CN103971154B - Uim卡、用户终端及用户终端与uim卡交互的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种UIM卡、用户终端及用户终端与UIM卡交互的方法。其中，该UIM卡包括UIM芯片和Zigbee芯片，UIM芯片与Zigbee芯片复用接地引脚和输入/输出引脚，Zigbee芯片通过输入/输出引脚发送与接收数据，UIM芯片和Zigbee芯片具有各自的微程序控制器MCU。本公开通过将Zigbee芯片集成到UIM卡中使得涉及短距离无线通信技术的物联网业务不再依赖定制终端。

Description

UIM卡、用户终端及用户终端与UIM卡交互的方法

技术领域

本公开涉及物联网应用技术领域，特别地，涉及一种UIM（User Identity Module，用户识别模块）卡、用户终端及用户终端与UIM卡交互的方法。

背景技术

物联网被普遍认可的定义是：它是一个由感知层、网络层、应用层共同构成的庞大的社会信息系统。感知层负责感知收集信息，而网络层负责将信息传输到应用层，应用层通过感知和传输来的信息进行分析和处理，实现物与物、人与物之间的感知。物联网将各种信息传感设备，如RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、家用电器、安防设备等与互联网结合起来形成的一个巨大网络，让所有物品与网络连接在一起，方便识别、管理和监控，在此基础上实现融合的应用，最终为人们提供无所不在的全方位服务。

在很多物联网应用场景中要求物联网终端具备短距离通信能力，例如，智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家具、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等领域都有广泛的应用前景。目前物联网中Zigbee（紫蜂）短距离无线通信技术的实现多集成在传感器和终端中，大多采用定制终端设备。针对不同物联网应用，在需要使用智能通信设备的物联网终端时，需要每次定制物联网智能设备，而其中很多设备的硬件功能及需求基本相同，仅软件及应用场景有所差异。大部分定制的智能物联网终端往往数量较少，只针对某些客户的特殊需求，因此造成了开发量大，开发周期长，终端成本高，影响了物联网应用的推广。

发明内容

本公开鉴于以上问题中的至少一个提出了新的技术方案。

本公开在其一个方面提供了一种UIM卡，通过将Zigbee芯片集成到UIM卡中使得涉及短距离无线通信技术的物联网业务不再依赖定制终端。

本公开在其另一方面提供了一种用户终端，通过将集成有Zigbee芯片的UIM卡安装到用户终端中使得涉及短距离无线通信技术的物联网业务不再依赖定制终端。

本公开在其又一方面提供了一种户终端与UIM卡交互的方法，能够使得涉及短距离无线通信技术的物联网业务不再依赖定制终端。

根据本公开，提供一种用户识别UIM卡，包括UIM芯片和Zigbee芯片，UIM芯片与Zigbee芯片复用接地引脚和输入/输出引脚，Zigbee芯片通过输入/输出引脚发送与接收数据，UIM芯片和Zigbee芯片具有各自的微程序控制器MCU。

在本公开的一些实施例中，UIM卡具有6触点引脚或8触点引脚。

根据本公开，还提供了一种用户终端，包括终端MCU和前述实施例中的UIM卡，其中，终端MCU通过输入/输出引脚和扩展的应用协议数据单元APDU指令控制UIM芯片和Zigbee芯片。

在本公开的一些实施例中，终端MCU通过API方式调用Zigbee芯片中的短距离无线通信功能。

在本公开的一些实施例中，输入/输出引脚用作终端MCU与UIM芯片之间的数据传输以及用作终端MCU与Zigbee芯片之间的数据传输。

在本公开的一些实施例中，输入/输出引脚还用作UIM芯片与Zigbee芯片之间的数据传输。

根据本公开，还提供了一种用户终端与UIM卡交互的方法，包括：

终端MCU通过输入/输出引脚向UIM卡发送APDU指令；

UIM芯片中的MCU判断APDU指令所控制的芯片类型；

如果APDU指令控制的是UIM芯片，则UIM芯片直接对APDU指令进行处理；

如果APDU指令控制的是Zigbee芯片，则UIM芯片将APDU指令转发至Zigbee芯片，由Zigbee芯片通过API调用方式对APDU指令进行处理。

在本公开的一些实施例中，该方法还包括：

在Zigbee芯片通过API调用方式接收到来自天线的数据后，经UIM芯片和输入/输出引脚将数据转发至终端MCU。

根据本公开，还提供了一种用户终端与UIM卡交互的方法，包括：

终端MCU通过复用的输入/输出引脚发送与Zigbee芯片通信的请求指令；

Zigbee芯片在监听到请求指令后占用输入/输出引脚向终端MCU回传确认指令并通过输入/输出引脚接收来自终端MCU的数据。

在本公开的一些实施例中，该方法还包括：

在Zigbee芯片通过API调用方式接收到来自天线的数据后，通过UIM卡的内部接口向UIM芯片发送通信请求；

UIM芯片的MCU在输入/输出引脚空闲时向终端MCU转发通信请求；

终端MCU停止使用输入/输出引脚并接收Zigbee芯片通过输入/输出引脚传送的数据。

通过本公开的技术方案，将Zigbee芯片集成到现有的UIM卡中，使得新的UIM卡不仅具有现有UIM卡的功能，同时还具有Zigee功能，进而使得涉及短距离无线通信技术的物联网业务无需再采用特殊的定制终端，只需更换物联网专用UIM卡就可以方便地实现短距离无线通信。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分。在附图中：

图1是本公开一个实施例的用户识别UIM卡的结构示意图。

图2是本公开另一实施例的用户识别UIM卡的外观示意图。

图3是本公开一个实施例的用户终端的结构示意图。

图4是本公开一个实施例的用户终端与UIM卡交互的方法的流程示意图。

图5是本公开另一实施例的用户终端与UIM卡交互示意图。

图6是本公开另一实施例的用户终端与UIM卡交互的方法的流程示意图。

图7是本公开另一实施例的用户终端与UIM卡交互示意图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本公开。要注意的是，以下的描述在本质上仅是解释性和示例性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。除非另外特别说明，否则，在实施例中阐述的部件和步骤的相对布置以及数字表达式和数值并不限制本公开的范围。另外，本领域技术人员已知的技术、方法和装置可能不被详细讨论，但在适当的情况下意在成为说明书的一部分。

本公开下述实施例通过复用现有UIM卡引脚的方式在现有UIM卡中集成Zigbee短距离无线通信芯片，在该新UIM卡中集成了UIM芯片和Zigbee芯片，使得涉及短距离无线通信技术的物联网业务不用再采用特殊定制终端，只需将移动终端内的普通UIM卡更换为物联网专用UIM卡，在终端侧无需改动现有卡槽与增加切换电路，只需复用数据引脚，而且不必关心UIM卡中UIM芯片和Zigbee芯片之间的通信信息与终端交互的工作机理、控制方法和操作步骤，只需调用API（Application Program Interface，应用程序接口）就可实现无线通信信息采集和高速传输能力，有利于涉及短距离无线通信技术的物联网业务推广。

图1是本公开一个实施例的用户识别UIM卡的结构示意图。

如图1所示，该实施例中的UIM卡10可以包括：

UIM芯片102和Zigbee芯片104，其中，UIM芯片102与Zigbee芯片104复用GND（接地）引脚和I/O（Input/Output，输入/输出）引脚，Zigbee芯片104通过输入/输出引脚发送与接收数据，UIM芯片102和Zigbee芯片104具有各自的MCU（Micro Controller Unit，微程序控制器），以实现对各自芯片的控制。

从图1可以看出，由于UIM芯片与Zigbee芯片复用接地引脚和输入/输出引脚，仍然可以采用现有UIM卡的封装形式，符合ISO-7816规范，所以终端侧卡槽无需改动，如果用户使用UIM卡内的Zigbee通信功能，则可以直接调用相应API即可，与自己做Zigbee芯片开发不同，本公开的该实施例无需用户关心UIM芯片与Zigbee芯片的信息交互机理。

该实施例将Zigbee芯片集成到现有的UIM卡中，使得新的UIM卡不仅具有现有UIM卡的功能，同时还具有Zigee功能，进而使得涉及短距离无线通信技术的物联网业务无需再采用特殊的定制终端，只需更换物联网专用UIM卡就可以方便地实现短距离无线通信。

图2是本公开另一实施例的用户识别UIM卡的外观示意图。

如图2所示，UIM卡具有8触点引脚，或6触点引脚（未示出）。

在UIM卡具有8触点引脚的情况下，Vcc代表电源信号引脚、RST代表复位信号引脚、CLK代表时钟信号引脚、GND代表接地引脚、Vpp代表编程电压引脚、I/O代表输入/输出引脚、两个RFU为备用引脚。

在UIM卡具有6触点引脚的情况下，不包括图2所示的两个RFU备用引脚，其他引脚与图2完全相同。

无论是8触点引脚的UIM卡还是6触点引脚的UIM卡，其中的UIM芯片与Zigbee芯片均复用接地引脚和输入/输出引脚，实现终端与UIM芯片的数据传输和终端与Zigbee芯片的数据传输，同时，还可以实现UIM芯片与Zigbee芯片之间的数据传输。

图3是本公开一个实施例的用户终端的结构示意图。

如图3所示，该实施例中的用户终端30可以包括终端MCU302和UIM卡304，其中，终端MCU302可以通过输入/输出引脚和扩展的APDU（Applications Protocol Data Unit，应用协议数据单元）指令控制UIM芯片102和Zigbee芯片104，UIM卡304可以通过图1所示的实施例实现。

其中，终端MCU302可以通过两种方式与UIM芯片102和Zigbee芯片交互。具体交互方式将在后面的实施例中进行详细的介绍。

进一步地，可以将上述终端MCU302对UIM卡内Zigbee芯片与UIM芯片的调用功能进行抽象，即，将上述功能抽象为API方式的调用函数，进而可以通过API方式调用Zigbee芯片中的短距离无线通信功能和UIM芯片内的用户数据处理功能，例如，对Zigbee芯片的API调用可以包括Zigbee芯片通信参数初始化函数和Zigbee芯片数据通信调用函数。

从该实例可以看出，终端MCU302控制UIM卡内各芯片的MCU。此外，UIM卡中的输入/输出引脚可以用作终端MCU302与UIM芯片102之间的数据传输以及用作终端MCU与Zigbee芯片104之间的数据传输。

进一步地，如果UIM卡内各芯片之间进行数据交换时，可以通过UIM的内部接口来传输数据，也可以借助终端MCU302来传输数据。例如，如果Zigbee芯片要将接收的数据传输至UIM芯片，则可以首先通过输入/输出引脚将该数据传输至终端MCU302，再由终端MCU302通过输入/输出引脚将该数据转发至UIM芯片。反之，如果UIM芯片要通过Zigbee芯片将用户数据发送出去，则可以首先通过输入/输出引脚将该用户数据传输至终端MCU302，再由终端MCU302通过输入/输出引脚将该数据转发至Zigbee芯片，最终由Zigbee芯片再通过短距离无线传输技术将该数据发送出去。

另外，为了提高数据传输效率，还可以直接通过UIM的内部接口在UIM芯片102与Zigbee芯片104之间进行数据传输。

在实际使用中，具体采用哪种不同芯片间的交换数据传输方式可以根据数据传输指令中指定域的不同设置来判断，如果该指定域指示经终端MCU302转发，则需首先将该数据转发至终端MCU302，再由其转发至另一芯片，如该指定域指示直接发送至另一芯片，则无需再经由终端MCU302转发。这种直接发送的方式更适用于大数据量的传输，而经由终端MCU302转发则可以在转发之前对某些重要数据进行判断，例如，某些重要的用户数据是不能随意经由Zigbee芯片被发送出去，因此，这种数据转发的方式可以保证数据传输的安全性，此外，这种方式更适用于小数据量的传输，以免影响终端MCU302的处理负荷。

终端MCU与集成了Zigbee芯片和UIM芯片的UIM卡的交互方式包括下述两种：

（1）复用输入/输出接口作为高速数据接口，即，终端MCU与UIM芯片和Zigbee均相连，通信三方中的任意两方均可以互相传送数据；

（2）不复用输入/输出接口，即，终端MCU与UIM芯片相连，不与Zigbee芯片相连，终端MCU与Zigbee芯片的通信数据只能通过UIM芯片转发。

图4是本公开一个实施例的用户终端与UIM卡交互的方法的流程示意图。图4示出了上述第（2）种通信方式。

如图4所示，该实施例可以包括以下步骤：

S402，终端MCU通过输入/输出引脚向UIM卡发送APDU指令；

S404，UIM芯片中的MCU判断APDU指令所控制的芯片类型；

S406，如果APDU指令控制的是UIM芯片，则UIM芯片直接对APDU指令进行处理；

S408，如果APDU指令控制的是Zigbee芯片，则UIM芯片将APDU指令转发至Zigbee芯片，由Zigbee芯片通过API调用方式对APDU指令进行处理。

该实施例将Zigbee芯片集成到现有的UIM卡中，使得新的UIM卡不仅具有现有UIM卡的功能，同时还具有Zigee功能，进而使得涉及短距离无线通信技术的物联网业务无需再采用特殊的定制终端，只需更换物联网专用UIM卡就可以方便地实现短距离无线通信。

进一步地，在Zigbee芯片通过API调用方式接收到来自天线的数据后，经UIM芯片和输入/输出引脚将数据转发至终端MCU。

图5是本公开另一实施例的用户终端与UIM卡交互示意图。

如图5所示，终端MCU发送的APDU指令由UIM芯片内的仲裁机制仲裁，根据APDU中指定域的内容确定是发送给UIM芯片还是发送给Zigbee芯片，如果是发送给UIM芯片的指令，则由UIM芯片内的MCU负责处理，如果是发送给Zigbee芯片的专用指令，则由UIM芯片透传给Zigbee芯片并由其中的MCU负责处理。当Zigbee芯片内的天线接收到数据后，经由UIM芯片在输入/输出引脚空闲时发送给终端MCU，由其对数据进行判断和进一步处理。

图6是本公开另一实施例的用户终端与UIM卡交互的方法的流程示意图。图6示出了上述第（1）种通信方式。

如图6所示，该实施例可以包括以下步骤：

S602，终端MCU通过复用的输入/输出引脚发送与Zigbee芯片通信的请求指令；

S604，Zigbee芯片在监听到请求指令后占用输入/输出引脚向终端MCU回传确认指令并通过输入/输出引脚接收来自终端MCU的数据。

进一步地，在Zigbee芯片通过API调用方式接收到来自天线的数据后，通过UIM卡的内部接口向UIM芯片发送通信请求；

UIM芯片的MCU在输入/输出引脚空闲时向终端MCU转发通信请求；

终端MCU停止使用输入/输出引脚并接收Zigbee芯片通过输入/输出引脚传送的数据。

图7是本公开另一实施例的用户终端与UIM卡交互示意图。

如图7所示，UIM卡常态是工作在UIM状态，即，终端MCU与UIM芯片交互数据，当Zigbee数据占用输入/输出接口时需要先发送通信请求，有以下两种情况：

（a）终端MCU请求与Zigbee芯片通信

终端MCU发送请求指令，Zigbee芯片一直对输入/输出接口上的数据进行监听，当检测到请求指令后，占用输入/输出接口向终端MCU回传确认指令，通过输入/输出接口高速地接收来自终端MCU的数据。

（b）Zigbee芯片接收到来自天线的数据

当Zigbee芯片中的天线接收到数据后，通过UIM卡的内部接口向UIM芯片发送通信请求，UIM芯片内的MCU在输入/输出接口空闲时通过输入/输出接口向终端MCU发送通信请求，终端MCU停止使用输入/输出接口，Zigbee芯片占用该输入/输出接口将自天线采集的数据高速地传送给终端MCU。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述方法实施例的全部和部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算设备可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质可以包括ROM、RAM、磁碟和光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同和相似的部分可以相互参见。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处可以参见方法实施例部分的说明。

上述实施例中的用户终端是指物联网应用领域用到的终端，例如，车载应用、支付、物流、安全等物联网应用领域中使用的终端，与诸如手机等普通移动终端的主要区别在于其集成了特定的传感器，可以用于特定的物联网应用。

虽然已参照示例性实施例描述了本公开，但应理解，本公开不限于上述的示例性实施例。对于本领域技术人员显然的是，可以在不背离本公开的范围和精神的条件下修改上述的示例性实施例。所附的权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (10)

1.一种用户识别UIM卡，其特征在于，包括UIM芯片和Zigbee芯片，所述UIM芯片与所述Zigbee芯片复用接地引脚和输入/输出引脚，所述Zigbee芯片通过所述输入/输出引脚发送与接收数据，所述UIM芯片和所述Zigbee芯片具有各自的微程序控制器MCU，其中，所述UIM芯片和Zigbee芯片之间通过所述输入/输出引脚进行数据传输；所述Zigbee芯片中的短距离无线通信功能和所述UIM芯片内的用户数据处理功能通过API方式调用，其中，对所述Zigbee芯片的API调用包括Zigbee芯片通信参数初始化函数和Zigbee芯片数据通信调用函数。

2.根据权利要求1所述的UIM卡，其特征在于，所述UIM卡具有6触点引脚或8触点引脚。

3.一种用户终端，其特征在于，包括终端MCU和权利要求1至2中任一项所述的UIM卡，其中，所述终端MCU通过所述输入/输出引脚和扩展的应用协议数据单元APDU指令控制所述UIM芯片和所述Zigbee芯片。

4.根据权利要求3所述的用户终端，其特征在于，所述终端MCU通过API方式调用所述Zigbee芯片中的短距离无线通信功能。

5.根据权利要求3所述的用户终端，其特征在于，所述输入/输出引脚用作所述终端MCU与所述UIM芯片之间的数据传输以及用作所述终端MCU与所述Zigbee芯片之间的数据传输。

6.根据权利要求5所述的用户终端，其特征在于，所述输入/输出引脚还用作所述UIM芯片与所述Zigbee芯片之间的数据传输。

7.一种利用权利要求3至6中任一项所述的用户终端与UIM卡交互的方法，其特征在于，包括：

所述终端MCU通过所述输入/输出引脚向所述UIM卡发送APDU指令；

所述UIM芯片中的MCU判断所述APDU指令所控制的芯片类型；

如果所述APDU指令控制的是所述UIM芯片，则所述UIM芯片直接对所述APDU指令进行处理；

如果所述APDU指令控制的是所述Zigbee芯片，则所述UIM芯片将所述APDU指令转发至所述Zigbee芯片，由所述Zigbee芯片通过API调用方式对所述APDU指令进行处理。

8.根据权利要求7所述的用户终端与UIM卡交互的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述Zigbee芯片通过API调用方式接收到来自天线的数据后，经所述UIM芯片和所述输入/输出引脚将数据转发至所述终端MCU。

9.一种利用权利要求3至6中任一项所述的用户终端与UIM卡交互的方法，其特征在于，包括：

所述终端MCU通过复用的所述输入/输出引脚发送与Zigbee芯片通信的请求指令；

所述Zigbee芯片在监听到所述请求指令后占用所述输入/输出引脚向所述终端MCU回传确认指令并通过所述输入/输出引脚接收来自所述终端MCU的数据。

10.根据权利要求9所述的用户终端与UIM卡交互的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述Zigbee芯片通过API调用方式接收到来自天线的数据后，通过所述UIM卡的内部接口向所述UIM芯片发送通信请求；

所述UIM芯片的MCU在所述输入/输出引脚空闲时向所述终端MCU转发所述通信请求；

所述终端MCU停止使用所述输入/输出引脚并接收所述Zigbee芯片通过所述输入/输出引脚传送的数据。