一种5G消息收发设备的制作方法

一种5g消息收发设备
技术领域
1.本发明涉及5g通信技术领域，尤其涉及一种5g消息收发设备。


背景技术：

2.2020年4月8日，中国移动、联通、电信三大运营商共同发布5g消息白皮书，在各手机厂商参与下，未来5g手机将逐渐支持5g消息。由于5g消息业务使用用户身份模组(sim卡)来辨识用户身份，所以任何集成用户身份模组，并能够完成5g消息标准所要求的aaa(authentication authorization and accounting)算法的设备都可以登录5g消息网络。因此，5g消息收发应用在其他类型设备上的运行不仅可行，而且在长远看来，为了拓展5g消息的业务范围，这是非常必要的。
3.但是，现阶段5g消息收发设备的类型主要局限于智能手机，其功能也主要局限于完成5g消息标准中所定义的能力，并不涉及硬件厂商所定义的其他业务。其所支持的硬件模块便局限于手机自带，外加部分操作系统可支持的外设类型。同时，5g消息收发应用还面临如何访问这些硬件的问题，类似身份证读卡器，双目摄像头或阵列式麦克风等设备都需要通过usb等物理线路与主设备进行连接，同时还需要特殊的驱动程序或客户端代码以完成设备操作。这些设备是完成诸如人证对比，声纹识别等业务的必需要素。而银行，移动网络运营商等网点所提供的自助办理业务需要依赖这些子业务以保证安全性。所以，现有5g消息收发设备在硬件方面的限制在极大程度上影响了5g消息收发应用在类似场景下的可用性。因此，有必要设计一种新型的5g消息收发设备，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

4.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种5g消息收发设备，能够有效拓展5g消息收发应用的业务面。
5.为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种5g消息收发设备，所述5g消息收发设备包括：
6.工业主板；
7.无线通信模块，设置于所述工业主板，所述无线通信模块用于提供蜂窝网络功能；
8.用户识别模块，设置于所述工业主板，所述用户识别模块耦接于所述无线通信模块以提供身份识别功能；
9.硬件接口模块，设置于所述工业主板，所述硬件接口模块用于实现数据传输及/或功能拓展；
10.功能执行模块，设置于所述工业主板，所述功能执行模块耦接于所述无线通信模块及所述用户识别模块，以通过所述用户识别模块进行身份识别功能。
11.作为上述方案的改进，所述工业主板为安卓工业主板，所述无线通信模块为4g
‑
lte或5g
‑
nr无线模块。
12.作为上述方案的改进，所述硬件接口模块包括：usb硬件接口、uart硬件接口、spi
硬件接口及gpio硬件接口中的一种或多种接口。
13.作为上述方案的改进，所述无线通信模块通过mini pci
‑
e接口与所述工业主板耦接。
14.作为上述方案的改进，所述用户识别模块为所述工业主板的板载sim卡插槽。
15.作为上述方案的改进，当所述硬件接口模块外接有功能拓展单元时，所述功能执行模块还用于调用所述功能拓展单元。
16.作为上述方案的改进，所述功能拓展单元包括：图像撷取单元、id卡读写单元、图像显示单元、阵列式麦克风中的一种或多种。
17.作为上述方案的改进，所述图像撷取单元为具有ir摄像头及rgb摄像头的双目摄像头。
18.作为上述方案的改进，所述功能执行模块还用于：通过所述ir摄像头抓取远红外数据，提取活体信息，根据所述活体信息控制所述图像显示单元。
19.作为上述方案的改进，所述功能执行模块还用于：通过所述id卡读写单元读取id信息，再通过所述图像撷取单元撷取用户实时图像，根据所述id信息及所述用户实时图像确认所述用户身份。
20.相对于现有技术，本发明实施例提供的一种5g消息收发设备的有益效果在于：所述5g消息收发设备包括：工业主板；无线通信模块，设置于所述工业主板，所述无线通信模块用于提供蜂窝网络功能；用户识别模块，设置于所述工业主板，所述用户识别模块耦接于所述无线通信模块以提供身份识别功能；硬件接口模块，设置于所述工业主板，所述硬件接口模块用于实现数据传输及/或功能拓展；功能执行模块，设置于所述工业主板，所述功能执行模块耦接于所述无线通信模块及所述用户识别模块，以通过所述用户识别模块进行身份识别功能。本发明实施例以工业主板作为基础的5g消息收发设备实现主体，利用无线通信模块、用户识别模块、硬件接口模块及功能执行模块等多个组成模块，为5g消息收发应用提供5g消息标准中所无法实现的功能，从而解决5g消息收发应用与智能硬件和智能算法相结合的问题，有效拓展了5g消息的业务面。
附图说明
21.图1为本发明提供的一种5g消息收发设备的一个优选实施例的结构框图；
22.图2为本发明提供的一种5g消息收发设备的另一个优选实施例的结构框图；
23.图3为本发明提供的一种5g消息收发设备的一个优选实施例的功能执行时序图；
24.图4为本发明提供的一种5g消息收发设备的另一个优选实施例的功能执行时序图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1和图2，图1为本发明提供的一种5g消息收发设备的一个优选实施例的
结构框图；图2为本发明提供的一种5g消息收发设备的另一个优选实施例的结构框图。
27.本发明实施例提供了一种5g消息收发设备，该5g消息收发设备包括：工业主板100；无线通信模块200，设置于该工业主板100，该无线通信模块200用于提供蜂窝网络功能；用户识别模块300，设置于该工业主板100，该用户识别模块300耦接于该无线通信模块200以提供身份识别功能；硬件接口模块400，设置于该工业主板100，该硬件接口模块400用于实现数据传输及/或功能拓展；功能执行模块500，设置于该工业主板100，该功能执行模块500耦接于该无线通信模块及该用户识别模块300，以通过该用户识别模块进行身份识别功能。
28.在另一个优选实施例中，该工业主板100为安卓工业主板100，该无线通信模块200为4g
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lte或5g
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nr无线模块，该硬件接口模块400包括：usb硬件接口、uart硬件接口、spi硬件接口及gpio硬件接口等一种或多种接口，该无线通信模块200通过mini pci
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e接口与该工业主板100耦接，该用户识别模块300为该工业主板100的板载sim卡插槽；可以理解的是，该功能执行模块500则可以是具备存储、运算能力的处理单元，且其能够作为5g消息收发应用的软体执行单元，运行该5g消息收发应用。
29.在又一个优选实施例中，当硬件接口模块400外接有功能拓展单元600时，该功能执行模块500还用于调用该功能拓展单元600。
30.作为优选方案，该功能拓展单元600包括：图像撷取单元601、id卡读写单元602、图像显示单元603、阵列式麦克风中的一种或多种；其中，该图像撷取单元601为双目摄像头，该双目摄像头具有ir摄像头及rgb摄像头。
31.在又一个优选实施例中，该功能执行模块500还用于：通过该ir摄像头抓取远红外数据，提取活体信息，根据该活体信息控制该图像显示单元603。
32.在又一个优选实施例中，该功能执行模块500还用于：通过该id卡读写单元602读取id信息，再通过该图像撷取单元601撷取用户实时图像，根据该id信息及该用户实时图像确认该用户身份。
33.具体的，为支持aka算法，本实施例中无线通信模块200与用户识别模块300需要支持3gpp ts 102.221所定义的select与authenticate指令或3gpp ts 27.007所定义的ccho与cgla指令。
34.本发明实施例使用定制化安卓系统与硬件驱动，其主要修改为：修改rild，确保其支持：
35.ril_request_sim_authenticatio
36.ril_request_sim_open_channel
37.ril_request_sim_transmit_apdu_channel指令。
38.此外，还修改了功能执行模块500(可看作是5g消息收发应用)的权限，保证其有能力访问sim鉴权相关系统接口。
39.修改权限的方式可以参考如下：
40.一、在应用androidmanifest.xml根结点设置android:shareduserid为系统内置的用户id，如android.uid.phone，并使用和系统应用相同的证书进行编译以取得系统应用权限，或
41.二、将应用安装于system/priv
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app目录下并赋予其read_privileged_phone_
state权限，这可以通过在etc/permissions/priv
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app
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permissions
‑
platform.xml中添加对应字段做到。
42.请参阅图3，图3为本发明提供的一种5g消息收发设备的一个优选实施例的功能执行时序图。功能执行模块500(可看作是5g消息收发应用)调用aka算法的实现方式其一包括：
43.1)5g消息收发应用封装请求数据并调用安卓系统接口geticcauthentication。
44.2)安卓系统服务将请求转化为无线电接口层的requesticcsimauthentication方法。
45.3)无线电接口层将请求映射为类型为ril_request_sim_authentication的ril请求。
46.4)rild通过直接调用uicc硬件的authenticate方法完成aka算法，并返回结果数据。
47.此外，请参阅图4，图4为本发明提供的一种5g消息收发设备的另一个优选实施例的功能执行时序图。功能执行模块500(可看作是5g消息收发应用)调用aka算法的实现方式其另一包括：
48.1)5g消息收发应用调用安卓系统接口的iccopenlogicalchannel方法打开逻辑通道，参数为a0000000871002。
49.2)安卓系统服务将请求转化为无线电接口层的iccopenlogicalchannel方法。
50.3)无线电接口层将请求映射为类型为ril_request_open_channel的ril请求。
51.4)rild将请求转化为at ccho指令并发送至无线电模块。
52.5)无线电模块返回逻辑通道id。
53.6)5g消息收发应用调用安卓系统接口的icctransmitapdulogicalchannel，在逻辑通道下发送鉴权请求，其参数为cla＝0x00,ins＝0x88,p1＝0x00,p2＝0x81,p3＝0x22,data＝鉴权数据
54.7)安卓系统服务将请求转化为无线电接口层的icctransmitapdulogicalchannel方法。
55.8)无线电接口层将请求映射为类型为ril_request_transmit_apdu_channel的ril请求。
56.9)rild将请求转化为at cgla指令并发送至无线电模块。
57.10)若成功，无线电模块返回0x61xx(xx为返回数据长度)
58.11)5g消息收发应用在请求成功时再次调用安卓系统接口的icctransmitapdulogicalchannel以获取实际返回结果，参数为cla＝0x00,ins＝0xc0,p1＝0x00,p2＝0x00,p3＝0xxx(xx为返回数据长度),data＝null
59.12)无线电模组返回鉴权数据。
60.13)5g消息收发应用调用安卓系统接口的icccloselogicalchannel以关闭逻辑通道。
61.14)安卓系统服务将请求转化为无线电接口层的icccloselogicalchannel方法。
62.15)无线电接口层将请求映射为类型为ril_request_close_channel的ril请求。
63.16)rild将请求转化为at ccho指令并发送至无线电模块。
64.17)无线电模块关闭逻辑通道，流程结束。
65.通过上述实施例，能够实现在安卓工业主板100上运行5g消息收发应用，登录5g消息网络并获得使用5g消息服务的能力。
66.具体的，本发明实施例以人证对比业务为例，选取双目摄像头与身份证读卡器作为集成对象，其硬件接口都采用usb。
67.本发明实施例采用usb video class设备类型的双目摄像头。此类摄像头在集成时需要对系统作如下修改：修改usb video class类型的摄像头初始化逻辑，定制化rgb与ir摄像头的朝向与旋转角。
68.本发明实施例采用usb类型的身份证读卡器，此类设备在集成时需要定制如下信息：提供usb硬件生产商id(vid)与产品id(pid)；提供usb串口访问以上一层级封装的硬件控制代码。
69.具体的，以本发明所提供的实施例，5g消息收发应用可以在以下业务流程中使用硬件能力：
70.1.当设备开启时，打开双目摄像头中的ir(远红外)摄像头。
71.2.通过ir摄像头抓取远红外数据，提取活体信息。
72.3.通过活体信息控制屏幕亮度开关或者屏保广告退出等。
73.或者
74.1.用户选择5g消息收发应用中所提供的某chatbot并通过5g消息办理服务。
75.2.chatbot向用户推送消息，要求用户进行身份认证。
76.3.5g消息收发设备打开身份证读卡器，等待用户刷卡。
77.4.用户身份证识别成功后，打开双目摄像头对用户进行拍摄。
78.5.对比用户身份证照片与现场拍摄结果，并进行活体识别。
79.6.用户认证通过，5g消息收发应用通知chatbot继续业务流程。
80.为了保证厂商能够在chatbot的业务流程中正常的使用额外的硬件能力，5g消息收发应用可以通过限制chatbot搜索或以其他的方式告知chatbot自身所具备的硬件能力类型。或者，5g消息收发设备亦可以成为某chatbot的专属设备，从而避免与其他chatbot或其他硬件设备类型混淆。
81.本发明实施例提供了一种5g消息收发设备，所述5g消息收发设备包括：工业主板；无线通信模块，设置于所述工业主板，所述无线通信模块用于提供蜂窝网络功能；用户识别模块，设置于所述工业主板，所述用户识别模块耦接于所述无线通信模块以提供身份识别功能；硬件接口模块，设置于所述工业主板，所述硬件接口模块用于实现数据传输及/或功能拓展；功能执行模块，设置于所述工业主板，所述功能执行模块耦接于所述无线通信模块及所述用户识别模块，以通过所述用户识别模块进行身份识别功能。本发明实施例以工业主板作为基础的5g消息收发设备实现主体，利用无线通信模块、用户识别模块、硬件接口模块及功能执行模块等多个组成模块，为5g消息收发应用提供5g消息标准中所无法实现的功能，从而解决5g消息收发应用与智能硬件和智能算法相结合的问题，有效拓展了5g消息的业务面。
82.需说明的是，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以
不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的系统实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
83.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。