同大多数物联网产品架构类似,机动车电子标识架构可以分为四层,分别是数据感知层、网络层、平台层及应用层。
数据感知层包含机动车电子标识、各类型的机动车电子标识读写设备，负责读写机动车电子标识内的各类信息，还可以包含电警、信号机等其他交通设备，形成多元化的车辆信息和交通数据采集。
网络层负责实现平台层和前端数据感知平台的数据传输任务，通常使用的网络有公安网、视频专网、政务网以及互联网，网络选择的依据是项目的建设需求。一般情况下，各地现有网络资源齐备且带宽充足，为充分利用已有及资源，避免网络和设备的重复建设，建设时选择利旧现有网络。
平台层功能大体分为三个部分，一是数据的接入，完成数据的筛选、过滤、融合；二是数据的加工，实现数据的存储、计算、分析功能，鉴于当前机动车电子标识系统融合的数据种类数据数量都在迅速增加，引入大数据技术、计算技术、人工智能等相关技术提升加工的效率和深度；三是数据的支撑功能，依托于数据的加工，为各类机动车电子标识应用及其他应用系统提供支撑服务，为各类数据查询、订阅等操作提供支持。
应用层包含机动车电子标识的应用及多种外部应用。机动车电子标识应用包括发行及秘钥管理以及面向公安交管、交通管理、环保等部们业务需求的针对性应用。机动车电子标识应用系统可以对接多部门的现有应用系统，实现数据的交流和共享，如公安交通集成指挥平台等。
同时所有的机动车电子标识架构均处于响应的标准体系、安全规范体系 、运营管理保障体系，符合相关的标准、安全及运营管理的需求。
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