GB28181系列一：GB28181协议介绍

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        GB28181系列目录

目录

一、GB28181协议介绍

二、GB28181交互流程

1、注册

2、观看视频

3、控制

4、SDP

5、媒体保活：

6、RTP

7、SIP URL

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一、GB28181协议介绍

        GB28181使用SIP协议，SIP协议参考我的SIP系列：SIP系列目录

        GB28181 即 GB/T28181《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》。它是公安部提出的公共安全行业标准，用于监控视频监控设备之间的通信和互联，特别是对于监控摄像头、视频服务器、视频管理平台等设备之间的数据流和控制命令。它为视频监控系统提供了一种标准化的协议，可以确保不同厂家和型号的设备在同一系统中能够相互兼容和通信。

        GB28181使用SIP作为通信协议，并在 SIP 协议的基础之上做了些私有化处理，主要扩展了MESSAGE和INFO等方法；使用RTP协议传输音视频。

        功能特点如下：
        设备注册：设备进入联网系统时需向 SIP 服务器进行注册登记，注册信息包括设备的国标 ID、域国标 ID、IP 地址、端口号等，以便系统对设备进行识别和管理。
        设备信息获取：可以获取设备的相关信息，如设备类型、设备型号、设备状态等，还能够拉取与设备关联的摄像头信息，对于像 NVR 设备这种可能连接多个摄像头的情况，可方便地获取其下属摄像头的信息。
        实时视音频传输：支持实时拉取设备当前的视频数据，以便用户实时查看监控画面。
        设备控制：可向设备发送控制信息，例如对球机进行云台控制，实现摄像头的转动、变焦等操作。
        历史视音频查询与回放：能够查询设备的历史视频记录，包括查看哪些时间段有视频、文件大小等信息，并可以拉取指定时间段的视频进行回放和下载。

        版本发布情况如下：

        GB/T 28181-2022        现行
        GB/T 28181-2016        废止
        GB/T 28181-2011        废止

        GB28181可以让不同监控平台级联到一起并形成上下级关系，如下图所示：

        每个监控平台管理自己区域的摄像头，并且可以和其他监控平台通过GB28181协议对接。

        GB28181协议的上下级关系主要通过设备的SIP注册机制来实现，通常由平台和终端设备（如摄像头、视频服务器等）构成。

        平台：在GB28181中，平台通常是指视频监控管理系统或视频监控中心，它是终端设备的上级，负责统一的管理、调度和数据收集。平台可以同时管理多个终端设备，向其发送控制指令（如启动视频流、云台控制、录像等）。

        终端设备：终端设备是指具体的监控设备，如摄像头、视频服务器、传感器等。它们作为下级设备，向平台注册，接收来自平台的控制指令，并返回音视频数据。

        平台级联：监控平台A可以向监控平台B注册形成级联关系，注册完A就是B的下级。

        如下图所示：

        GB28181具体功能如下：

•注册类：注册，注销，校时，心跳
•点播类：实时点播，历史点播，回放控制(快进，快退，跳转，暂停，停止)，录像下载
•控制类：云台，远程重启，强制关键帧，电子放大/缩小，手动录像，布防/撤防，参数配置等
•查询类：目录，录像文件，设备信息，设备状态，预置位，设备参数
•订阅通知：目录，报警

二、GB28181交互流程

        GB28181标准网址：国家标准全文阅读|标准检索

1、注册

        设备上线之后首先向监控平台注册，注册流程如下：

        

2、观看视频

        之后监控平台可以向IPC发起会话，观看视频，如下图所示：

3、控制

        GB28181使用MESSAGE+xml的方式传输控制指令，控制分有应答和无应答两种流程。

        无应答命令流程：

        有应答命令流程：

        控制命令采用MANSCDP格式，消息体使用XML格式封装，GB28181中除了MANSCDP格式的控制命令，还有MANSRTSP格式的媒体控制命令。两者区别为：MANSCDP是控制描述协议，采用SIP Message消息体携带，负责设备控制、报警控制等命令；MANSRTSP是媒体回放控制协议，采用SIP INFO消息体携带，负责回放控制命令。关于Message和INFO的区分：Message不需要建立会话即可发送；INFO必须通过INVITE发起会话之后并且在会话期间才能发送。MANSCDP定义在官方文档的附录A中，MANSRTSP定义在附录B中。

        MANSCDP：MESSAGE消息头的Content-type定义为Content-type:Application/MANSCDP+xml；payload为xml封装的MANSCDP格式消息，是GB28181自定义的。

        MANSRTSP：INFO消息头的Content-type定义为Content-type:Application/MANSRTSP；payload为RTSP控制消息，即标准的RTSP信令。

        如下所示，为设备查询和目录查询命令流程：

4、SDP

        SDP在文档中的附录G中中说明，如下图所示：

        s字段：标识请求媒体流的操作类型，“Play"代表实时点播；“Playback”"代表历史回放；“Download”代表文件下载。

        m字段：“RTP/AVP”标识传输层协议为 RTP over UDP，采用“TCP/RTP/AVP”标识传输层协议为 RTP over TCP。

        y字段：为十进制整数字符串，表示SSRC值。格式如下：dddddddddd。其中，第1位为历史或实时媒体流的标识位，0为实时，1为历史；第2位至第6位取20位SIP监控域ID中的4到8位作为域标识，例如“13010000002000000001”中取数字“10000”；第7位至第10位作为域内媒体流标识，是一个与当前域内产生的媒体流SSRC值后4位不重复的四位十进制整数，即随机数。SSRC是由SIP监控域产生的，并作为RTP中的ssrc值，关于SIP监控域ID的定义参考附录E。如下图所示为SSRC的交换示意图：

        1、点播域内的设备：

        2、点播域外的监控平台：

        f字段：f=v/编码格式/分辨率/帧率/码率类型/码率大小a/编码格式/码率大小/采样率。各项
具体含义可参考官方文档。只有视频的时候f=v/编码格式/分辨率/帧率/码率类型/码率大小a///；只有音频的时候f=v/(这里有5个/)a/编码格式/码率大小/采样率。注意。之间是没有空格的。

        a=setup:TCP连接方式(表示本SDP发送者在RTP over TCP连接建立时是主动还是被动发起 TCP连接，“active”为主动，“passive”为被动)。

        a=connection:new(表示采用RTP over TCP 传输时新建或重用原来的TCP连接,可固定采用新建TCP连接的方式)。

5、媒体保活：

        媒体保活机制定义在附录K和L中，注册成功后，根据设备端配置的保活时间(通常30秒到3分钟)，设备周期性发送状态报送消息给平台。

6、RTP

        GB28181使用RTP传输音视频，有两种方式：UDP、TCP。UDP和RTSP中的没有区别，但是TCP有区别。

        目前RTSP有两个版本1.0和2.0，1.0定义在RFC2326中，2.0定义在RFC7826。2.0是2016年由IETF发布的RTSP新标准，不过现在基本使用的都是RTSP1.0，就算有使用2.0的，也会兼容1.0。而GB28181则使用RFC4571中定义的RTP，这里面RTP over TCP方式和以往的不同。

        RFC2326中RTP over TCP的数据包是这样的：

| magic number | channel number | data length | data  |magic number - 

magic number：   RTP数据标识符，"$" 一个字节
channel number： 信道数字 - 1个字节，用来指示信道
data length ：   数据长度 - 2个字节，用来指示插入数据长度
data ：          数据 - ，比如说RTP包，总长度与上面的数据长度相同

        而RFC4571中的RTP over TCP的数据包确是这样的：

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
    ---------------------------------------------------------------
   |             LENGTH            |  RTP or RTCP packet ...       |
    ---------------------------------------------------------------

        RFC2326中用channel number标识消息类型，因为RTSP中信令和和音视频都是通过同一个TCP通道传输，所以必须通过channel number区分。而GB28181中信令和媒体数据是不同的传输通道，所以不用去区分。

        RFC4571标准格式：长度(2字节) + RTP头 + 数据

        RFC2326标准格式：$(1字节) + 通道号(1字节) + 长度(2字节) + RTP头 + 数据

7、SIP URL

        GB28181中SIP URL格式为sip:<SIP监控域ID>@<ip>:<port>，SIP监控域ID有20位。

        SIP监控域ID由中心编码(8位)、行业编码(2位)、类型编码(3位)、网络标识(1位)和序号(6位)5个码段共20位十进制数字字符构成，即系统编码 = 中心编码 + 行业编码 + 类型编码 + 网络标识 +序号。具体定义可参考附录E。