類繼承自RTSPServer，重寫了lookupSession()函數，用于創建和添加新的視頻流會話到RTSP服務器中。
• 在main()函數中創建了一個Qt應用程序實例，以及一個RTSP服務器實例，并啟動Qt事件循環。

審核編輯 黃宇