摘要 應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的思想進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是條件接收系統(tǒng)的核心。目前基于PCMCIA技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)卡分離的方案可行性最強(qiáng)。本文考慮PCMCIA技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的運(yùn)用，進(jìn)行了基于PCMCIA技術(shù)時(shí)公共接口CI(Common Interface)的軟件、硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了基于PCMCIA技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)條件接收系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 用戶認(rèn)證卡;機(jī)卡分離;公共接口;物聯(lián)網(wǎng)

1 PCMCIA技術(shù)

有線電視網(wǎng)絡(luò)是未來(lái)社會(huì)發(fā)展中最重要的網(wǎng)絡(luò)資源之一，有線電視正經(jīng)歷著從模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中,其傳播模式也正在從單向廣播方式向雙向互動(dòng)方式轉(zhuǎn)變。而條件接收系統(tǒng)CAS(Conditional Access System)則為這種轉(zhuǎn)變提供了相應(yīng)的技術(shù)支撐，為我國(guó)廣播電視向更高層次發(fā)展開辟了一條必經(jīng)之路。PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)，即個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國(guó)際協(xié)會(huì)的縮寫。該協(xié)會(huì)是一個(gè)非盈利性貿(mào)易和標(biāo)準(zhǔn)組織，負(fù)責(zé)制定卡的標(biāo)準(zhǔn)。PCMCIA卡是Poquet公司(該公司現(xiàn)在是富士通公司分部)的Neil Chandra發(fā)明的，最初是為Poquet計(jì)算機(jī)提供存儲(chǔ)器而設(shè)計(jì)開發(fā)出來(lái)的。到目前為止，PCMCIA卡已發(fā)展到不只是訪問(wèn)存儲(chǔ)器卡，可以訪問(wèn)類型眾多的裝置，每種裝置都可以有各自不同的電氣特性、邏輯接口和定時(shí)等。

2 PCMCIA技術(shù)原理

PCMCIA卡技術(shù)在智能卡技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的，智能卡的技術(shù)較為成熟，智能卡有存儲(chǔ)容量大、使用方便、應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、保密性強(qiáng)、使用簡(jiǎn)單、對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求不高、可以一卡多用等特點(diǎn)。智能卡在結(jié)構(gòu)上包含兩大部分，硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。智能卡硬件主要包括：微處理器(MPU)、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(EEPROM)、工作存儲(chǔ)器(RAM)、輸入輸出接口(I/O)、安全邏輯(SL)以及加/解密運(yùn)算協(xié)處理器(CAU)等組成。智能卡有自己的操作系統(tǒng)，通常我們稱之為芯片操作系統(tǒng)COS(Chip Operating System) 。COS主要用于用于接受和處理外界(如手機(jī)或者讀卡器)發(fā)給SIM卡的各種信息，執(zhí)行外界發(fā)送的各種指令〔如鑒權(quán)運(yùn)算)，管理卡內(nèi)的存儲(chǔ)器空間，向外界回送應(yīng)答信息等。

3.PCMCIA技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的思想進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是條件接收系統(tǒng)的核心。物聯(lián)網(wǎng)利用射頻自動(dòng)識(shí)別(RFID)技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品(商品)的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享�？梢哉f(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)描繪的是充滿智能化的世界。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說(shuō)，就是把智能卡(即感應(yīng)器)嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，能夠?qū)φ�合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制，在此基礎(chǔ)上，人類可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)可以細(xì)分為標(biāo)識(shí)、感知、處理和信息傳送四個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)分別為RFID、傳感器、智能芯片和電信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)。目前在條件接收系統(tǒng)中使用智能卡，其組成包括微處理器、存儲(chǔ)器以及通信接口，利用這個(gè)接口與機(jī)頂盒相連。智能卡不僅僅具有智能化的特點(diǎn)，在條件接收系統(tǒng)中應(yīng)用智能卡技術(shù)的優(yōu)勢(shì)還在于：由于它具有很高的保密性和安全性，所以它特別適用于存儲(chǔ)用戶的控制授權(quán)、私人密鑰以及保密算法等信息，可以保障整個(gè)數(shù)字電視系統(tǒng)的安全。

4 PCMCIA卡設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)與設(shè)計(jì)原則是讓系統(tǒng)具有通用性，實(shí)現(xiàn)機(jī)卡分離方式。條件接收系統(tǒng)由發(fā)送端(前端)和用戶接收端(終端)兩個(gè)部分組成，接收端主要完成解擾與解密功能，發(fā)送端主要完成節(jié)目數(shù)據(jù)流的加擾,CW與ECM的加密EMM的生成、用戶信息的管理以及相應(yīng)的增值服務(wù)。

公共接口位于機(jī)頂盒與CAS之間，公共接口的硬件設(shè)計(jì)是基于FUJITSUMB87M2140單片解碼器，這個(gè)解碼器支持外部PCMCIA接口設(shè)備，通過(guò)控制外部擴(kuò)展的CI控制器芯片，使得在接口插槽上產(chǎn)生相應(yīng)的命令接口信號(hào)以及傳輸流接口信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)其各項(xiàng)操作。

軟件部分的設(shè)計(jì)主要包含內(nèi)存管理模塊設(shè)計(jì)、系統(tǒng)API的調(diào)用及圖形驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)。軟件實(shí)現(xiàn)部分涉及到驅(qū)動(dòng)程序及高層應(yīng)用程序的編寫，PCMCIA卡的驅(qū)動(dòng)程序通常采用標(biāo)準(zhǔn)即插即用(Plug and Play)驅(qū)動(dòng)程序動(dòng)態(tài)加載虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)(VxD, Virtual X Driver)的方法實(shí)現(xiàn)。在高層應(yīng)用程序中為了讀寫PCMCIA卡，VxD提供了一系列功能接口。使用前首先定義一個(gè)CreateFile()函數(shù)，用于獲得設(shè)備的句柄。然后Win32應(yīng)用程序就可以通過(guò)Win32_DeviceIOControl模塊來(lái)調(diào)用這些功能。VxD是動(dòng)態(tài)加載的，如果VxD未能被加載，Windows將會(huì)自動(dòng)為該應(yīng)用程序加載，并且向VxD發(fā)送一個(gè)Sys_Dynamic_Device_Init消息。在使用CreateFile()函數(shù)獲得VxD的設(shè)備句柄之后，就可以調(diào)用Win32_

DeviceIOControl模塊來(lái)訪問(wèn)VxD的功能了。向PCMCIA卡寫數(shù)據(jù)的語(yǔ)句可以表示為：Win32_DeviceIO

Control(hDevice，WRITE_PCCARD_DATA，(LPVOID)&PCCardBuff，0，(LPVOID)pwBuffer，wLength，NULL，NULL)，句中預(yù)定義了一個(gè)變量“hDevice”，用于存放CreateFile()函數(shù)返回的設(shè)備句柄;預(yù)定義了一個(gè)常量“WRITE_PCCard_DATA”，長(zhǎng)度為1個(gè)字，存放待寫入的數(shù)據(jù);定義變量“PCCardBuff”，用于獲取返回的數(shù)據(jù)。

5.結(jié)論

本文提出了基于PCMCIA技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)卡分離方案的思路及具體實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)與目前其它的條件接收系統(tǒng)相比，除具備條件接收系統(tǒng)應(yīng)有的基本功能外，在安全性方面得到了很大的提高，本系統(tǒng)在CAS中的安全性問(wèn)題上、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上以及在同密模式下，同一張用戶認(rèn)證卡在不同條件接收系統(tǒng)之間切換等方面的研究，仍在進(jìn)行之中。

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