现在制造业很多都是用的海康的摄像头，作为程序员有时候需要对接海康摄像头，实现门禁访问控制，监控预览，录像文件下载等功能。

一、开发环境准备

在海康官网下载SDK开发文档及库文件：
https://open.hikvision.com/download/5cda567cf47ae80dd41a54b3?type=10
根据软件部署的平台选择对应的版本，这里以win64版本为例。
在这里插入图片描述

将下载好的库文件复制粘贴加入到java项目中，并改名为lib文件夹。
在这里插入图片描述
注意：demo里的examples.jar和jna.jar也需要放在lib文件下，以方便调试。
在这里插入图片描述
然后在project structure中加入lib库文件中。
在这里插入图片描述
将下载下来的demo中的文件复制粘贴到项目文件中，填入对应的摄像头的账号密码。执行程序，若显示登录成功，则表示调试成功。
在这里插入图片描述

二、实现java调用设备接口

打开下载的《设备网络SDK使用手册.chm》作为参考，在该手册中java如何对接海康摄像头有详细说明。在这里插入图片描述

由于设备网络SDK是封装的动态链接库（Windows的dll或者Linux的so），各种开发语言对接SDK，都是通过加载动态库链接，调用动态库中的接口实现功能模块对接，因此，设备网络SDK的对接不区分开发语言，而且对接的流程和对应的接口都是通用的，各种语言调用动态库的方式有所不同。

java语言是通过JNA的方式调用动态链接库中的接口，实现在java语言中调用C/C++语言封装的接口。

因此，java的类文件不需要编写任何业务代码实现某接口来调用设备，而是声明一个接口就能调用设备的功能了。

这只需要在一个java接口中描述目标native library的函数与结构，JNA将自动实现Java接口到native function的映射，而不需要编写任何Native/JNI代码，大大降低了Java调用动态链接库的开发难度。

JNA调用C/C++的过程大致如下：
在这里插入图片描述

（一）加载动态链接库

通过java调用海康官方提供的设备功能，首先需要自定义一个接口加载dll文件，比如demo中是声明HCNetSDK的接口，该接口继承Library 或 StdCallLibrary。

默认的是继承Library ，如果动态链接库里的函数是以stdcall方式输出的，那么就继承StdCallLibrary。接口内部需要一个公共静态常量：INSTANCE，通过这个常量，就可以获得这个接口的实例，从而使用接口的方法，也就是调用外部dll/so的函数。

INSTANCE常量通过 Native.loadLibrary() API函数获得，（新版本的jna中，常量是通过Native.load()函数获取的）该函数有2个参数：

// SDK接口说明,HCNetSDK.dll
public interface HCNetSDK extends StdCallLibrary {
	HCNetSDK INSTANCE = (HCNetSDK) Native.loadLibrary("E:\\DEMO_TEST\\JAVA_Demo\\JNA_TEST\\lib\\HCNetSDK.dll", HCNetSDK.class);
	// 动态库中结构体、接口描述
}

这里是采用的是绝对路径，为防止项目工程路径的变化，可以改为获取动态路径。

public class XXDemo {
	static HCNetSDK hCNetSDK = null;

    //动态库加载，根据软件所属操作系统的工程文件目录动态获取库文件路径
	private static boolean createSDKInstance() {
	    if (hCNetSDK == null) {
	        synchronized (HCNetSDK.class) {
	            String strDllPath = "";
	            try {
	                if (osSelect.isWindows())
	                    //win系统加载库路径
	                    strDllPath = System.getProperty("user.dir") + "\\lib\\HCNetSDK.dll";
	                else if (osSelect.isLinux())
	                    //Linux系统加载库路径
	                    strDllPath = System.getProperty("user.dir") + "/lib/libhcnetsdk.so";
	                hCNetSDK = (HCNetSDK) Native.loadLibrary(strDllPath, HCNetSDK.class);
	            } catch (Exception ex) {
	                System.out.println("loadLibrary: " + strDllPath + " Error: " + ex.getMessage());
	                return false;
	            }
	        }
	    }
	    return true;
	}
	
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		//调用函数之前先加载动态链接库
		if (hCNetSDK == null) {
		    if (!createSDKInstance()) {
		        System.out.println("Load SDK fail");
		        return;
		    }
		}
	}
}

类似的，别的dll库文件的接口也是如此进行声明。

// 播放库函数声明,PlayCtrl.dll
public interface PlayCtrl extends StdCallLibrary{
    PlayCtrl INSTANCE = (PlayCtrl) Native.loadLibrary("E:\\DEMO_TEST\\JAVA_Demo\\JNA_TEST\\lib\\PlayCtrl.dll", PlayCtrl.class);
    // 播放库中结构体，接口描述
}

（二）结构体、接口重定义

dll和so是C/C++语言函数的集合和容器，与Java中的接口概念吻合，所以JNA把dll文件和so文件看成一个个接口。

在JNA中定义一个接口就是相当于了定义一个DLL/SO文件的描述文件，该接口代表了动态链接库中发布的所有函数，对于程序不需要的函数，可以不在接口中声明。

例如，官方demo中的HCNetSDK的java接口声明了HCNetSDK.dll/so文件很多的接口。在实际开发中可以不需要声明这么多接口，只取某些需要的接口重新进行分组。

若在《设备网络SDK使用手册》查找功能时发现某些接口在demo中没有，则可以在HCNetSDK.h头文件搜索对应的接口，然后在java中声明该接口的定义。
在这里插入图片描述

1.类型映射

接口中使用的函数必须与链接库中的函数原型保持一致，因为C/C++的类型与Java的类型是不一样的，动态库中的C/C++的数据类型必须转换成java对应类型，这就是类型映射(Type Mappings)。

默认的类型映射可以参考JNA官网的类型映射表。(国内镜像链接 https://gitee.com/mirrors/jna/)
在这里插入图片描述

2.结构体和类的转换

Java中没有结构体（struct）这种数据类型，JNA为我们提供了Structure这个类，只要继承该类，就可实现java结构体，相当于转换成java中的类。

例如，NET_DVR_USER_LOGIN_INFO结构体需要在HCNetSDK接口中进行重定义，转换方式如下：

//C++中NET_DVR_USER_LOGIN_INFO结构体定义
typedef struct{
    char sDeviceAddress[NET_DVR_DEV_ADDRESS_MAX_LEN];
    BYTE byUseTransport;  // 是否启用能力集透传，0--不启用透传，默认，1--启用透传
    WORD wPort;
    char sUserName[NET_DVR_LOGIN_USERNAME_MAX_LEN];
    char sPassword[NET_DVR_LOGIN_PASSWD_MAX_LEN];
    fLoginResultCallBack cbLoginResult;
    void *pUser;
    BOOL bUseAsynLogin;
    BYTE byProxyType;   // 0:不使用代理，1：使用标准代理，2：使用EHome代理
    BYTE byUseUTCTime;  // 0-不进行转换，默认,1-接口上输入输出全部使用UTC时间,SDK完成UTC时间与设备时区的转换,2-接口上输入输出全部使用平台本地时间，SDK完成平台本地时间与设备时区的转换
    BYTE byLoginMode;   // 0-Private 1-ISAPI 2-自适应
    BYTE byHttps;       // 0-不适用tls，1-使用tls 2-自适应
    LONG iProxyID;      // 代理服务器序号，添加代理服务器信息时，相对应的服务器数组下表值
    BYTE byVerifyMode;  // 认证方式，0-不认证，1-双向认证，2-单向认证；认证仅在使用TLS的时候生效;
    BYTE byRes3[119];
}NET_DVR_USER_LOGIN_INFO,*LPNET_DVR_USER_LOGIN_INFO;

// 宏定义
#define NET_DVR_DEV_ADDRESS_MAX_LEN 129
#define NET_DVR_LOGIN_USERNAME_MAX_LEN 64
#define NET_DVR_LOGIN_PASSWD_MAX_LEN 64

注意转换之后，java类中的属性都为public，这意味着可以直接进行属性的修改和读取，而不需要进行get和set方法的声明和操作。

// SDK接口说明,HCNetSDK.dll
public interface HCNetSDK extends StdCallLibrary {

    HCNetSDK INSTANCE = (HCNetSDK) Native.loadLibrary("E:\\DEMO_TEST\\JAVA_Demo\\JNA_TEST\\lib\\HCNetSDK.dll", HCNetSDK.class);

    // 动态库中结构体、接口描述
    public static class NET_DVR_USER_LOGIN_INFO extends Structure{
        public byte[] sDeviceAddress = new byte[NET_DVR_DEV_ADDRESS_MAX_LEN];
        public byte byUseTransport;
        public short wPort;
        public byte[] sUserName = new byte[NET_DVR_LOGIN_USERNAME_MAX_LEN];
        public byte[] sPassword = new byte[NET_DVR_LOGIN_PASSWD_MAX_LEN];
        public FLoginResultCallback cbLoginResult;
        public Pointer pUser;
        public boolean bUseAsynLogin;
        public byte byProxyType;   // 0:不使用代理，1：使用标准代理，2：使用EHome代理
        public byte byUseUTCTime;  // 0-不进行转换，默认,1-接口上输入输出全部使用UTC时间,SDK完成UTC时间与设备时区的转换,2-接口上输入输出全部使用平台本地时间，SDK完成平台本地时间与设备时区的转换
        public byte byLoginMode;   // 0-Private 1-ISAPI 2-自适应
        public byte byHttps;       // 0-不适用tls，1-使用tls 2-自适应
        public int iProxyID;    // 代理服务器序号，添加代理服务器信息时，相对应的服务器数组下表值
        public byte byVerifyMode;  // 认证方式，0-不认证，1-双向认证，2-单向认证；认证仅在使用TLS的时候生效;
        public byte[] byRes2 = new byte[119];

        // 结构体中重写getFieldOrder方法，FieldOrder顺序要和结构体中定义的顺序保持一致
        @Override
        protected List getFieldOrder(){
            return  Arrays.asList("sDeviceAddress","byUseTransport","wPort","sUserName","sPassword",                                                               "cbLoginResult","pUser","bUseAsynLogin","byProxyType","byUseUTCTime",
                                  "byLoginMode","byHttps","iProxyID","byVerifyMode","byRes2");
        } 

    }

    // 常量（宏）定义
    public static final int NET_DVR_DEV_ADDRESS_MAX_LEN = 129;
    public static final int NET_DVR_LOGIN_USERNAME_MAX_LEN = 64;
    public static final int NET_DVR_LOGIN_PASSWD_MAX_LEN = 64;   
}

3.接口转换

在HCNetSDK接口中声明的方法要和开发包中HCNetSDK.h的头文件中声明的函数对应上，其中方法名、参数列表、返回值都要和HCNetSDK.h中的函数对应，HCNetSDK.h头文件的函数转换到java中声明，转换方式如下所示:

/******************************** SDK接口函数声明 *********************************/

// 初始化SDK，调用其他SDK函数的前提
NET_DVR_API BOOL __stdcall NET_DVR_Init();  

// 启用日志文件写入接口
NET_DVR_API BOOL __stdcall NET_DVR_SetLogToFile(DWORD nLogLevel ,char* strLogDir, BOOL bAutoDel); 

// 返回最后操作的错误码
NET_DVR_API DWORD __stdcall NET_DVR_GetLastError(); 

// 释放SDK资源，在程序结束之前调用
NET_DVR_API BOOL __stdcall NET_DVR_Cleanup(); 

// 登录接口
NET_DVR_API LONG __stdcall NET_DVR_Login_V40(
    LPNET_DVR_USER_LOGIN_INFO pLoginInfo,
    LPNET_DVR_DEVICEINFO_V40 lpDeviceInfo ); 

// 用户注销
NET_DVR_API BOOL __stdcall NET_DVR_Logout(LONG lUserID); 

// 回调函数声明，登录状态回调函数
typedef void (CALLBACK *fLoginResultCallBack) (
    LONG lUserID, DWORD dwResult,
    LPNET_DVR_DEVICEINFO_V30 lpDeviceInfo , 
    void* pUser );

转换到java中时，注意类型转换

// SDK接口说明,HCNetSDK.dll
public interface HCNetSDK extends StdCallLibrary {

HCNetSDK INSTANCE = (HCNetSDK) Native.loadLibrary("E:\\DEMO_TEST\\JAVA_Demo\\JNA_TEST\\lib\\HCNetSDK.dll", HCNetSDK.class);

    /*** API函数声明 ***/

    // 初始化SDK，调用其他SDK函数的前提
    boolean NET_DVR_Init();  

    // 启用日志文件写入接口
    boolean NET_DVR_SetLogToFile(int bLogEnable , String  strLogDir, boolean bAutoDel); 

    // 返回最后操作的错误码
    int NET_DVR_GetLastError();  

    // 释放SDK资源，在程序结束之前调用
    boolean NET_DVR_Cleanup();

    // 登录接口
    int NET_DVR_Login_V40(NET_DVR_USER_LOGIN_INFO pLoginInfo, NET_DVR_DEVICEINFO_V40 lpDeviceInfo); 

    // 用户注销
    boolean NET_DVR_Logout(int lUserID); 

    // 回调函数申明
    public static interface FLoginResultCallback extends StdCallCallback{
	    // 登录状态回调函数
	    public int invoke(int lUserID,int dwResult,NET_DVR_DEVICEINFO_V30 lpDeviceinfo,Pointer pUser);
    } 
}

4.方法调用

经过上述的操作，JNA工程已经创建完成，结构体和函数也在HCNetSDK接口类中进行了转换，后续就可以在主类中实现调用。
在这里插入图片描述
以下为官方demo中的示例，以实现用户注册功能模块为例，解释了接口调用的流程。

public class jna_test {
    // 接口的实例，通过接口实例调用外部dll/so的函数
    static HCNetSDK hCNetSDK = HCNetSDK.INSTANCE; 

    // 用户登录返回句柄
    static int lUserID;  
    int iErr = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        jna_test test01 = new jna_test();
        // 初始化
        boolean initSuc = hCNetSDK.NET_DVR_Init();
        if (initSuc != true) {
            System.out.println("初始化失败");
        }
        // 打印SDK日志
        hCNetSDK.NET_DVR_SetLogToFile(3, ".\\SDKLog\\", false);
        // 用户登陆操作
        test01.Login_V40("192.168.1.64",(short)8000,"admin","test12345");
        /*
        *实现SDK中其余功能模快
        */
        Thread.sleep(5000);
        //用户注销，释放SDK
        test01.Logout();    
    }
    /**
     *
     * @param m_sDeviceIP 设备ip地址
     * @param wPort       端口号，设备网络SDK登录默认端口8000
     * @param m_sUsername 用户名
     * @param m_sPassword 密码
     */
    public void Login_V40(String m_sDeviceIP,short wPort,String m_sUsername,String m_sPassword) {
        /* 注册 */
        // 设备登录信息
        HCNetSDK.NET_DVR_USER_LOGIN_INFO m_strLoginInfo = new HCNetSDK.NET_DVR_USER_LOGIN_INFO();

        // 设备信息
        HCNetSDK.NET_DVR_DEVICEINFO_V40 m_strDeviceInfo = new HCNetSDK.NET_DVR_DEVICEINFO_V40();
        m_strLoginInfo.sDeviceAddress = new byte[HCNetSDK.NET_DVR_DEV_ADDRESS_MAX_LEN];
        System.arraycopy(m_sDeviceIP.getBytes(), 0, m_strLoginInfo.sDeviceAddress, 0, m_sDeviceIP.length());
        m_strLoginInfo.wPort =wPort ;
        m_strLoginInfo.sUserName = new byte[HCNetSDK.NET_DVR_LOGIN_USERNAME_MAX_LEN];
        System.arraycopy(m_sUsername.getBytes(), 0, m_strLoginInfo.sUserName, 0, m_sUsername.length());
        m_strLoginInfo.sPassword = new byte[HCNetSDK.NET_DVR_LOGIN_PASSWD_MAX_LEN];
        System.arraycopy(m_sPassword.getBytes(), 0, m_strLoginInfo.sPassword, 0, m_sPassword.length());
        // 是否异步登录：false- 否，true- 是
        m_strLoginInfo.bUseAsynLogin = false; 
        // write()调用后数据才写入到内存中
        m_strLoginInfo.write();  

        lUserID = hCNetSDK.NET_DVR_Login_V40(m_strLoginInfo, m_strDeviceInfo);
        if (lUserID == -1) {
            System.out.println("登录失败，错误码为" + hCNetSDK.NET_DVR_GetLastError());
            return;
        } else {
            System.out.println("登录成功！");

            // read()后，结构体中才有对应的数据 
            m_strDeviceInfo.read();  
            return;
        }
    }
    //设备注销 SDK释放
    public void Logout() {
        if (lUserID>=0)
        {
            if (hCNetSDK.NET_DVR_Logout(lUserID) == false) {
                System.out.println("注销失败，错误码为" + hCNetSDK.NET_DVR_GetLastError());
            }
            System.out.println("注销成功");
            hCNetSDK.NET_DVR_Cleanup();
            return;
        }
        else{
            System.out.println("设备未登录");
            hCNetSDK.NET_DVR_Cleanup();
            return;
        }
    }
}

我自己也写了个DEMO，放在gitee仓库了。可以提供参考：https://gitee.com/ZachLong/java-hik-camera

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