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。

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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。