Web操作攝像頭、高拍儀、指紋儀等設備的功能擴展方案

摘要：信息系統開發中難免會有要操作攝像頭、高拍儀、指紋儀等硬件外設，或者諸如獲取機器簽名、硬件授權保護（加密鎖）檢測等情況。受限於Web本身運行機制，就不得不使用Active、瀏覽器插件進行能力擴展了。本文主要向大分享一種基於URL Scheme的Web功能擴展方法，供大家參考。

目錄

• 一、方案對比
  • 1.1 ActiveX
  • 1.2 Chrome擴展插件
  • 1.3 自定義URL Scheme方案
• 二、方案實現
  • 2.1 協議進程
  • 2.2 擴展應用集成Http Server
  • 2.3 關鍵問題跨域訪問
• 三、Web頁如何調用？
  • 3.1 調起助手
  • 3.2 操作反饋結果獲取
• 四、實現效果

一、方案對比

1.1 ActiveX

早期的IE瀏覽器擴展方法，可以使用VB6、C++、.Net等編寫，曾經使用VB6編寫過指紋儀操控，IE6時代還好配置，后面IE7、IE8出來后兼容性就實在頭大了，其它瀏覽器出來后就更難於解決了，便再沒有使用過此方案了。缺點是對瀏覽器限制太多、兼容性太差，難於部署及調用，且只支持IE。

1.2 Chrome擴展插件

Chrome系瀏覽器的插件擴展方法，由於對此不熟，沒有實際使用過，在此不作介紹。明顯的缺點便是只支持Chrome系列。

1.3 自定義URL Scheme方案

此方案便是本文介紹的方案，方案大致過程是，Web頁面使用自定義URL協議驅動起協議進程 ， 再由協議進程拉起擴展功能WinForm應用進程，Web頁通過HTTP與擴展應用通信，操控擴展功能，如下圖所示：

二、方案實現

2.1 協議進程

協議進程主要功能是：注冊、反注冊URL Scheme；協議調用時負責檢查擴展功能WinForm應用是否已啟動，如果沒有啟動則拉起擴展應用，否則直接退出無動作。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Web;
using System.Threading.Tasks;
using System.Diagnostics;
using System.Reflection;
using System.Windows.Forms;
using Microsoft.Win32;


namespace UrlHook
{
    /// <summary>
    /// 協議入口程序
    /// </summary>
    class Program
    {
        #region 私有成員
        private const string PROTOCOL = "Hdc";
        private const string URL_FILE = "origin.set";
        #endregion

        #region 入口點
        /// <summary>
        /// 應用程序的主入口點。
        /// </summary>
        [STAThread]
        static void Main(params string[] args)
        {
            if (args.Length < 1)
                return;

            var first = args[0].Trim().ToLower();
            var second = false;
            if (args.Length >= 2)
                second = args[1].Trim().ToLower() == "-q";

            switch (first)
            {
                case "-i":
                    RegistrUrl(second);
                    return;
                case "-u":
                    UnregistrUrl(second);
                    return;
            }

            try
            {

                if (Process.GetProcessesByName("HdcClient").Any())
                {
                    return;
                }

                //啟動進程
                Process p = new Process();
                p.StartInfo.FileName = Assembly.GetExecutingAssembly().Location;
                p.StartInfo.FileName = p.StartInfo.FileName.Substring(0, p.StartInfo.FileName.LastIndexOf("\\"));
                p.StartInfo.WorkingDirectory = p.StartInfo.FileName;
                p.StartInfo.FileName += "\\HdcClient.exe";
                p.Start();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.ToString(), "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
            }
        }
        #endregion

        #region 私有方法
        /// <summary>
        /// 向注冊表注冊URL地址
        /// </summary>
        private static void RegistrUrl(bool quiet = false)
        {
            var exePath = Assembly.GetExecutingAssembly().Location;

            RegistryKey root = Registry.ClassesRoot.CreateSubKey(PROTOCOL);
            root.SetValue(null, "Url:" + PROTOCOL);
            root.SetValue("URL Protocol", exePath);

            var deficon = root.CreateSubKey("DefaultIcon");
            deficon.SetValue(null, exePath + ",1", RegistryValueKind.String);

            var shell = root.CreateSubKey("shell")
                .CreateSubKey("open")
                .CreateSubKey("command");

            shell.SetValue(null, "\"" + exePath + "\" \"%1\"");

            shell.Close();
            deficon.Close();
            root.Close();

            if (!quiet)
            {
                MessageBox.Show("恭喜，協義注冊成功；如果仍不生效，請償試重啟瀏覽器...", "提示"
                    , MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 解除協議注冊
        /// </summary>
        private static void UnregistrUrl(bool quiet = false)
        {
            RegistryKey root = Registry.ClassesRoot.OpenSubKey(PROTOCOL, true);
            if (root != null)
            {
                root.DeleteSubKeyTree("shell", false);
                Registry.ClassesRoot.DeleteSubKeyTree(PROTOCOL, false);
                root.Close();
            }

            Registry.ClassesRoot.Close();

            if (!quiet)
            {
                MessageBox.Show("協議解除成功，客戶端已經失效。", "提示"
                        , MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);
            }
        }
        #endregion
    }
}

2.2 擴展應用集成Http Server

Web頁是通過HTTP協議與擴展WinForm應用通信的，所以我們要在擴展應用中集成一個HTTP Server，這里我們采用的是.Net的OWIN庫中的Kestrel，輕量、使用簡單，雖然在WinForm中只支持Web API，但已經夠用了。這里我們的監聽的是http://localhost:27089，端口選擇盡量選5位數的端口，以免與客戶機的其它應用沖突。

//main.cs
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Diagnostics;
using System.IO;
using Microsoft.Owin.Hosting;
using System.Reflection;

namespace HdcClient
{
    static class Program
    {
        /// <summary>
        /// 應用程序的主入口點。
        /// </summary>
        [STAThread]
        static void Main()
        {
            //不能同時啟動多個
            var query = from p in Process.GetProcesses()
                        where p.ProcessName == "HdcClient"
                        && p.Id != Process.GetCurrentProcess().Id
                        select p;

            if (query.Any())
            {
                IntPtr winHan = query.First().MainWindowHandle;
                if (winHan.ToInt32() == 0 && File.Exists("win.hwd"))
                {
                    winHan = (IntPtr)Convert.ToInt64(File.ReadAllText("win.hwd"), 16);
                }

                ShowWindow(winHan, 4);
                SetForegroundWindow(winHan);
                return;
            }

            //重定向路徑
            var path = Assembly.GetExecutingAssembly().Location;
            path = Path.GetDirectoryName(path);
            Directory.SetCurrentDirectory(path);

            //啟動服務通信
            WebApp.Start<Startup>("http://localhost:27089");

            Application.EnableVisualStyles();
            Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
            Application.Run(new FrmMain());
        }


    }
}

//Startup.cs
using System.IO;
using System.Web.Http;

using Microsoft.Owin;
using Microsoft.Owin.FileSystems;
using Microsoft.Owin.StaticFiles;
using Owin;

namespace HdcClient
{
    /// <summary>
    ///Web啟動程序
    /// </summary>
    public class Startup
    {
        /// <summary>
        /// 配置各中間件
        /// </summary>
        /// <param name="appBuilder"></param>
        public void Configuration(IAppBuilder appBuilder)
        {
            //配置API路由
            HttpConfiguration config = new HttpConfiguration();

            config.Routes.MapHttpRoute(
                name: "MediaApi",
                routeTemplate: "api/media/{action}/{key}",
                defaults: new
                {
                    controller = "media"
                }
            );

            config.Routes.MapHttpRoute(
                name: "DefaultApi",
                routeTemplate: "api/{controller}/{action}/{id}",
                defaults: new
                {
                    id = RouteParameter.Optional
                }
            );

            appBuilder.Use<Api.CorsOptionsMiddleware>();
            appBuilder.UseWebApi(config);
        }
    }
}

2.3 關鍵問題跨域訪問

助手雖然使用localhost本地地址與Web頁通信，但是像chrome這樣嚴格檢測跨域訪問的瀏覽器，仍然會有跨域無法訪問擴展應用的問題。因此，HTTP Server要開啟允許跨域訪問，我們定義一個中間件來處理跨域，代碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.Owin;


namespace HdcClient.Api
{
    /// <summary>
    /// CORS時OPTIONS提交響應
    /// </summary>
    public class CorsOptionsMiddleware : OwinMiddleware
    {
        #region 構造方法
        /// <summary>
        /// 初始化中間件
        /// </summary>
        /// <param name="next"></param>
        public CorsOptionsMiddleware(OwinMiddleware next)
            :base(next)
        {

        }
        #endregion

        #region 重寫方法
        /// <summary>
        /// 響應跨域請求
        /// </summary>
        /// <param name="context">請求上下文</param>
        /// <returns></returns>
        public override Task Invoke(IOwinContext context)
        {
            if (context.Request.Method.ToUpper() != "OPTIONS")
                return this.Next.Invoke(context);

            var response = context.Response;
            response.Headers.Append("Access-Control-Allow-Origin", "*");
            response.Headers.Append("Access-Control-Allow-Methods", "*");
            response.Headers.Append("Access-Control-Allow-Headers", "x-requested-with");
            response.Headers.Append("Access-Control-Allow-Headers", "content-type");
            response.Headers.Append("Access-Control-Allow-Headers", "content-length");

            return Task.FromResult<string>("OK");
        }
        #endregion
    }
}

三、Web頁如何調用？

3.1 調起助手

/*
 * 硬件設備控制訪問控制
 *       
 * @Alphaair
 * 20151114 create.
 * 20190723 移值，更換AJAX庫。
**/

import http from "axios";

const hdc = {
    VERSION: '2.0.0',
    CLIENT_URL: 'http://localhost:27089/',
    getRootUrl: function () {
        ///<summary>獲取當前訪問地址根URL</summary>

        var url = location.protocol + '//';
        url += location.host;

        return url;
    },
    openClient: function (callback, count) {
        ///<summary>開啟客戶端組件</summary>

        let url = `${this.CLIENT_URL}api/pipe/test`;
        http.get(url, {
            responseType: 'text'
        }).then(rsp => {
            //錯誤
            if (rsp.stack)
                throw rsp;

            try {
                if (callback)
                    callback();
            }
            catch (err) {
                alert(err.message);
                console.error(err);
            }
        }).catch(err => {
            console.error(err);
            if (count >= 10) {
                alert("客戶端組件啟動失敗，請確認是否已經正常安裝或者償試手工啟動！");
                return;
            }

            count = count || 1;
            if (count < 3) {
                let origin = this.getRootUrl();
                origin = encodeURIComponent(origin);
                window.open(`Hdc://startup/${origin}`);
            }

            //遞歸
            setTimeout(function () {
                count = count || 1;
                count++;
                hdc.openClient(callback, count);
            }, 5000);
        });
    },
    /**
     * 啟動身份證讀取
     * 
     * @param {Function} callback 讀取回調
     * 
     */
    readIdCard: function (callback) {

        const self = this;
        let url = `${self.CLIENT_URL}/api/IdReader/Reading`;
        http.get(url, {
            params: {
                _ds: (new Date()).getTime()
            }
        }).then(rsp => {
            let fkb = rsp.data;
            if (fkb.Success) {
                callback(fkb);
            }
            else {
                alert(fkb.Message);
            }
        }).catch(err => {
            console.error('身份證閱讀器啟動失敗，可能客戶端未打開.', err);
            callback(false);
        });
    },
    /**
     * 獲取身份證號碼掃描結果
     * 
     * @param {Function} callback 讀取回調
     * @param {Boolean} isLoop 是否循環讀取
     */
    getIdCard: function (callback, isLoop) {
        //獲取身份證掃描結果

        var self = this;
        if (!isLoop)
            self._cancelGetIdCard = false;
        else
            self._cancelGetIdCard = true;

        let url = `${self.CLIENT_URL}/api/IdReader/GetIdCard`;
        http.get(url, {
            params: {
                _ds: (new Date()).getTime()
            }
        }).then(rsp => {
            let fkb = rsp.data;
            if (fkb.Success) {
                callback(fkb);
                return;
            }

            //一秒后重新發起監聽
            if (self._cancelGetIdCard) {
                setTimeout(function () {
                    self.getIdCard(callback, true);
                }, 1000);
            }
        }).catch(err => {
            console.error('獲取身份證識別結果失敗，請確認客戶端正常.', err);
            callback(false);
        });
    },
    cancelIdCard: function () {
        this._cancelGetIdCard = false;
    }
};

export default hdc;

3.2 操作反饋結果獲取

像高拍儀拍攝這樣的操控需要一定時長，真實場景也無法確認用戶什么時候操作完成，如果使用發起連接等待操作完成，勢必有可能引起因為HTTP超時而失敗。所以本方案采用操控發起與結果連接分離的方法，控制請求只負責調起相應的功能，不返回操控結果，結果采用輪詢的方式獲取，如下面代碼：

http.get(url, {
            params: {
                _ds: (new Date()).getTime()
            }
        }).then(rsp => {
            ...
            //一秒后重新發起監聽
            if (self._cancelGetIdCard) {
                setTimeout(function () {
                    self.getIdCard(callback, true);
                }, 1000);
            }
        }).catch(err => {
            ...
        });

四、實現效果

受篇幅限制，這里僅展示部分關鍵代碼，如果有需要了解方案更詳細信息，請按下面方式聯系我們。