項目內(nèi)容工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析項目2掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識載體技術(shù)任務2.1操作被動標識載體任務2.2操作主動標識載體任務2.3了解標識演進趨勢任務2.2操作主動標識載體工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析項目2掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識載體技術(shù)1.認識主動標識載體2.應用架構(gòu)設計3.通用集成電路卡4.芯片5.模組6.終端認識主動標識載體011.認識主動標識載體

被動標識載體，一般是附著在工業(yè)設備或者產(chǎn)品的表面以方便讀卡器讀取。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，被動標識載體一般只承載工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識編碼，而遠程網(wǎng)絡連接能力缺乏（某些被動標識載體，如RFID、NFC，只具備短距離網(wǎng)絡連接能力），需要依賴標識讀寫器才能向標識解析服務器發(fā)起標識解析請求。常見的被動標識載體有條碼標簽（一維條形碼、二維條形碼）、RFID標簽、NFC標簽等。所示。條碼標簽 條碼閱讀器

RFID讀碼器RFID標簽條碼閱讀器

NFC標簽NFC讀碼器

主動標識載體一般嵌入工業(yè)設備的內(nèi)部，承載了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識編碼及必要的安全證書、算法和密鑰，具有聯(lián)網(wǎng)通信的功能。主動標識載體向標識解析服務節(jié)點或標識數(shù)據(jù)應用平臺等主動發(fā)起連接，無需借助標識讀寫設備進行觸發(fā)。集成電路卡

微控制單元（MCU）

通信模組

終端1.認識主動標識載體

常見的主動標識載體有通用集成電路卡、微控制單元（MCU）、通信模組和終端等，132主動標識載體特性安全嵌入在工業(yè)設備內(nèi)部，不容易被盜取或者誤安裝。通訊具備網(wǎng)絡連接能力，能夠主動向標識解析服務器發(fā)起標識解析請求；同時也支持被其承載的標識及其相關(guān)信息的遠程增刪改查。數(shù)據(jù)加密

除了承載工業(yè)標識符，還具有安全區(qū)域存儲必要的證書、算法和密鑰，能夠提供工業(yè)標識符及其相關(guān)數(shù)據(jù)的加密傳輸、能夠支持接入認證等可信相關(guān)功能。1.認識主動標識載體應用架構(gòu)設計022.應用架構(gòu)設計1）主動標識載體2）工業(yè)終端（含主動標識載體）3）主動標識載體管理模塊4）主動標識載體安全認證服務

平臺5）終端管理與數(shù)據(jù)采集模塊6）標識解析體系國家頂級節(jié)點7）標識解析體系二級節(jié)點8）標識解析體系企業(yè)節(jié)點通用集成電路卡033.通用集成電路卡

通用集成電路卡（UniversalIntegratedCircuitCard，UICC）即智能卡，應用于全球移動通信系統(tǒng)。UICC可分為ID-1UICC和插入式UICC，二者主要在物理外形、尺寸和應用環(huán)境上有所區(qū)別。相比于ID-1UICC，插入式UICC的應用更多，它能夠?qū)崿F(xiàn)平臺和應用的分離。UICC的特點如下：①可用于存儲信息。主要存儲用戶信息、鑒權(quán)密鑰、短消息、付費方式等。②具有多種邏輯應用模塊。包括電信應用模塊，如用戶標識模塊（SIM應用）、通用用戶標識模塊（USIM應用）、IP多媒體業(yè)務標識模塊（ISIM應用），以及其他非電信應用模塊，如電子簽名認證、電子錢包等。③邏輯單元可單獨存在也可多個同時存在。④不同移動用戶終端可根據(jù)無線接入網(wǎng)絡類型，進行邏輯模塊的選擇。3.通用集成電路卡（1）UICC及其卡應用圖2-15UICC及其卡應用3.通用集成電路卡（1）UICC及其卡應用表2-5UICC的卡應用與移動通信網(wǎng)絡的對應關(guān)系UICC卡應用接入網(wǎng)技術(shù)SIMGSM（2G）USIMUMTS（3G）、E-UTRAN（4G）ISIMIMS（NGN）CSIMCDMA2000（3G）R-UIMCDMA、GSM、UMTS3.通用集成電路卡（2）UICC相關(guān)標準ISO/IEC、3GPP、ETSI和GSMA等國際標準化組織制定了UICC的相關(guān)標準，并各有所偏重，制定了UICC在物理電氣層面、接口、測試、管理平臺、編碼等方面的重要規(guī)范。3.通用集成電路卡（2）UICC相關(guān)標準①國際電信聯(lián)盟電信標準分局（InternationalTelecommunicationUnion-TelecommunicationStandardizationSector，ITU-T）制定了UICC可承載的全球移動用戶編碼IMSI、MSISND等編碼規(guī)范。②全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會（GlobalSystemforMobilecommunicationsAssociation，GSMA）制定了eUICC及其管理平臺規(guī)范。③歐洲電信標準化協(xié)會（EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute，ETSI）的UICC系列標準主要制定了如UICC應用可編程接口、UICC終端接口、卡應用工具包一致性、SIM應用工具包等UICC與終端的接口的相應規(guī)范。④第三代合作伙伴計劃（3rdGenerationPartnershipProject，3GPP）制定了SIM、USIM及智能卡測試規(guī)范、終端與SIM/USIM的測試規(guī)范等。⑤國際標準化組織（InternationalOrganizationforStandardization，ISO）和國際電工委員會（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）共同制定的ISO/IEC7816-1（1987）、ISO/IEC7816-2（1988）關(guān)注智能卡的物理電氣層面，定義了標識集成電路卡的物理特性、物理尺寸和觸點位置。3.通用集成電路卡（3）UICC在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識中的應用

為了實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識使用的規(guī)模化，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析系統(tǒng)的接入能力封裝為UICC的卡應用，也就是將其打包成工業(yè)標識應用，并部署在UICC的卡應用區(qū)。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識，工業(yè)終端及其相關(guān)數(shù)據(jù)能夠安全地接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用。芯片044.芯片

芯片，即集成電路、微電路、微芯片，是終端的中央處理器，負責整個終端的正常運行。

通常大眾所說的芯片實際上經(jīng)過了一系列復雜的工藝過程。

第一步，將所采集的具體應用需求通過實際電路實現(xiàn)；

第二步，使用硬件描述語言，如超高速集成電路硬件描述語言（Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage，VHDL）等，在現(xiàn)場可編程門陣列（FieldProgrammableGateArray，F(xiàn)PGA）等可編程器件上進行仿真和模擬；

第三步，經(jīng)過前端設計、后端綜合等方式設計并生產(chǎn)出用于生產(chǎn)芯片的掩模；

第四步，通過掩模，芯片封裝廠在直徑約為12in（英尺）的硅片上雕刻出不計其數(shù)的成品芯片。

一顆芯片集成了多種電子元器件，應用范圍甚廣，幾乎包含了生產(chǎn)生活中的所有消費電子。

芯片包括了基帶芯片、射頻芯片和存儲芯片等。

4.芯片（1）基帶芯片

基帶芯片也稱為通信芯片，作為芯片的核心，主要負責信息的處理，可比作系統(tǒng)的大腦。基帶芯片內(nèi)部集成了數(shù)字信號處理器和控制器，可加工處理外界輸入的信息，如終端功能執(zhí)行控制、數(shù)據(jù)采集控制、采集數(shù)據(jù)處理和運算。

基帶芯片內(nèi)部由兩個模塊組成，其中主功能模塊，包含了CPU處理器、編解碼器、數(shù)字信號處理器等，主要負責基帶的信息處理，完成基帶芯片的主要功能；擴展功能模塊承載了工業(yè)ID、密鑰、Applet等信息。4.芯片（2）射頻芯片

頻芯片將無線電信號通信轉(zhuǎn)換成無線電信號波形，并將其通過天線諧振進行發(fā)送。（3）存儲芯片

存儲芯片主要集中應用于企業(yè)級存儲系統(tǒng)，支持其訪問性能、存儲協(xié)議、存儲介質(zhì)、管理平臺及各種應用。模組055.

模組

（1）無線模組

無線模組根據(jù)功能可分成通信模組、定位模組兩大類。其中，定位模組主要指GNSS、GPS等，應用范圍較小。通信模組的應用范圍較廣，可分為蜂窩類和非蜂窩類，其中蜂窩類包含了2G/3G/4G/5G、NB-IoT/eMTC等，非蜂窩類包含了Wi-Fi、藍牙、ZigBee、LoRa等。5.

模組通信模組

通信模組作為一種重要的主動標識載體，其功能如下：①承擔了端到端、端到后臺的服務數(shù)據(jù)的交互功能，用戶數(shù)據(jù)通過通信模組進行傳輸，是一種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端的核心組件。②提供接口與通信能力。③提供標準接口，以滿足不同終端進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆＂苤С诌h程數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端能夠通過通信模組接入廣域網(wǎng)或經(jīng)過授權(quán)的專用私有網(wǎng)絡。⑤新型通信模組集成了感知、前端數(shù)據(jù)處理和適度遠程控制等功能。5.

模組

主功能模塊（MCU)由基帶處理器、RF模塊、電源管理模塊、內(nèi)存等組成。其中，基帶處理器為核心部分，具有基帶編解碼、語音編碼等功能，承擔了基帶信號處理和協(xié)議處理工作。除此之外，主功能模塊還可承載工業(yè)ID、密鑰、Applet等。

天線接口單元由天線相關(guān)接口組成，通過RF天線接口為終端提供連接射頻天線的接口。功能接口單元由UART串口、USB、USIM接口和電源組成，經(jīng)由一系列引腳或通過SMT方式連接至終端主板，實現(xiàn)各類信號的輸入與輸出。5.

模組（2）模組的特點與基本能力①需要重新設計與集成。該特點主要針對芯片與器件，如通信協(xié)議、網(wǎng)絡標準、體積、干擾、功耗、特殊工藝、工業(yè)級高低溫電阻、抗振動、抗干擾等。②具有定制化的特點。該特點主要為了滿足不同客戶、不同應用場景的具體需求，并滿足下游用戶通信需求的多樣化。主動標識載體通信模組的基本能力要求如下：①支持通信網(wǎng)絡連接，具備建立網(wǎng)絡連接的能力，符合通用模組的技術(shù)要求。②支持標識管理，包括支持主動標識載體安全認證服務平臺的身份憑證預置與OTA升級、信息交互，以及標識寫入、讀取、修改與刪除。③支持安全服務，包括支持安全存儲、身份認證、安全通信等安全服務，支持對稱、非對稱、摘要等多種加密算法，支持商用密碼算法、國際算法的安全能力要求，支持商用密碼二級、EAL4+及以上的安全認證要求。終端066.

終端（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端架構(gòu)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端架構(gòu)主要由主控模塊、電信網(wǎng)接入模塊、數(shù)據(jù)采集與控制模塊、數(shù)據(jù)匯聚模塊、電源模塊、外設接口模塊等組成，6.

終端（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端架構(gòu)

主控模塊負責協(xié)議轉(zhuǎn)換、預處理、管理和安全等方面的數(shù)據(jù)處理和存儲。

電信網(wǎng)接入模塊負責將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端接入廣域網(wǎng)或授權(quán)的專用私有網(wǎng)絡，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供與綜合運營管理平臺、業(yè)務平臺及應用之間的數(shù)據(jù)傳輸。接入方式為有線接入和無線接入兩種。其中，有線接入方式為DSL、PON和有線寬帶等；無線接入方式為CSM、WCDMA和LTE等。6.

終端（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端架構(gòu)

數(shù)據(jù)采集與控制模塊負責采集與封裝數(shù)據(jù)，同時負責執(zhí)行上層下達的控制命令。傳感器、攝像頭、RFID讀卡器和專業(yè)數(shù)據(jù)采集器等都可以作為數(shù)據(jù)采集與控制模塊，實際取決于不同的應用場景。

電源模塊負責系統(tǒng)供電及節(jié)能管理，供電方式為市電、太陽能、蓄電池等。6.

終端（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端架構(gòu)

數(shù)據(jù)匯聚模塊負責數(shù)據(jù)交互，將數(shù)據(jù)采集與控制模塊獲取到的數(shù)據(jù)通過短距離通信接口完成數(shù)據(jù)交互，從而實現(xiàn)物理信息數(shù)據(jù)的匯聚及遠程控制功能。

短距離通信接口可采用USB、RS-232、RS-485、數(shù)字I0、模擬數(shù)據(jù)接口或Wi-Fi、藍牙、ZigBee等，進行數(shù)據(jù)交互。

外設接口模塊負責提供外設的統(tǒng)一接入接口。6.

終端（2）終端的分類

根據(jù)網(wǎng)絡技術(shù)的差異性，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端分為移動終端和固定終端兩類。

移動終端一般支持蜂窩無線通信技術(shù)（如2G/3G/4G/5G、NB-oT/eMTC等），比如安裝了4G移動通信模塊的挖掘機。固定終端一般支持有線通信技術(shù)或近距離/短距離無線通信技術(shù)，比如監(jiān)控攝像頭。固定終端的基本功能架構(gòu)與移動終端相似，區(qū)別在于固定終端沒有UICC/eUICC，6.

終端（2）終端的分類

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中，從運算能力和抗風險能力角度可將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端分為弱終端和強終端兩類。

弱終端的運算能力相對較弱，但成本較低。如數(shù)據(jù)采集或預處理設備、傳感器屬于弱終端，它們承載較為單一的業(yè)務場景，且面臨著較小的安全風險。因此，對其抗攻擊能力的要求也較低。考慮到信息安全