CN110913374A - 一种物联网跨网通信模块与通信方式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种物联网跨网通信模块与通信方式,通信模块包括以下模块:电源VCC、通信模组、eSIM集成组件,电源VCC向eSIM集成组件供电,通信模组向eSIM集成组件发送控制信号且通信数据与eSIM集成组件双向发送通信数据,采用eSIM替代SIM,eSIM优势在于具有更小的体积,更牢固的装配方式,更长的使用寿命,以及OTA(空中写号管理),在物联网端无需人员去偏远或者危险地区更换氧化SIM卡或更改资费套餐,远程设备升级,可以完全使用eSIM的OTA技术实现,采用供电切割方式实现eSIM与通信模组间数据交互,通信模组仅需要开放1个引脚接口完成切换控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种物联网跨网通信模块与通信方式。
背景技术
国内物联网eSIM刚刚开放数据牌照,eSIM化终端还非常少,目前联通仅有两款eSIM化物联网终端(智慧烟感、智慧地磁),由于eSIM独特技术优势,未来物联网设备都会逐步由SIM转变为eSIM,而在使用中发现由于各家运营商网络布局策略不同,因此在实际使用中为了保障物联网设备持续稳定不掉线工作,需要根据当前网络情况更改运营商来适配网络强度。
目前传统的双SIM卡芯片转换还是使用的MCU微处理器进行转换,同时采用多串口模块进行数据传输,在传输中会导致数据延时较长,一旦出现SIM卡芯片需要替换难度较大。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种物联网跨网通信模组与通信方式。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种物联网跨网通信模块与通信方式,通信模块包括以下模块:电源VCC、通信模组、eSIM集成组件,电源VCC向eSIM集成组件供电,通信模组向eSIM集成组件发送控制信号且通信数据与eSIM集成组件双向发送通信数据。
一种物联网跨网通信模块与通信方式,通信方式包括以下步骤:
S1、通信模组与eSIM集成组件上电;
S2、通信模组开始工作;
S3、运营商eSIM芯片A开启;
S4、通信模组向eSIM集成组件发送控制信号;
S5、eSIM集成组件向通信模组发送通信数据;
S6、通信模组入网并检查当前网络CSQ值,检查结果包括以下情况:
A1、如果CSQ值大于16则进行以下步骤:
S7.1、通信模组提取eSIM芯片鉴权信息发送至核心网平台侧,执行鉴权;
S7.2、执行终端业务;
A2、如果CSQ值小于16,则进行以下步骤:
S8.1、通信模组进行当前的控制信号判断,当电平为1时开启运营商eSIM芯片A;当电平为0时开启运营商eSIM芯片B;
S8.2、运营商eSIM芯片开启后,通信模组向eSIM集成组件发送控制信号;
S8.3、eSIM集成组件向通信模组发送通信数据;
S8.4、通信模组入网并检查当前网络,重复步骤S6;
S9、融合联通LPA固件包,完成标准执行控制逻辑下载,双运营商eSIM芯片完成转换。
eSIM芯片A、eSIM芯片B型号是ST33G1M2。
所述运营商eSIM设备管理平台均采用OC平台,且通讯协议均可采用coap协议。
所述通信模组包括无线通信模块U1A、电阻R10、二极管D10、三极管Q1、开关电容SC,无线通信模块U1A的15脚与二极管D10阴极连接,无线通信模块U1A的17脚与三极管Q1基极连接,三极管Q1发射极接地,三极管Q1集电极与电阻R10一端连接,电阻R10另一端与电源VCC连接,无线通信模块U1A的53脚、54脚分别与开关电容SC两端连接,无线通信模块U1A的45脚、46脚分别与电源VCC连接,无线通信模块U1A的47脚、48脚短接后接地,无线通信模块U1A的51脚、52脚短接后接地;
无线通信模块U1A的39脚与电阻R1一端、电阻R2一端分别连接,电阻R1另一端与eSIM芯片A的1脚连接,电阻R2另一端与eSIM芯片B的1脚连接。
所述eSIM集成组件包括选通芯片U2、eSIM芯片A、eSIM芯片B、电阻R1~R9、三极管Q2、电容C1~C10、二极管D1~D8,选通芯片U2的1脚与二极管D8阴极、eSIM芯片B的6脚分别连接,选通芯片U2的2脚与eSIM芯片A的6脚、电容C9一端分别连接,电容C9另一端接地,选通芯片U2的3脚与二极管D5阴极、eSIM芯片B的0脚分别连接,选通芯片U2的4脚与无线通信模块U1A的38脚连接,选通芯片U2的5脚与二极管D1阴极、eSIM芯片A的0脚分别连接,选通芯片U2的9脚与无线通信模块U1A的36脚、电阻R9一端分别连接,电阻R9另一端与三极管Q2基极连接,三极管Q2发射极与选通芯片U2的10脚、11脚均连接,三极管Q2集电极与电阻R8一端连接,电阻R8另一端与电源VCC连接,选通芯片U2的12脚与二极管D3阴极、电阻R6一端分别连接,电阻R6另一端与eSIM芯片A的2脚连接,选通芯片U2的13脚与电阻R5一端、电阻R7一端、二极管D7阴极分别连接,电阻R7另一端与eSIM芯片B的2脚连接,选通芯片U2的14脚与无线通信模块U1A的41脚连接,选通芯片U2的15脚与无线通信模块U1A的40脚、电阻R3一端分别连接,选通芯片U2的6脚、16脚分别与电源VCC连接;
二极管D1~D4共阳极且阳极与电源VCC连接,二极管D2阴极接在电阻R1与eSIM芯片A的1脚之间的节点上,该节点与电容C1一端连接,电容C1另一端与接地点、电容C2一端分别连接,电容C2另一端接在电阻R2与eSIM芯片B之间的节点上,电阻R3~R5另一端分别连接且与电源VCC连接,电容C3两端分别与eSIM芯片A的0脚、4脚连接,电容C4并联在电容C3两端,电容C5一端接在电阻R6与eSIM芯片A之间的节点上,电容C5另一端与电容C7一端连接,电容C7另一端与eSIM芯片B的0脚连接,电容C6并联在电容C7两端,电容C8一端接在电阻R7与eSIM芯片B之间的节点上,二极管D4阴极接在电阻R2与eSIM芯片B之间的节点上;
二极管D5~D8共阳极且阳极接地,二极管D5、D6的阴极分别与eSIM芯片B的0脚、1脚连接;
eSIM芯片A、eSIM芯片B的4脚分别接地。
所述无线通信模块U1A型号是BC95,选通芯片U2型号是CD4053,三极管Q1、三极管Q2型号均是2N3904。
本发明的有益效果在于:
本发明首先采用eSIM替代SIM,eSIM优势在于具有更小的体积,更牢固的装配方式,更长的使用寿命,以及OTA(空中写号管理),在物联网端无需人员去偏远或者危险地区更换氧化SIM卡或更改资费套餐,远程设备升级,可以完全使用eSIM的OTA技术实现;
本发明结合通信模组LPA固件包(联通定义标准化固件包),能够通过远程监控网络环境,自动切换通信运营商适配最优网络强度;
本发明为标准化模组产品,能够快速适配改造升级各类物联网终端产品;
本发明选用CD4053芯片进行信号选用,便于双运营商向跨网扩展,且CD4053为高速选通芯片,保障最低切换延时影响;
本发明采用供电切割方式实现eSIM与通信模组间数据交互,优势在于通信模组仅需要开放1个引脚接口完成切换控制。
附图说明
图1是本发明的流程原理图;
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
一种物联网跨网通信模块与通信方式,通信模块包括以下模块:电源VCC、通信模组、eSIM集成组件,电源VCC向eSIM集成组件供电,通信模组向eSIM集成组件发送控制信号且通信数据与eSIM集成组件双向发送通信数据。
一种物联网跨网通信模块与通信方式,通信方式包括以下步骤:
S1、通信模组与eSIM集成组件上电;
S2、通信模组开始工作;
S3、运营商eSIM芯片A开启;
S4、通信模组向eSIM集成组件发送控制信号;
S5、eSIM集成组件向通信模组发送通信数据;
S6、通信模组入网并检查当前网络CSQ值,检查结果包括以下情况:
A1、如果CSQ值大于16则进行以下步骤:
S7.1、通信模组提取eSIM芯片鉴权信息发送至核心网平台侧,执行鉴权;
S7.2、执行终端业务;
A2、如果CSQ值小于16,则进行以下步骤:
S8.1、通信模组进行当前的控制信号判断,当电平为1时开启运营商eSIM芯片A;当电平为0时开启运营商eSIM芯片B,eSIM芯片发送端采用二极管结合三极管完成发送信号单一传输,eSIM芯片A与eSIM芯片B间信号无干扰,实现发送信号选通;
S8.2、运营商eSIM芯片开启后,通信模组向eSIM集成组件发送控制信号,通信模组更改SDK、RDK开放输出接口用于控制选通模组完成供电切换;
S8.3、eSIM集成组件向通信模组发送通信数据;
S8.4、通信模组入网并检查当前网络,重复步骤S6;
S9、融合联通LPA固件包,完成标准执行控制逻辑下载,双运营商eSIM芯片完成转换。
eSIM芯片A、eSIM芯片B型号是ST33G1M2。
运营商eSIM设备管理平台均采用OC平台,且通讯协议均可采用coap协议,同样的设备管理平台,能够提高通信模组侧传输协议一致性,减少通信模组内资源损耗。
通信模组包括无线通信模块U1A、电阻R10、二极管D10、三极管Q1、开关电容SC,无线通信模块U1A的15脚与二极管D10阴极连接,无线通信模块U1A的17脚与三极管Q1基极连接,三极管Q1发射极接地,三极管Q1集电极与电阻R10一端连接,电阻R10另一端与电源VCC连接,无线通信模块U1A的53脚、54脚分别与开关电容SC两端连接,无线通信模块U1A的45脚、46脚分别与电源VCC连接,无线通信模块U1A的47脚、48脚短接后接地,无线通信模块U1A的51脚、52脚短接后接地;
无线通信模块U1A的39脚与电阻R1一端、电阻R2一端分别连接,电阻R1另一端与eSIM芯片A的1脚连接,电阻R2另一端与eSIM芯片B的1脚连接。
eSIM集成组件包括选通芯片U2、eSIM芯片A、eSIM芯片B、电阻R1~R9、三极管Q2、电容C1~C10、二极管D1~D8,选通芯片U2的1脚与二极管D8阴极、eSIM芯片B的6脚分别连接,选通芯片U2的2脚与eSIM芯片A的6脚、电容C9一端分别连接,电容C9另一端接地,选通芯片U2的3脚与二极管D5阴极、eSIM芯片B的0脚分别连接,选通芯片U2的4脚与无线通信模块U1A的38脚连接,选通芯片U2的5脚与二极管D1阴极、eSIM芯片A的0脚分别连接,选通芯片U2的9脚与无线通信模块U1A的36脚、电阻R9一端分别连接,电阻R9另一端与三极管Q2基极连接,三极管Q2发射极与选通芯片U2的10脚、11脚均连接,三极管Q2集电极与电阻R8一端连接,电阻R8另一端与电源VCC连接,选通芯片U2的12脚与二极管D3阴极、电阻R6一端分别连接,电阻R6另一端与eSIM芯片A的2脚连接,选通芯片U2的13脚与电阻R5一端、电阻R7一端、二极管D7阴极分别连接,电阻R7另一端与eSIM芯片B的2脚连接,选通芯片U2的14脚与无线通信模块U1A的41脚连接,选通芯片U2的15脚与无线通信模块U1A的40脚、电阻R3一端分别连接,选通芯片U2的6脚、16脚分别与电源VCC连接,选通芯片U2是高速选通芯片CD4053,对运营商A与B的供电进行切换选择,实现eSIM工作选择。
二极管D1~D4共阳极且阳极与电源VCC连接,二极管D2阴极接在电阻R1与eSIM芯片A的1脚之间的节点上,该节点与电容C1一端连接,电容C1另一端与接地点、电容C2一端分别连接,电容C2另一端接在电阻R2与eSIM芯片B之间的节点上,电阻R3~R5另一端分别连接且与电源VCC连接,电容C3两端分别与eSIM芯片A的0脚、4脚连接,电容C4并联在电容C3两端,电容C5一端接在电阻R6与eSIM芯片A之间的节点上,电容C5另一端与电容C7一端连接,电容C7另一端与eSIM芯片B的0脚连接,电容C6并联在电容C7两端,电容C8一端接在电阻R7与eSIM芯片B之间的节点上,二极管D4阴极接在电阻R2与eSIM芯片B之间的节点上;
二极管D5~D8共阳极且阳极接地,二极管D5、D6的阴极分别与eSIM芯片B的0脚、1脚连接;
eSIM芯片A、eSIM芯片B的4脚分别接地。
上述的无线通信模块U1A型号是BC95,选通芯片U2型号是CD4053,三极管Q1、三极管Q2型号均是2N3904。
Claims (7)
1.一种物联网跨网通信模块与通信方式,其特征在于通信模块包括以下模块:电源VCC、通信模组、eSIM集成组件,电源VCC向eSIM集成组件供电,通信模组向eSIM集成组件发送控制信号且通信数据与eSIM集成组件双向发送通信数据。
2.一种物联网跨网通信模块与通信方式,其特征在于通信方式包括以下步骤:
S1、通信模组与eSIM集成组件上电;
S2、通信模组开始工作;
S3、运营商eSIM芯片A开启;
S4、通信模组向eSIM集成组件发送控制信号;
S5、eSIM集成组件向通信模组发送通信数据;
S6、通信模组入网并检查当前网络CSQ值,检查结果包括以下情况:
A1、如果CSQ值大于16则进行以下步骤:
S7.1、通信模组提取eSIM芯片鉴权信息发送至核心网平台侧,执行鉴权;
S7.2、执行终端业务;
A2、如果CSQ值小于16,则进行以下步骤:
S8.1、通信模组进行当前的控制信号判断,当电平为1时开启运营商eSIM芯片A;当电平为0时开启运营商eSIM芯片B;
S8.2、运营商eSIM芯片开启后,通信模组向eSIM集成组件发送控制信号;
S8.3、eSIM集成组件向通信模组发送通信数据;
S8.4、通信模组入网并检查当前网络,重复步骤S6;
S9、融合联通LPA固件包,完成标准执行控制逻辑下载,双运营商eSIM芯片完成转换。
3.如权利要求1所述的一种物联网跨网通信模块与通信方式,其特征在于:所述eSIM芯片是采用MFF2封装且具备UICC解决方案的微控芯片。
4.如权利要求1所述的一种物联网跨网通信模块与通信方式,其特征在于:所述运营商eSIM设备管理平台均采用OC平台,且通讯协议均可采用coap协议。
5.如权利要求1所述的一种物联网跨网通信模块与通信方式,其特征在于:所述通信模组包括无线通信模块U1A、电阻R10、二极管D10、三极管Q1、开关电容SC,无线通信模块U1A的15脚与二极管D10阴极连接,无线通信模块U1A的17脚与三极管Q1基极连接,三极管Q1发射极接地,三极管Q1集电极与电阻R10一端连接,电阻R10另一端与电源VCC连接,无线通信模块U1A的53脚、54脚分别与开关电容SC两端连接,无线通信模块U1A的45脚、46脚分别与电源VCC连接,无线通信模块U1A的47脚、48脚短接后接地,无线通信模块U1A的51脚、52脚短接后接地;
无线通信模块U1A的39脚与电阻R1一端、电阻R2一端分别连接,电阻R1另一端与eSIM芯片A的1脚连接,电阻R2另一端与eSIM芯片B的1脚连接。
6.如权利要求1所述的一种物联网跨网通信模块与通信方式,其特征在于:所述eSIM集成组件包括选通芯片U2、eSIM芯片A、eSIM芯片B、电阻R1~R9、三极管Q2、电容C1~C10、二极管D1~D8,选通芯片U2的1脚与二极管D8阴极、eSIM芯片B的6脚分别连接,选通芯片U2的2脚与eSIM芯片A的6脚、电容C9一端分别连接,电容C9另一端接地,选通芯片U2的3脚与二极管D5阴极、eSIM芯片B的0脚分别连接,选通芯片U2的4脚与无线通信模块U1A的38脚连接,选通芯片U2的5脚与二极管D1阴极、eSIM芯片A的0脚分别连接,选通芯片U2的9脚与无线通信模块U1A的36脚、电阻R9一端分别连接,电阻R9另一端与三极管Q2基极连接,三极管Q2发射极与选通芯片U2的10脚、11脚均连接,三极管Q2集电极与电阻R8一端连接,电阻R8另一端与电源VCC连接,选通芯片U2的12脚与二极管D3阴极、电阻R6一端分别连接,电阻R6另一端与eSIM芯片A的2脚连接,选通芯片U2的13脚与电阻R5一端、电阻R7一端、二极管D7阴极分别连接,电阻R7另一端与eSIM芯片B的2脚连接,选通芯片U2的14脚与无线通信模块U1A的41脚连接,选通芯片U2的15脚与无线通信模块U1A的40脚、电阻R3一端分别连接,选通芯片U2的6脚、16脚分别与电源VCC连接;
二极管D1~D4共阳极且阳极与电源VCC连接,二极管D2阴极接在电阻R1与eSIM芯片A的1脚之间的节点上,该节点与电容C1一端连接,电容C1另一端与接地点、电容C2一端分别连接,电容C2另一端接在电阻R2与eSIM芯片B之间的节点上,电阻R3~R5另一端分别连接且与电源VCC连接,电容C3两端分别与eSIM芯片A的0脚、4脚连接,电容C4并联在电容C3两端,电容C5一端接在电阻R6与eSIM芯片A之间的节点上,电容C5另一端与电容C7一端连接,电容C7另一端与eSIM芯片B的0脚连接,电容C6并联在电容C7两端,电容C8一端接在电阻R7与eSIM芯片B之间的节点上,二极管D4阴极接在电阻R2与eSIM芯片B之间的节点上;
二极管D5~D8共阳极且阳极接地,二极管D5、D6的阴极分别与eSIM芯片B的0脚、1脚连接;
eSIM芯片A、eSIM芯片B的4脚分别接地。
7.如权利要求1至6任一权利要求所述的一种物联网跨网通信模块与通信方式,其特征在于:所述无线通信模块U1A型号是BC95,选通芯片U2型号是CD4053,三极管Q1、三极管Q2型号均是2N3904。
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