无线通信系统接入方法、装置及终端与流程

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种无线通信系统接入方法、装置及终端。

背景技术：

物联网就是物物相连的互联网，其内涵之一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；内涵之二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网通过智能感知、识别技术、定位等技术，广泛应用于各行各业，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

在图1中示出了相关技术中物联网架构图，在物联网架构中，分为应用层、网络层和感知层。在图1中，感知层包括：通用串行总线钥匙(Universal Serial Bus Key，简称为USB Key)、射频识别(Radio Frequency Identification，简称为RFID)、红外传感器、摄像头等感知设备或者人；网络层包括但不限于：有线网络、无线保真(Wireless Fidelity，简称为WiFi)网络、第三代移动通信技术(3G)网络、码分多址(CDMA)网络、长期演进(LTE)网络、全球移动通信系统(GSM)网络等；应用层包括：智能家居、公共安全、智慧城市等。

物联网中的M2M概念，可以解释成为人到人(Man to Man)、人到机器(Man to Machine)或者机器到机器(Machine to Machine)，从本质上而言，在人与机器、机器与机器的交互，大部分是为了实现人与人之间的信息交互。

虽然物联网通讯方法较多，但是覆盖面最广、应用最成熟的是利用移动通讯网络进行通讯。利用已有的移动通讯网络，除了具有良好的移动性和极高的覆盖率之外，还不必自己搭建网络，能享受高质量的服务。但是，按照通讯运营商的要求，移动通讯必需依赖客户识别模块(Subscriber Identity Module，简称为SIM)，通讯运营商也是依据SIM进行用户识别和计费。

SIM是存储在通用集成电路卡(Universal Integrated Circuit Card，简称为UICC)中的一种逻辑应用。UICC中可以包括多种逻辑应用，除了SIM外，还可以包括：通用用户标识模块(Universal Subscriber Identity Module，简称为USIM)、IP多媒体业务标识模块(IP Multimedia Service Identity Module，简称为ISIM)，以及其他应用，例如电子钱包等。

在物联网的远程抄表领域中，远程抄表涉及到海量终端，若为每个终端配备一个包含独立的UICC的移动通讯模块，每个模块成本很高；此外，由于通讯运营商针对SIM 进行计费，也使得物联网通讯的成本很高。

针对相关技术中物联网设备分别使用独立的SIM接入无线通信系统导致的成本高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种无线通信系统接入方法、装置及终端，以至少解决相关技术中物联网设备分别使用独立的实体SIM卡接入无线通信系统导致的成本高的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线通信系统接入方法，包括：终端在预设通信时段内使用虚拟客户识别模块(V-SIM)信息向无线通信系统请求注册，其中，所述V-SIM信息为与包括所述终端在内的多个终端共享使用的SIM信息，所述预设通信时段与所述多个终端中其他终端的通信时段互斥；在注册成功的情况下，所述终端在所述预设通信时段内接入所述无线通信系统。

可选地，所述预设通信时段的信息和所述V-SIM信息存储在被嵌入在所述终端的主板中的通用集成电路卡中。

可选地，在所述终端接入所述无线通信系统之后，所述方法还包括：所述终端在所述预设通信时段内通过所述无线通信系统与管理平台进行无线通信。

可选地，所述终端通过所述无线通信系统与所述管理平台进行无线通信包括以下至少之一：所述终端通过所述无线通信系统发送所述终端采集到的业务数据至所述管理平台；所述终端通过所述无线通信系统接收所述管理平台发送的配置信息，其中，所述配置信息用于更新所述预设通信时段和/或所述V-SIM信息。

可选地，在所述终端通过所述无线通信系统与所述管理平台进行无线通信还包括：所述无线通信系统根据所述V-SIM信息对所述无线通信进行计费。

可选地，在所述终端在所述预设通信时段内接入所述无线通信系统之后，所述方法还包括：所述终端判断当前时间是否在所述预设通信时段之外；在判断到所述当前时间在所述预设通信时段之外的情况下，所述终端从所述无线通信系统注销。

可选地，所述V-SIM信息包括：国际移动用户识别码和加密密钥。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线通信系统接入装置，应用于终端中，包括：请求模块，用于在预设通信时段内使用虚拟客户识别模块(V-SIM)信息向无线通信系统请求注册，其中，所述V-SIM信息为与包括所述终端在内的多个终端共享使用的SIM信息，所述预设通信时段与所述多个终端中其他终端的通信时段互斥；接入模块，用于在注册成功的情况下，在所述预设通信时段内接入所述无线通信系统。

可选地，所述装置还包括：存储模块，用于将所述预设通信时段的信息和所述V-SIM 信息存储到被嵌入在所述终端的主板中的通用集成电路卡中。

可选地，所述装置还包括：通信模块，用于在所述预设通信时段内通过所述无线通信系统与管理平台进行无线通信。

可选地，所述通信模块包括以下至少之一：发送单元，用于通过所述无线通信系统发送所述终端采集到的业务数据至所述管理平台；接收单元，用于通过所述无线通信系统从所述管理平台接收配置信息，其中，所述配置信息用于更新所述预设通信时段和/或所述V-SIM信息。

可选地，所述装置还包括：判断模块，用于判断当前时间是否在所述预设通信时段之外；注销模块，用于在判断到所述当前时间在所述预设通信时段之外的情况下，从所述无线通信系统注销所述终端。

根据本发明的一个方面，提供了一种终端，包括：上述的无线通信系统接入装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种终端，包括：被嵌入在终端的主板中的通用集成电路卡，用于存储虚拟客户识别模块(V-SIM)信息和预设通信时段的信息，其中，所述V-SIM信息为与包括所述终端在内的多个终端共享使用的SIM信息，所述预设通信时段与所述多个终端中其他终端的通信时段互斥；无线通信模块，与所述通用集成电路卡连接，用于在所述预设通信时段内使用所述V-SIM信息向无线通信系统请求注册，并在注册成功的情况下，在所述预设通信时段内接入所述无线通信系统。

可选地，所述终端还包括：数据采集模块，与所述无线通信模块连接，用于采集业务数据，并将采集到的所述业务数据发送给所述无线通信模块。

可选地，所述通用集成电路卡还包括：配置接口，与所述无线通信模块连接，用于根据配置信息更新所述通用集成电路卡中存储的所述预设通信时段和/或所述V-SIM信息，其中，所述配置信息是由管理平台通过所述无线通信系统发送给所述无线通信模块的。

可选地，所述无线通信模块还用于：判断当前时间是否在所述预设通信时段之外；并在判断到所述当前时间在所述预设通信时段之外的情况下，从所述无线通信系统注销所述终端。

可选地，所述V-SIM信息包括：国际移动用户识别码和加密密钥。

通过本发明，采用终端在预设通信时段内使用V-SIM信息向无线通信系统请求注册，其中，V-SIM信息为与包括终端在内的多个终端共享使用的SIM信息，预设通信时段与多个终端中其他终端的通信时段互斥；在注册成功的情况下，终端在预设通信时段内接入无线通信系统的方式，解决了物联网设备分别使用独立的SIM接入无线通信系统导致的成本高的问题，降低了物联网设备的使用的成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的物联网构架的结构框图；

图2是根据本发明实施例的无线通信系统接入方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的无线通信系统接入装置的结构框图；

图4是根据本发明实施例的无线通信系统接入装置的可选结构框图一；

图5是根据本发明实施例的无线通信系统接入装置的可选结构框图二；

图6是根据本发明实施例的终端的结构框图；

图7是根据本发明可选实施例的基于V-SIM的远程通讯方法的流程图；

图8是根据本发明可选实施例的智能表计装置的结构框图；

图9是根据本发明可选实施例一的电力远程抄表系统的结构框图；

图10是根据本发明可选实施例一的智能电表的结构框图；

图11是根据本发明可选实施例的远程通讯方法的流程图；

图12是根据本发明可选实施例的身份识别方法的流程图；

图13a和图13b是根据本发明可选实施例的加解密方法的流程图；

图14是根据本发明可选实施例的注销方法的流程图；

图15是根据本发明可选实施例二的自来水远程抄表系统的结构框图；

图16是根据本发明可选实施例二的智能水表的结构框图；

图17是根据本发明可选实施例三的天然气远程抄表系统的结构框图；

图18是根据本发明可选实施例三的智能气表的结构框图；

图19是根据本发明可选实施例四的空气检测系统的结构框图；

图20是根据本发明可选实施例四的智能环境传感器的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本实施例中提供了一种无线通信系统接入方法，图2是根据本发明实施例的无线通信系统接入方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，终端在预设通信时段内使用V-SIM信息向无线通信系统请求注册，其中，V-SIM信息为与包括终端在内的多个终端共享使用的SIM信息，预设通信时段与多个终端中其他终端的通信时段互斥；

步骤S204，在注册成功的情况下，终端在预设通信时段内接入无线通信系统。

通过上述步骤，可以多个终端共享使用相同的V-SIM信息接入无线通信系统，为了避免这多个终端之间的冲突，每个终端接入无线通信系统的时间段通过对应的预设通信时段进行规划。由于终端的预设通信时段与其他终端的通信时段互斥(即既不相同、也不相交)，因此，多个终端共享使用相同的SIM信息也不会造成冲突。可见，通过上述步骤，解决了物联网设备分别使用独立的SIM接入无线通信系统导致的成本高的问题，降低了物联网设备的使用的成本。

需要说明的是，虽然终端被分配了预设通信时段，可以在预设通信时段内注册并接入无线通信系统，但是，在本实施例中并不限定在预设通信时段内该终端必须注册在无线通信系统上。例如，即使在预设通信时段到达时，终端也可以选择是否在无线通信系统上注册：在终端没有通信需求的情况下，终端可以不在无线通信系统上注册。

并且，为了进一步降低成本，终端上可以不设计用于安装通用集成电路卡(用于存储V-SIM信息的物理卡)的插槽，同时，通用集成电路卡也被设计为嵌入在终端的主板上。这样，可以将V-SIM信息写入嵌入终端主板的通用集成电路卡中。采用这种方式，去除了通用集成电路卡和插槽的制造成本，有利于集中化管理海量的终端。

上述的终端包括但不限于：物联网终端。该类终端的特点包括：单次传输数据一般不大，需要无线通讯的时间段一般也较短。由于物联网终端具有上述的特征，因此，便于采用多个物联网终端共用相同的SIM信息的方式，降低成本。需要说明的是，虽然在物联网终端中采用上述方案是较优的，但是本发明并不限制上述方案在其他终端(例如普通的手机)中的应用。

可选地，上述的预设通信时段的信息和V-SIM信息存储在被嵌入终端主板的通用集成电路卡中。通用集成电路卡中存储的数据，例如：预设通信时段和V-SIM信息都可以是终端中预先配置的，也可以根据网络侧(例如管理平台)下发的配置信息进行设置或者更新的。

可选地，在终端接入无线通信系统之后，终端在预设通信时段内通过无线通信系统与终端的管理平台进行无线通信。在预设通信时段之后，终端则断开与无线通信系统的 接入，以避免与其他共用该V-SIM信息的终端的冲突。

需要说明的是，在本发明实施例中所指的接入及断开接入，在不同的无线通信系统中的流程可以不同。例如，在GSM网络中，终端的接入包括：执行注册和用户鉴权流程，终端的断开接入包括：终端强制下线或者执行注销流程。

可选地，终端通过无线通信系统与终端的管理平台进行无线通信包括但不限于以下至少之一：终端发送终端采集到的业务数据(例如：用电量数据、环境监测数据等)至管理平台；终端从管理平台接收配置信息，其中，配置信息用于更新预设通信时段和/或V-SIM信息。通过该方式，实现了业务数据的采集，以及预设通信时段或者V-SIM信息的集中管理更新。

虽然较优的是通过该无线通信系统与管理平台通信，但是，并不排除这些终端可以通过其他的方式实现预设通信时段和/或V-SIM信息的更新。例如，可以采用自组网的形式，邻近的多个终端共用同一个SIM，组成自组网络，并选举出一个终端作为管理者，该管理者可以根据其他终端的请求，或者管理者主动为其他终端分配预设通信时段；并且在有V-SIM信息更新时，管理者也可以将更新的V-SIM信息下发给其他的终端。

可选地，在终端通过无线通信系统与管理平台进行无线通信时，无线通信系统可以根据V-SIM信息对该次无线通信进行计费。由于多个终端可以共享相同的V-SIM信息在不同时间段进行无线通信，但是对于无线通信系统而言，对这些终端的计费都是针对V-SIM信息对应的用户的计费。

可选地，多个终端共享相同的SIM实现分时通讯，则终端需要根据配置在各自的预定时间段内注册到无线通信系统上。在终端在预设通信时段内接入无线通信系统之后，终端判断当前时间是否在预设通信时段之外；在判断到当前时间在预设通信时段之外的情况下，终端则从无线通信系统注销，以供其他终端注册到无线通信系统上进行通信。

可选地，V-SIM信息至少包括：国际移动用户识别码和加密密钥，还可以包括加密算法等信息。这些信息的全部或者部分可以是在终端出厂时固化在终端的通用集成电路卡中；或者这些信息通过通用集成电路卡提供的配置接口实现配置和更新。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

在本实施例中还提供了一种无线通信系统接入装置，应用于终端中，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模 块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明实施例的无线通信系统接入装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：请求模块32和接入模块34，其中，

请求模块32，用于在预设通信时段内使用V-SIM信息向无线通信系统请求注册，其中，V-SIM信息为与包括终端在内的多个终端共享使用的SIM信息，预设通信时段与多个终端中其他终端的通信时段互斥；

接入模块34，耦合至请求模块32，用于在注册成功的情况下，在预设通信时段内接入无线通信系统。

通过上述模块的综合作用，解决了物联网设备分别使用独立的实体SIM卡接入无线通信系统导致的成本高的问题，降低了物联网设备的使用的成本。

图4是根据本发明实施例的无线通信系统接入装置的可选结构示意图一，如图4所示，可选地，装置还包括：存储模块42，耦合至请求模块32，用于将预设通信时段的信息和所-SIM信息存储到被嵌入在终端的主板中的通用集成电路卡中。

图5是根据本发明实施例的无线通信系统接入装置的可选结构示意图二，如图5所示，可选地，装置还包括：通信模块52，耦合至接入模块34，用于在预设通信时段内通过无线通信系统与终端的管理平台进行无线通信。

可选地，通信模块52包括以下至少之一：发送单元522，用于发送终端采集到的业务数据至管理平台；接收单元524，用于从管理平台接收配置信息，其中，配置信息用于更新预设通信时段和/或V-SIM信息。

可选地，装置还可以包括：判断模块，耦合至通信模块52，用于判断当前时间是否在预设通信时段之外；注销模块，耦合至判断模块，用于在判断到当前时间在预设通信时段之外的情况下，从无线通信系统注销终端。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述模块分别位于多个处理器中。

本实施例还提供了一种终端包括上述的无线通信系统接入装置。

本实施例还提供了一种终端，图6是根据本发明实施例的终端的结构框图，如图6所示，该终端包括：被嵌入在终端的主板中的通用集成电路卡62，用于存储V-SIM信息和预设通信时段的信息，其中，V-SIM信息为与包括终端在内的多个终端共享使用的SIM信息，预设通信时段与多个终端中其他终端的通信时段互斥；无线通信模块64，与通用集成电路卡62连接，用于在预设通信时段内使用V-SIM信息向无线通信系统请 求注册，并在注册成功的情况下，在预设通信时段内接入无线通信系统。

可选地，终端还包括：数据采集模块，与无线通信模块64连接，用于采集业务数据，并将采集到的业务数据发送给无线通信模块64。无线通信模块64在接收到这些业务数据后，可以通过与无线通信系统建立的连接，将业务数据发送给远端的管理平台。

可选地，通用集成电路卡62还包括：配置接口，与无线通信模块64连接，用于根据配置信息更新通用集成电路卡中存储的预设通信时段和/或V-SIM信息，其中，配置信息是由管理平台通过无线通信系统发送给无线通信模块的。

可选地，无线通信模块64还用于：判断当前时间是否在预设通信时段之外；并在判断到当前时间在预设通信时段之外的情况下，从无线通信系统注销终端。

上述的V-SIM信息包括用于接入无线通信系统以及用于与无线通信系统通讯的身份参数。无线通信系统根据该V-SIM信息对终端/用户进行鉴权，并根据该V-SIM信息进行计费等操作。可选地，V-SIM信息至少包括：国际移动用户识别码(IMSI)和加密密钥K；还可以包括加密算法A等信息。

本发明的实施例还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

本发明的实施例还提供了一种存储介质。在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

步骤S202，终端在预设通信时段内使用V-SIM信息向无线通信系统请求注册，其中，V-SIM信息为与包括终端在内的多个终端共享使用的SIM信息，预设通信时段与多个终端中其他终端的通信时段互斥；

步骤S204，在注册成功的情况下，终端在预设通信时段内接入无线通信系统。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

为了使本发明实施例的描述更加清楚，下面结合可选实施例进行描述和说明。

为了在物联网环境中充分利用现有网络资源，本发明可选实施例提出了一种基于V-SIM的远程通讯方法和装置，在物联网终端(以下简称终端)中采用虚拟用户识别模块(V-SIM)代替SIM卡，以同一个IMSI(相当于上述的V-SIM信息)分时和物联网平台(相当于上述的管理平台，以下简称平台)通讯，因为在某个时刻只有一个终端和平台通讯，所以这种方法对于电信运营商能提高网络利用率，对于客户能降低移动通讯 服务和维护成本，以克服现有主流通讯方式成本高昂的问题。

图7是根据本发明可选实施例的基于V-SIM的远程通讯方法的流程图，如图7所示，该流程包括如下步骤：

步骤S702，分区加载共享的SIM信息：

物联网终端可以根据预先的规划，划分为不同的区域进行分区管理，每个区域的所有终端可以加载同样的V-SIM，以便全区域共享远程通讯的SIM信息；

步骤S704，互斥远程通讯计划解析：

物联网终端加载预置的互斥远程通讯计划，并判断是否已经到达远程通讯计划中的执行时间点，如果到达该时间点，则物联网终端标注已经达到远程通讯时机，终端准备下一步操作；

步骤S706，远程通讯注册：

物联网终端在远程通讯时机内，向移动通讯系统发送远程通讯注册请求，远程通讯注册请求中携带来自V-SIM的SIM信息；移动通讯系统应答远程通讯注册成功，之后终端准备下一步操作，同时移动通讯系统开始本次远程通讯的计费；

步骤S708，业务数据交互：

在远程通讯时机内，物联网终端和平台进行业务数据交互，物联网终端和平台相互作为请求者和应答者，或者仅仅作为通知者(一方发送一方接收)实现业务数据的传输。例如：物联网终端上传所采集的信息，物联网平台返回应答信息给终端等。终端在接收应答信息后，进行应答信息的处理，业务数据交互完成后终端准备下一步操作；

步骤S710，远程通讯注销：

在业务数据交互完毕时，物联网终端通过移动通讯系统向平台发起远程通讯注销请求，移动通讯系统应答远程通讯注销成功，或者，在远程通讯时机结束后，物联网终端主动下线，强制结束该终端与移动通讯系统的连接。之后终端完成其他任务并准备下一次远程通讯，而移动通讯系统结束本次远程通讯的计费，结合计费方式进行进一步计费处理。

通过上述方式，区域所有终端的V-SIM信息是共享的，具有相同的SIM信息，使用可以配置更新的V-SIM代替固化在UICC中的SIM以便管理这些SIM信息。如果采用固化在UICC中的SIM，那么为了能够在众多物联网终端中共享SIM信息，需要为每个物联网终端配备一样的UICC，这无疑是费时费力的事情。然而，采用V-SIM，将SIM信息从UICC中分离出来；而UICC则可以嵌入到终端的主板中。分离V-SIM信息后的UICC中可以不固化国际移动用户识别码(IMSI)、个人识别码(PIN)、解锁码(PUK)、加密秘钥K以及加密算法A等SIM信息。相应地，这些SIM信息的全部或者部分被存 储到V-SIM中。V-SIM作为软件范畴的应用，可以作为服务/组件/API/文件/数据库记录存在于终端中(例如嵌入到终端的主板上的UICC中)。V-SIM一般可以由电信运营商提供。本发明实施例采用V-SIM解决SIM信息共享问题，由于V-SIM的存在，移动通讯系统计费时则可以按区域将区域内所有终端当成一个计费账户处理，即按一个IMSI计费，客户只需要缴纳一个计费账户的费用。

远程通讯计划被看成一种任务，其属性至少包括但不限于：执行时间点。执行时间点也可以看成是任务开始时间或者远程通讯时机，其他属性根据需要还可以增加：任务执行时长、任务状态、原任务执行时间点、原任务执行时长、任务预置时间、任务预置人、任务修改时间、任务修改人等。

每个区域的物联网终端预置远程通讯计划，预置方式可以是终端出厂时预置或者终端安装时预置，远程通讯计划预置规则至少包括：互斥规则，即同一时刻区域内只有一台终端和平台成功进行远程通讯握手。当区域内终端数量有增减或者发生其他变更时，物联网平台重置远程通讯计划。重置方式例如：在业务数据交互时，物联网平台趁机发起请求修改终端的远程通讯计划，重置规则：和预置规则相同。

终端远程通讯注册过程一般包括两个步骤：第一步是网络注册，物联网终端向移动通讯系统发送网络注册请求，之后移动通讯系统和终端鉴权交互过程依赖于移动通讯系统的制式，均依赖于模拟UICC中的SIM信息；第二步是数据通讯连接的建立，例如终端使用点对点协议(PPP)拨号连接到GSM移动通讯系统。终端远程通讯注销过程和注册过程相反，先断开数据通讯连接，再注销网络连接。

相应地，本发明可选实施例提出一种用于抄表的智能表计装置，该装置用于实现上述基于V-SIM的远程通讯方法。

图8是根据本发明可选实施例的智能表计装置的结构框图，如图8所示，该装置包括：基表82和V-SIM 84。

V-SIM 84提供SIM功能；基表82调用V-SIM完成移动通讯系统针对智能表计装置的鉴权操作。

基表82可以不提供UICC插槽，而在基表82的电路板上直接集成UICC。

基表82保存用于标识UICC的集成电路卡识别码(ICCID)。除了ICCID外，基表82还可以直接保存用于标识终端的国际移动设备识别标识(IMEI)。

V-SIM 84保存有SIM信息，这些信息依移动通讯系统的制式而不同，但至少包括：国际移动用户识别码(IMSI)和加密密钥K，还可以包括加密算法A等。

在上述方案中，分区的所有终端共享一个计费账户，所有终端分时轮流和平台进行通讯，从而达到节约成本的目的。通过上述方案，使得终端的部署快捷方便，软件化的V-SIM系统架构，安装调试简单，排错容易。此外，还降低了成本：充分利用现有资源， 分区的所有终端共享一个计费账户，所有终端分时轮流和平台进行通讯，制造成本、工程成本、使用成本都有下降。

下面分别结合不同应用场景对本发明可选实施例进行描述和说明。

可选实施例一：电力抄表

电力远程抄表系统是电力自动化、智能化不可缺少的关键环节，本实施例把基于V-SIM的远程通讯方法和智能表计装置应用到电力远程抄表系统上，移动通讯网络采用GSM，现代移动通讯系统都是向下兼容的，因此能够满足电力行业对数据采集、传输实时性的要求。

图9是根据本发明可选实施例一的电力远程抄表系统的结构框图，如图9所示，该电力远程抄表系统包括：高级计量架构(Advanced Metering Infrastructure，简称为AMI)平台92、GSM移动通讯系统94、智能电表96(相当于上述智能表计装置)。

如图10所示，智能电表96由基表82和V-SIM 84构成，基表82包括：输入输出模块822、主模块824、计量模块826和电源模块828。

基表的电路板不含UICC卡槽，而是直接在主板上集成了UICC。基表主模块保存用于通用标识UICC的ICCID。除了ICCID外，基表主模块还直接保存用于标识终端的IMEI。根据GSM移动通讯系统的鉴权要求，V-SIM中保存SIM信息可以包括：国际移动用户识别码(IMSI)、个人识别码(PIN)、加密秘钥Ki、加密算法A3、加密算法A5、加密算法A8。

本实施例在V-SIM中提供身份识别应用程序编程接口(API)、加解密API和注销API，基表主模块携ICCID、IMEI调用API完成移动通讯系统针对智能电表的注册、数据交互、注销操作。

基于V-SIM的远程通讯方法应用于本实施例的流程如图11所示。该流程包括如下步骤：

步骤S1102，加载通讯计划并判断是否处于通讯时机；

步骤S1104，在通讯时机内，向移动通讯系统请求身份鉴权；移动通讯系统开始计费；

步骤S1106，在通讯时机内，与AMI平台进行业务数据交互；

步骤S1108，业务数据交互完毕，执行注销流程，移动通讯系统结束计费。

如图12所示，步骤S1104中的身份识别API的流程包括如下步骤：

步骤S1202，身份识别API发送注册请求到GSM；

步骤S1204，GSM产生随机数(RAND)返回给身份识别API；

步骤S1206，身份识别API使用Ki和RAND加载到A3运算得到SRES，并把SRES发送给GSM；

步骤S1208，身份识别API使用Ki和RAND加载到A8运算得到Kc，保存Kc、RAND、SRES；

步骤S1210，GSM也使用Ki和RAND加载到A3运算得到XRES；

步骤S1212，GSM使用Ki和RAND加载到A8运算得到Kc，保存Kc、RAND、XRES；

步骤S1214，如果SRES＝XRES，那么GSM通知身份识别API注册成功，否则注册失败；

步骤S1216，流程结束。

如图13a和图13b所示，步骤S1106中的加解密API的流程包括上行数据加解密和下行数据加解密。

如图13a所示，上行数据加解密流程包括如下步骤：

步骤S13a02，加解密API使用加密模式命令M、密钥Kc和当前帧号Fn加载到加密算法A5，计算得到密钥流，和数据逐位异或得到加密数据；

步骤S13a04，加解密API上传加密数据到GSM移动通讯系统；

步骤S13a06，GSM使用Kc和Fn作用到A5得到密钥流，并和加密数据逐位异或进行解密；

步骤S13a08，流程结束。

如图13b所示，上行数据加解密流程包括如下步骤：

步骤13b02，传送方使用LLC包序号Fn、密钥Kc和传送方向D加载到加密算法GEA，计算得密文；

步骤13b04，传送方上传密文到接收方；

步骤13b06，接收方使用GEA、Kc、Fn、D作用密文进行解密；

步骤13b08，流程结束。

如图14所示，步骤S1108中的注销API的流程包括如下步骤：

步骤S1402，注销API向GSM发送注销请求；

步骤S1404，GSM注销用户并通知注销API；

步骤S1406，GSM断开连接；

步骤S1408，GSM释放信道；

步骤S1410，流程结束。

可选实施例二：自来水抄表

自来水远程抄表系统是城市智能化不可缺少的关键环节，本实施例把基于V-SIM的远程通讯方法和智能表计装置应用到自来水远程抄表系统上，移动通讯网络采用通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，简称为GPRS)，能够满足水厂对数据采集、传输实时性的要求。

图15是根据本发明可选实施例二的自来水远程抄表系统的结构框图，如图15所示，该自来水远程抄表系统包括：AMI平台152、GPRS移动通讯系统154、智能水表156(相当于上述智能表计装置)。

如图16所示，智能水表156也由基表82和V-SIM 84构成。

基表的电路板不含SIM卡槽，而是在电路板上直接集成UICC。基表主模块保存用于标识UICC的ICCID。除了ICCID外，基表主模块还直接保存用于标识终端的IMEI。根据GPRS移动通讯系统的鉴权要求，V-SIM保存SIM信息可以包括：国际移动用户识别码(IMSI)、个人识别码(PIN)、加密秘钥Ki、加密算法A3、加密算法A5、加密算法A8。

本实施例在V-SIM中提供身份识别API、加解密API和注销API，基表主模块携ICCID、IMEI调用API完成移动通讯系统针对智能水表的注册、数据交互、注销操作。

其中，基于V-SIM的远程通讯方法应用于本实施例的流程如图11所示。流程中GPRS移动通信系统的身份识别API、加解密API和注销API与GSM移动通信系统类似，在此不再赘述。

可选实施例三：天然气抄表

天然气远程抄表系统是城市智能化不可缺少的关键环节，本实施例把基于V-SIM的远程通讯方法和智能表计装置应用到天然气远程抄表系统上，移动通讯网络采用长期演进技术(LTE)，能够满足气厂对数据采集、传输实时性的要求。

图17是根据本发明可选实施例三的天然气远程抄表系统的结构框图，如图17所示，该天然气远程抄表系统包括：AMI平台172、LTE移动通讯系统174、智能气表176(相当于上述智能表计装置)。

如图18所示，智能气表176也由基表82和V-SIM 84构成。

基表的电路板不含SIM卡槽，而是在电路板中直接集成UICC。基表主模块保存用于标识UICC的ICCID。除了ICCID外，基表主模块还直接保存用于标识终端的IMEI。根据LTE移动通讯系统的鉴权要求，V-SIM保存SIM信息可以包括：国际移动用户识别码(IMSI)、个人识别码(PIN)、加密秘钥、加密算法。

本实施例在V-SIM中提供身份识别API、加解密API和注销API，基表主模块携ICCID、IMEI调用API完成移动通讯系统针对智能气表的注册、数据交互、注销操作。

其中，基于V-SIM的远程通讯方法应用于本实施例的流程如图11所示。流程中的身份识别API、加解密API和注销API遵从LTE系统的流程规范。

例如，LTE移动通信系统中的鉴权及加解密过程可以采用下列步骤：

步骤1，终端向LTE系统的移动性管理实体(MME)发送自己的IMSI与归属签约用户服务器(HSS)的IDHSS标识等身份信息，请求接入；

步骤2，MME根据请求IDHSS，向对应的HSS发送认证数据请求，在请求中包括有用户的身份信息IMSI与本服务网的身份信息SNID；

步骤3，HSS收到认证请求后，在自己的数据库中查找IMSI与SNID，验证这2个实体的合法性。验证通过，则生成认证向量组AV(1,…,n)，并作为认证数据应答，发回给MME。

步骤4，MME收到应答后，存储AV(1,…,n)，再从中选择一个AV(i)，提取出RAND(i)、AUTN(i)、KASME(i)等数据，同时为KASME(i)分配一个密钥标识KSIASME(i)。向终端发送用户认证请求；

步骤5，终端收到认证请求后，通过提取和计算AUTN(i)中的MAC等信息，计算XMAC，比较XMAC和MAC是否相等，同时检验序列号SQN是否在正常的范围内，以此来认证所接入的网络。如果认证通过，则计算RES(i)与KASME(i)，并将RES(i)传输给MME；

步骤6，MME将收到的RES(i)与AV(i)中的XRES(i)进行比较，如果一致，则通过认证；

步骤7，在双向认证都完成后，MME与终端将KASME(i)作为基础密钥，根据约定的算法推演出加密密钥CK与完整性保护密钥IK，随后进行保密通信。至此，EPS-AKA认证方案结束。

可选实施例四：空气监测

空气检测系统是智慧城市不可缺少的关键环节，本实施例把基于V-SIM的远程通讯方法和智能表计装置应用到空气检测系统上，移动通讯网络采用LTE，能够满足环保局对数据采集、传输实时性的要求。

图19是根据本发明可选实施例四的空气检测系统的结构框图，如图19所示，该空气检测系统包括：AMI平台192、LTE移动通讯系统194、智能环境传感器196(相当于上述智能表计装置)。

如图20所示，智能环境传感器196也由基表82和V-SIM 84构成。

基表的电路板不含SIM卡槽，而是在电路板上直接集成了UICC。基表主模块保存用于标识UICC的ICCID。除了ICCID外，基表主模块还直接保存用于标识终端的IMEI。根据LTE移动通讯系统的鉴权要求，V-SIM保存SIM信息可以包括：国际移动用户识别码(IMSI)、个人识别码(PIN)、加密秘钥、加密算法。

本实施例在V-SIM中提供身份识别API、加解密API和注销API，基表主模块携ICCID、IMEI调用API完成移动通讯系统针对智能环境传感器的注册、数据交互、注销操作。

其中，基于V-SIM的远程通讯方法应用于本实施例的流程如图11所示。流程中的身份识别API、加解密API和注销API遵从LTE系统的流程规范，在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。