Qt搭建RTSP服务器

一、项目背景

随着物联网技术不断发展，视频监控系统在各个领域的应用越来越广泛。其中，RTSP（Real Time Streaming Protocol）是一种常用的流媒体传输协议，可以实现对实时音视频数据的传输和播放。为了实现视频监控系统的网络化和智能化，需要开发一个基于RTSP协议的视频流服务器，能够接收前端设备的视频流，并提供RTSP协议的服务，方便客户端进行实时的视频浏览、回放等操作。

在开发过程中，为了提高开发效率、减少开发难度和成本，同时具备良好的可扩展性和可维护性，我选择使用Qt和Live555库来搭建RTSP服务器。Qt是一个跨平台的C++应用程序开发框架，具有完善的GUI界面设计工具和丰富的功能模块，可以大大简化开发过程；而Live555是一个跨平台的流媒体开发库，支持多种流媒体协议，包括RTSP、SIP、RTP等，可以帮助我们快速实现视频流的传输和处理。

该项目将主要实现以下功能：

• 实现Qt+Live555环境下的RTSP服务器搭建，支持多路视频流的传输和播放。
  
• 基于Qt的GUI界面设计，方便用户进行配置和管理。
  
• 实现视频编码格式的自适应性，支持H.264、H.265等常用视频编码格式。
  
• 实现视频流的加密和解密，并支持RTSP over HTTPS安全通信协议。
  
• 实现基本的用户权限管理和日志记录功能。
  

二、RTSP介绍

RTSP服务器是一种提供流媒体服务的服务器，它采用RTSP协议与客户端进行通信，支持音视频数据的传输和控制。RTSP（Real-Time Streaming Protocol）实时流传输协议是一个应用层协议，通过TCP或UDP传输数据，用于实现多媒体数据的实时传输。

RTSP服务器主要用于流媒体直播、点播、录像等应用场景，可以让用户通过网络实时观看视频、听取音频等。RTSP服务器一般具有以下功能：

• 实现流媒体数据的传输和控制，包括建立连接、传输媒体数据、暂停播放、快进快退等；
  
• 支持多种编解码格式和媒体容器格式，如H.264、MPEG-4、AAC、MP3等；
  
• 支持多种网络传输协议，如UDP、TCP、HTTP、HTTPS等；
  
• 支持多种安全性认证方式，如用户名密码认证、数字证书认证等；
  
• 支持扩展功能，如实时转码、负载均衡、集群部署等。
  

常见的RTSP服务器软件包括Live555、Wowza Media Server、Darwin Streaming Server等。使用RTSP服务器可以轻松实现基于网络的流媒体服务，满足直播、视频会议、远程监控等应用场景需求。

三、Live555库介绍

Live555库是一个开源的多媒体流媒体服务框架，它提供了一系列的C++类和库函数，用于开发基于标准网络协议的流媒体应用程序。该库主要用于实现RTP/RTCP、RTSP、SIP以及SDP等标准协议，可以方便地实现视频/音频的网络传输、播放、录制和转码等功能。

Live555库具有以下特点：

• 适用于各种平台和操作系统，包括Windows、Linux、Mac OS X等；
  
• 支持常见的视频和音频格式，如H.264、MPEG-4、MP3、AAC等；
  
• 支持UDP、TCP、HTTP、HTTPS等多种网络传输协议；
  
• 支持IPv4和IPv6双栈网络环境；
  
• 可以通过插件机制扩展功能。
  

使用Live555库进行开发，可以快速搭建基于网络的流媒体应用程序。例如，可以使用该库实现RTSP服务器或客户端，实现视频直播、远程监控、视频会议等应用场景。同时，Live555库也可以作为其他流媒体服务器软件的基础组件，例如： Wowza Media Server、Darwin Streaming Server等。

四、实现流程

在Qt中搭建RTSP服务器，可以使用开源的Live555库。Live555是一个跨平台、C++语言编写的多媒体开发库，支持RTSP和SIP等常见协议，并且有完整的服务器和客户端实现。

下面是在Qt中基于Live555库实现简单的RTSP服务器的步骤：

【1】下载并安装Live555库。从官网下载最新版本的库。并按照文档说明进行安装。将Live555库的路径添加到Qt Creator的项目配置文件中。

【2】创建一个Qt控制台应用程序。在Qt Creator中创建一个空的控制台应用程序，并在项目的.pro文件中添加Live555库的链接选项，例如：

LIBS += -LLive555库的路径 -lliveMedia -lgroupsock -lUsageEnvironment -lBasicUsageEnvironment

【3】编写RTSP服务器代码。创建一个类继承自live555库中的RTSPServer类，并实现相应的虚函数，createNewSession()和deleteStream()。

【4】启动RTSP服务器。在main()函数中创建RTSP服务器对象，并调用start()函数启动服务器，如下所示：

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

【5】测试。使用RTSP客户端工具（如VLC播放器）连接本地的RTSP服务器，并播放视频流。

五、实现代码

下面是使用Qt+Live555搭建RTSP服务器的核心代码示例：

#include <liveMedia.hh>
 #include <BasicUsageEnvironment.hh>
 class VideoStreamSource : public FramedSource {
 public:
   static VideoStreamSource* createNew(UsageEnvironment& env) {
     return new VideoStreamSource(env);
   }
   virtual void doGetNextFrame() {
     // 将视频数据帧复制到fTo处并设置fFrameSize和fNumTruncatedBytes，然后调用afterGetting()函数通知视频帧可用。
     if (condition1 && condition2) {
         memcpy(fTo, fVideoFrame, fVideoFrameSize);
         afterGetting(this);
     } else {
         handleClosure(this);
     }
   }
 protected:
   VideoStreamSource(UsageEnvironment& env) : FramedSource(env) {
     // 初始化一些变量
   }
   virtual ~VideoStreamSource() {}
 private:
   // 一些成员变量
   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) {
       // 创建一个新的会话以支持RTSP客户端请求的视频流
       session = ServerMediaSession::createNew(envir(), streamName);
       // 将视频帧添加到会话中
       VideoStreamSource* videoSource = VideoStreamSource::createNew(envir());
       session->addSubsession(MPEG4VideoStreamDiscreteFramer::createNew(envir(), videoSource, false));
       addServerMediaSession(session);
     }
     return session;
   }
 };
 int main(int argc, char *argv[]) {
   // 创建一个QT应用程序实例
   QCoreApplication app(argc, argv);
   // 创建一个RTSP服务器实例，并监听9090端口
   MyRTSPServer* rtspServer = MyRTSPServer::createNew(*(app.instance()), 9090);
   if (rtspServer == NULL) {
     qDebug() << "Failed to create RTSP server: " << env.getResultMsg() << endl;
     exit(1);
   }
   // 启动Qt事件循环
   return app.exec();
 }

上面的代码实现了以下几个功能：

• 创建了一个VideoStreamSource类，用于获取视频数据帧并封装成FramedSource对象。
  
• 创建了一个MyRTSPServer类继承自RTSPServer，重写了lookupSession()函数，用于创建和添加新的视频流会话到RTSP服务器中。
  
• 在main()函数中创建了一个Qt应用程序实例，以及一个RTSP服务器实例，并启动Qt事件循环。