CN104135572A - Sim卡无线通信系统及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SIM卡无线通信系统，包括SIM模块、通讯终端模块，所述通讯终端模块设置有—GSM子模块，—电能发送子模块，—无线收发子模块A，—数据传输方向检测子模块A，所述SIM模块设置有—SIM卡，—电能接收子模块，—无线收发子模块B，—数据传输方向检测子模块B，—CLK时钟信号产生子模块。本发明还公开了一种SIM卡无线通信系统的通信方法。本发明的SIM卡无线通信系统及其通信方法，它避免了接触式的多次插拔或外力影响而造成外置触点的接触磨损，提高了通信的可靠性、稳定性；提高了SIM卡和通讯终端设备的使用寿命；实现了一种电能与信号同时传输的方法。

Description

SIM卡无线通信系统及其通信方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种SIM卡无线通信系统及其通信方法。 

背景技术

SIM卡是Subscriber Identity Module （客户识别模块）的缩写。一般的SIM卡有8个引脚，其中GSM模块通过SIM卡的VCC和GND引脚为SIM卡提供电能，SIM卡在CLK引脚信号、RESET引脚信号的控制下通过IO引脚与GSM模块进行通信。GSM模块与SIM卡进行通信是通过CLK引脚、RESET引脚以及IO引脚上的高低电平来实现的，其中CLK引脚、RESET引脚是单工的，而IO引脚是双工的。

传统的SIM卡与GSM模块之间的连接方式为电气或者接触式连接，两者通过暴露的金属触点相互接触，从而实现SIM卡与GSM等通讯终端设备间的信号的传递。但多次插拔或外力影响很容易损坏外置的触点，导致连接的失效，从而削弱了SIM卡与通讯终端设备之间连接的可靠性和稳定性，这一情况尤其是在公用电话等频繁插卡的设备中尤为突出。

发明内容

本发明的目的是：提供一种SIM卡无线通信系统，它通过SIM卡和通讯终端之间电能的非接触传输，在不解析SIM卡与通讯终端之间的通信协议的情况下，将通讯终端的电能无线传输给SIM卡，为SIM卡提供电能，并实现SIM卡和通讯终端之间进行数据的无线双向的传输。

本发明的另一个目的是：提供一种SIM卡无线通信系统的通信方法。

本发明的SIM卡无线通信系统的技术方案是：一种SIM卡无线通信系统，包括SIM模块、通讯终端模块，所述通讯终端模块设置有

—GSM子模块，通过与SIM卡的相应的引脚电平，用于向SIM卡发送控制指令，以及接收SIM模块的响应结果；

—电能发送子模块，用于产生与SIM卡工作频率相同的电能形式的交流信号并为SIM模块提供电能；

—无线收发子模块A，用于采集GSM子模块引脚上的电平信号并发送至无线收发子模块B，以及接收无线收发子模块B发送来的SIM卡引脚电平信号并发送至GSM子模块；

—数据传输方向检测子模块A，用于检测数据传输的方向是由通讯终端模块发送至SIM模块还是由SIM模块发送至通讯终端模块；

所述SIM模块设置有

—SIM卡，通过与GSM子模块相应的引脚电平，用于向GSM子模块发送复位应答，及响应GSM子模块发送的控制指令；

—电能接收子模块，用于接收并处理电能发送子模块传输来的能量，并为SIM模块提供电能；

—无线收发子模块B，用于采集SIM卡引脚上的电平信号并发送至无线收发子模块A，以及接收无线收发子模块A发送来的GSM子模块引脚电平信号并发送至SIM卡；

—CLK时钟信号产生子模块，用于向SIM卡的引脚提供所需的CLK时钟信号；

—数据传输方向检测子模块B，用于检测数据传输的方向是由通讯终端模块发送至SIM模块还是由SIM模块发送至通讯终端模块。

下面对上述技术方案进行进一步解释：

所述电能发送子模块通过电磁耦合的形式与电能接收子模块信号输送，电能发送子模块设置有

—信号产生电路，用于电能形式的交流信号的产生；

—信号放大电路，用于将交流信号的功率放大；

—LC谐振回路一，用于将放大后的交流信号由电能形式转化为电磁能形式。

所述电能接收子模块设置有

—LC谐振回路二，用于将从电能发送子模块接收到的交流信号由电磁能形式转化为电能形式；

—倍压整流电路，用于将转化为电能形式的交流信号整流为直流信号；

—稳压芯片。

所述CLK时钟信号产生子模块包含有信号转换电路，所述信号转换电路用于将从电能接收子模块中获取的部分电能形式的交流信号转变为方波信号，方波信号作为SIM卡的CLK时钟信号。

本发明的SIM卡无线通信系统通信方法的技术方案是：一种SIM卡无线通信系统的通信方法，包括以下步骤：

S1、电能发送子模块将产生的电能处理后无线传送至电能接收子模块；

S2、电能接收子模块接收电能发送子模块处理后的电能并进行再处理，电能接收子模块将再处理后的电能供给SIM模块；

S3、CLK时钟信号产生子模块从电能接收子模块中获取电信号，并转化成SIM卡的引脚所需的CLK时钟信号；

S4、数据传输方向检测子模块A、B检测判断数据传输的方向是由通讯终端模块发送至SIM模块还是由SIM模块发送至通讯终端模块；

S5、无线收发子模块A根据数据传输方向检测子模块A检测判断的方向收发信号，无线收发子模块B根据数据传输方向检测子模块B检测判断的方向收发信号；

S6、电能发送子模块停止发送电能，SIM模块停止接入。

下面对上述技术方案进行进一步解释：

所述步骤S1包括以下步骤：

S101、产生电能形式的交流信号，以信号产生电路实现；

S102、放大交流信号的功率，以信号放大电路实现；

S103、将放大后的交流信号由电能形式转化为电磁能形式，将交流信号电能以电磁能形式发送至电能接收子模块，以LC谐振回路一实现。

所述步骤S2包括以下步骤：

S201、接收电磁能形式的交流信号，并将交流信号由电磁能形式转化为电能形式，以LC谐振回路二实现；

S202、将交流信号整流为直流信号，以倍压整流电路实现；

S203、将直流信号进行稳压处理并将稳压处理后的直流信号提供给SIM模块，以稳压芯片实现。

所述步骤S3包括以下步骤：

S301、获取步骤S201中的部分的电能形式的交流信号；

S302、将获取的交流信号转化为方波信号以作为SIM卡的时钟信号，以信号转换电路实现。

所述步骤S5包括以下步骤：

S501、若检测信号由通讯终端模块发送至SIM模块，则无线收发子模块A采集GSM子模块引脚的电平信号并将GSM子模块引脚的电平信号发送至无线收发子模块B，反之，则无线收发子模块B采集SIM卡引脚的电平信号并将SIM卡引脚的电平信号发送至无线收发子模块A；

S502、若无线收发子模块B接收到电平信号，则对SIM卡相应引脚进行置位处理，反之无线收发子模块A接收到电平信号，则对GSM子模块相应引脚进行置位处理。

所述无线收发子模块A采用2.4GHz无线通信技术与无线收发子模块B传输数据；相应的，无线收发子模块B亦采用2.4GHz无线通信技术与无线收发子模块A传输数据。

本发明的优点是：本发明的SIM卡无线通信系统及其通信方法，它通过SIM卡和通讯终端之间电能的非接触传输，避免了接触式的多次插拔或外力影响而造成外置触点的接触磨损，提高了通信的可靠性、稳定性；使用时，更加简单方便；提高了SIM卡和通讯终端设备的使用寿命；采用2.4GHz无线通信技术，在2.4GHz频段下工作可以有较强的抗干扰能力；实现了一种电能与信号同时传输的方法。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：

图1为本发明实施例的SIM模块与通讯终端模块无线通信结构示意图；

图2为本发明实施例的电能发送子模块的信号产生电路结构示意图；

图3为本发明实施例的信号放大电路结构示意图；

图4为本发明实施例的数据传输方向检测子模块A电路结构示意图；

图5为本发明实施例的倍压整流电路结构示意图；

图6为本发明实施例的信号转换电路结构示意图；

图7为本发明实施例的数据传输方向检测子模块B电路结构示意图；

图8为本发明实施例的SIM模块与通讯终端模块通信方法的流程示意图；

其中：1 SIM模块；11 SIM卡；12 电能接收子模块；13 无线收发子模块B；14 CLK时钟信号产生子模块；15 数据传输方向检测子模块B；121 LC谐振回路二；122 倍压整流电路；123 稳压芯片；141 信号转换电路；2 通讯终端模块；21 GSM子模块；22 电能发送子模块；23 无线收发子模块A；24 数据传输方向检测子模块A；221 信号产生电路；222 信号放大电路；223  LC谐振回路一。

具体实施方式

实施例一：如图1所示，一种SIM卡无线通信系统，包括SIM模块1、通讯终端模块2，其中SIM模块1和通讯终端模块2之间通过无线连接的方式进行通信。

通讯终端模块2，作用一为：通过电磁耦合的方式为SIM模块1提供电能，作用二为：通过无线方式发送CLK电平信号、RESET电平信号以及IO电平信号至SIM模块1，实现信息由通讯终端模块2向SIM模块1的传输；同时用于接收SIM模块1无线发送来的SIM卡11的IO引脚的电平信号。通讯终端模块2设置有—GSM子模块21、—电能发送子模块22、—数据传输方向检测子模块A 24、—无线收发子模块A 23。其中：

—GSM子模块21，通过与SIM卡11的相应的引脚电平，用于向SIM卡11发送控制指令，以及接收SIM模块1的响应结果。具体的：

GSM子模块21有与SIM卡11引脚相对应的引脚，通过相应的引脚电平来发送控制指令和接收响应信息；

—电能发送子模块22，用于产生与SIM卡11工作频率相同的电能形式的交流信号并为SIM模块1提供电能。电能发送子模块22通过电磁耦合的形式与电能接收子模块12信号输送，电能发送子模块22设置有—信号产生电路221、—信号放大电路222、—LC谐振回路一。其中：

—信号产生电路221，用于电能形式的交流信号的产生。具体的：

如图2所示，通过一13MHz有源晶振 产生一个13MHz频率的信号，同时使用74LS74芯片搭建一个四分频电路。具体的，将13MHz信号接74LS74的3号引脚，将74LS745号引脚与11号引脚相连接，9号引脚为四分频输出端，从输出端，便得到一个频率为13/4=3.25MHz的交流信号。

—信号放大电路222，用于将交流信号的功率放大。具体的：

如图3所示，例如选择E类功率的放大电路作为信号放大电路222，将该交流信号经过一个功率放大电路进行放大。选择芯片NTF3055L作为E类功率放大电路的开关管。

—LC谐振回路一223用于将放大后的交流信号由电能形式转化为电磁能形式。具体的：

如图3所示，电容C3和发射线圈组成LC谐振回路一。信号经过功率放大电路放大之后，为了使发送功率达到最大化，将交流信号经过一个LC谐振回路一223，交流信号经过LC谐振回路一223之后，便可以在LC谐振回路一223的电感线圈中产生交变磁场，将之由电能形式转化为电磁能形式发送出去。

—数据传输方向检测子模块A 24，用于检测数据传输的方向是由通讯终端模块2发送至SIM模块1还是由SIM模块1发送至通讯终端模块2。具体的：

如图4所示，GSM子模块21的IO引脚与通讯终端的无线收发子模块A 23的P0引脚分别通过限流电阻R1、R2和滤波电容C1、C2连到由四个二极管（D1、D2、D3、D4）组成的降压电路上。（D1、D3）和（D2、D4）之间经过一个调节电阻Rm连接到正电源。降压电路的两端分别接到两个放大器的正负极输入，放大器的输出连接到无线收发子模块A 23的P1和P2引脚。当C1、C2这两处的电压相等时，P1和P2都将检测到低电平信号；反之，当这两处的电压有明显差别时，压差经过放大器的放大，使得P1和P2之中的某个引脚检测出高电平信号。

—无线收发子模块A 23，用于采集GSM子模块21引脚上的电平信号并发送至无线收发子模块B 13，以及接收无线收发子模块B 13发送来的SIM卡11的引脚电平信号并发送至GSM子模块21。具体的：

在应用中，无线收发子模块A 23可以使用德州仪器公司的CC2530作为信号的采集和发送芯片。无线收发子模块A 23工作时，首先根据数据传输方向检测子模块A 24来判断数据的传输方向，如果检测到数据是由通讯终端模块2发送至SIM模块1，无线收发子模块A 23便开始采集GSM子模块21上引脚的信号，并将采集到的信号无线发送至SIM卡11的无线收发子模块B 13；如果数据是由SIM模块1发送至通讯终端模块2，则无线收发子模块A 23接收无线收发子模块B 13传来的电平信号。根据其电平信号对GSM子模块21的引脚进行置位。

SIM模块1，作用一为：接收通讯终端模块2通过电磁耦合无线传输来的电能为SIM卡11供电；作用二为：接收通讯终端模块2以无线方式发送来的CLK电平信号、RESET电平信号以及IO电平信号，对所接收的电平信号进行内部的处理以及响应。同时SIM模块1对通讯终端模块2的响应结果以IO引脚高低电平的形式通过其内部模块中的无线收发模块B 13无线发送给通讯终端模块2。SIM模块1设置有—SIM卡11、—电能接收子模块12、—CLK时钟信号产生子模块14、—数据传输方向检测子模块B 15、—无线收发子模块B 13。其中：

—SIM卡11，通过与GSM子模块21相应的引脚电平，用于向GSM子模块21发送复位应答，及响应GSM子模块21发送的控制指令。

—电能接收子模块12，用于接收并处理电能发送子模块22传输来的能量，将接收到的交流信号由电磁能形式转化为电能形式；将得到的电能提供给无线收发子模块B 13和SIM卡11。其中电能接收子模块12设置有—LC谐振回路二、—倍压整流电路、—稳压芯片。其中：

—LC谐振回路二121，用于将从电能发送子模块22接收到的交流信号由电磁能形式转化为电能形式。具体的：

如图5所示，在电能接收子模块12中，接收线圈L和C0组成LC谐振电路二121，电磁能形式的交流信号在电感线圈中感应出电能形式的交流信号。

—倍压整流电路122，用于将转化为电能形式的交流信号整流为直流信号。具体的：

用两个电容C1和C2以及两个二极管D1和D2组成的一个倍压整流电路122，通过该倍压整流电路122可以将电能形式的交流信号转换为电能形式的直流信号。该电能形式的交流信号的频率与SIM卡11所需的CLK时钟信号频率相同。

—稳压芯片123。具体的：

将该直流信号经过一个稳压芯片123之后便得到了SIM模块1所需的电能。

—CLK时钟信号产生子模块14，用于向SIM卡11的引脚提供所需的CLK时钟信号；其中，CLK时钟信号产生子模块14包含有信号转换电路141，信号转换电路141用于将从电能接收子模块12中获取的部分电能形式的交流信号转变为方波信号，方波信号作为SIM卡的CLK时钟信号。具体的：

如图6所示，CLK时钟信号产生子模块14采用LM555芯片组成的施密特触发器电路（或者一过零比较器电路）作为信号转换电路141，获取从电能接收子模块12中接收到的一部分电能形式的交流信号，将该交流信号接入到LM555芯片的6号和2号引脚上，在LM555芯片的3号引脚上边可以输出相同频率的方波信号，得到的该方波信号即可提供给SIM卡11作为CLK时钟信号。

—数据传输方向检测子模块B 15，用于检测数据传输的方向是由通讯终端模块2发送至SIM模块1还是由SIM模块1发送至通讯终端模块2。具体的：

如图7所示，为数据传输方向检测子模块B 15。SIM卡11的IO引脚与无线收发子模块B 13的P0引脚分别通过限流电阻R1、R2和滤波电容C1、C2连到由四个二极管（D1、D2、D3、D4）组成的降压电路上，D1、D3和D2、D4之间经过一个调节电阻Rm连接到正电源。降压电路的两端分别接到两个放大器的正负极输入，放大器的输出连接到无线模块的P1和P2引脚。当C1、C2两处的电压相等时，P1和P2都将检测到低电平信号；反之，当这两处的电压有明显差别时，压差经过放大器的放大，使得P1和P2之中的某个引脚检测出高电平信号。

—无线收发子模块B 13，用于采集SIM卡11引脚上的电平信号并发送至无线收发子模块A 23，以及接收无线收发子模块A 23发送来的GSM子模块21引脚电平信号并发送至SIM卡11。具体的：

在应用中，无线收发子模块B 13可以使用德州仪器公司的CC2530作为信号的采集和发送芯片；无线收发子模块B 13工作时，首先根据数据传输方向检测子模块B 15来判断数据的传输方向，如果检测到数据是由SIM模块1发送至通讯终端模块2，无线收发子模块B 13便开始采集SIM卡11上引脚的信号，并将采集到的信号无线发送至无线收发子模块A 23，如果数据是由通讯终端模块2发送至SIM模块1，则无线收发子模块A 23接收通讯终端的无线收发子模块A 23传来的电平信号。根据其电平信号对SIM卡11的引脚进行置位处理。

实施例二：如图8所示，一种SIM卡无线通信系统的通信方法，以3.25MHz CLK时钟信号为例，包括以下步骤：

S1、通讯终端模块2的电能发送子模块将产生的电能处理后无线传送至电能接收子模块12。步骤S1包括以下步骤：

S101、产生一个与SIM卡时钟信号频率相同的电能形式的交流信号，以信号产生电路实现。具体的：

在电能发送子模块22中通过一13MHz有源晶振产生一个13MHz的时钟信号，将该产生的时钟信号进行一个4分频处理，便得到了一个3.25MHz的电能形式的交流信号。

S102、放大交流信号的功率，以信号放大电路222实现。具体的：

在电能发送子模块22中设置一个E类功率的信号放大电路222，将产生的3.25MHz的交流信号接入到信号放大电路222中，便得到了放大后的交流信号。

S103、将放大后的交流信号由电能形式转化为电磁能形式，将交流信号电能以电磁能形式发送至电能接收子模块12，以LC谐振回路一223实现。具体的：

在电能发送子模块22中，将放大后的交流信号经过一个由电感线圈和电容组成的LC谐振电路一223中，交流信号在LC谐振电路一223的电感线圈中产生出交变的电磁场，将交流信号以由电能形式转化为电磁能形式的方式发送出去。

S2、电能接收子模块12接收电能发送子模块22处理后的电能并进行再处理，电能接收子模块12将再处理后的电能供给SIM模块1。

步骤S2包括以下步骤：

S201、接收电磁能形式的交流信号，并将交流信号由电磁能形式转化为电能形式，以LC谐振回路二121实现。具体的：

在电能接收子模块12中同样设置一个由电感线圈和电容组成的LC谐振电路二121，通过该LC谐振电路二121的电感线圈感应到电能发送子模块22的电感线圈中的交变磁场，在电能接收子模块12的电感线圈中将交流信号的由电磁能形式转化为电能形式，该交流信号的频率为3.25MHz。

S202、将交流信号整流为直流信号，以倍压整流电路122实现。具体的：

在电能接收子模块12中，采用一个倍压整流电路122，电能形式的交流信号经过该倍压整流电路122之后便得到了一个直流信号。

S203、将直流信号进行稳压处理并将稳压处理后的直流信号提供给SIM模块，以稳压芯片123实现。具体的：

在电能接收子模块12中，将倍压整流得到的直流信号经过一个稳压芯片123进行稳压，例如使用型号为AMS1117-3.3V的稳压芯片便得到一个3.3V的直流电压，将该3.3V的直流电压可以为SIM卡11和无线收发子模块B 13提供工作所需的电源。该交流电信号的频率与SIM卡11工作所需的CLK时钟信号频率相同，该直流电信号输送给SIM卡的VCC引脚和GND引脚，SIM模块1获得电能。

S3、CLK时钟信号产生子模块14从电能接收子模块12中获取电信号，并转化成SIM卡11的引脚所需的CLK时钟信号。

步骤S3包括以下步骤：

S301、获取步骤S201中的部分的电能形式的交流信号。具体的：

将电能接收子模块12的电感线圈中感应的到的电能形式的交流信号传输到CLK时钟信号产生子模块14中。

S302、将获取的交流信号转化为方波信号以作为SIM卡11的时钟信号，以信号转换电路141实现。具体的：

在CLK时钟信号产生子模块14中，设置一施密特触发器电路（或者一过零比较器电路），通过该施密特触发器电路，便将线圈中感应得到的电能形式的交流信号转换为方波信号。将CLK时钟信号产生子模块14中的施密特触发器电路（或者过零比较电路）的输出端与SIM的CLK引脚相连接之后， SIM卡11便得到了CLK时钟信号，便可以开始进行数据的接收和发送。

S4、数据传输方向检测子模块A 24、数据传输方向检测子模块B 15检测判断数据传输的方向是由通讯终端模块2发送至SIM模块1还是由SIM模块1发送至通讯终端模块2。具体的：

在IO通信开始前，SIM模块1：SIM卡11的IO引脚和无线收发子模块B 13的P0引脚都处于接收状态；通讯终端模块2：GSM子模块21的IO引脚和通讯终端的无线收发子模块A 23的P0引脚也都处于接收状态。当两者都处于接收状态时，C1和C2都为高电平。在SIM模块1上，由于电路上的对称性，C1和C2处的电压是相等的，即使有很小的波动误差，经过放大器的放大后，输出电压仍旧不高，低于无线模块低电平的识别阀值，P1和P2引脚检测到的都是低电平信号。在某一时刻，SIM卡11的IO引脚转为输出状态，根据SIM卡11的规范，IO输出时首先要置于高电平一段之间，然后以一个低电平状态作为开始标志；所以一旦SIM卡11开始发送数据，IO引脚输出高电平而P0引脚保持输入状态，电流将由SIM卡11流向无线收发子模块B 13，由于二极管的压降作用，C1和C2这两处将出现一个明显的压差，这个压差经放大器的作用后将导致P1和P2中某个引脚检测到高电平信号。无线收发子模块B 13收到这个信号之后开始间歇地采集P0引脚上的电平信号并通过无线的方式发送出去。在通讯终端模块2上，无线收发子模块A 23一旦开始接收到无线信号后，就将它的P0引脚置为输出状态，并以同样的间隔时间根据接收到的信息改变P0引脚上的电平。由于四个二极管之间上拉正电源的存在，此时不论P0是输出高电平还是低电平，C1和C2上的电压都不会相等，区别只在于：哪一边的电压比较高；经过放大器后，P1和P2必定有一个检测到高电平信号，另一个为低电平信号。在SIM模块1上，SIM卡11输出状态结束后将转回输入状态。由于上拉电源的存在，此时P0引脚采集到的电平将保持为高电平信号，经过无线传输，通讯终端模块2上的P0引脚也将保持输出高电平状态。在接下来的时刻，一旦通讯终端模块2的GSM子模块21的IO引脚转为输出状态，则根据通信规则，它也是先置于高电平一段时间，然后以一个低电平状态作为开始标志。由于IO引脚输出高电平，P0引脚也输出高电平，则C1和C2处的电压将相等，P1和P2都检测到低电平信号；无线收发子模块A 23收到这个转变信号后将停止无线数据的接收，并将P0引脚改为输入状态，同时开始间歇地采集P0引脚上的电平信息，并通过无线方式发射出去，开始反向通信的过程。在SIM模块1上，无线收发子模块B 13一旦接收到无线信号，将停止采集电平和无线发射状的工作，转而更改P0引脚为输出状态，并根据收到的无线信号间歇地改变P0引脚电平。一旦双方的通信开始后，两个模块间将按照如上规律双向传输信息，当两个无线模块保持发送或接收数据状态超出一定的时限未做任何更改时，可认定这一次的通信已结束，两边的无线收发子模块都自动恢复到初始状态，将P0改为输入状态，同时停止采集P0上的电平与无线发送。

S5、无线收发子模块A 23根据数据传输方向检测子模块A 24检测判断的方向收发信号，无线收发子模块B 13根据数据传输方向检测子模块B 15检测判断的方向收发信号。

步骤S5包括以下步骤：

S501、若检测信号由通讯终端模块2发送至SIM模块1，则无线收发子模块A 23采集GSM子模块21引脚的电平信号并将GSM子模块21引脚的电平信号发送至无线收发子模块B 13，反之，则无线收发子模块B 13采集SIM卡11引脚的电平信号并将SIM卡11引脚的电平信号发送至无线收发子模块A 23。具体的：

若检测信号由通讯终端模块2发送至SIM模块1，则无线收发子模块A 23开始采集GSM子模块21引脚上的电平信号，即采集与无线收发子模块A 23相连接的GSM的RESET引脚电平信号、IO引脚电平信号。无线收发子模块A 23将采集到的电平信号通过无线方式发送至无线收发子模块B 13，即以无线收发子模块A 13中的通信芯片通过2.4GHz信号进行无线发送。

若检测信号由SIM模块1发送至通讯终端模块2，则无线收发子模块B 13开始采集SIM卡11引脚上的电平信号，即为读取与无线收发子模块B 13相对应的SIM卡11的RESET引脚电平信号，IO引脚电平信号。无线收发子模块B 13将采集到的电平信号通过无线方式发送至无线收发子模块A 23，即以无线收发子模块B 13中的通信芯片通过2.4GHz信号进行无线发送。

S502、若无线收发子模块B 13接收到电平信号，则对SIM卡11相应引脚进行置位处理，反之无线收发子模块A 23接收到电平信号，则对GSM子模块21相应引脚进行置位处理。具体的：

若无线收发子模块B 13接收无线收发子模块A 23发送来的电平信号。无线收发子模块B 13按照接收的电平信号对SIM卡11相应引脚进行电平的改变。即如果无线收发子模块B 13接收到的GSM子模块21的RESET引脚为高电平，则无线收发子模块B 13将SIM卡的RESET引脚置为高电平；如果无线收发子模块B 13收到的GSM子模块21的IO引脚为高电平，则无线收发子模块B 13将SIM卡11的IO引脚置为高电平。

若无线收发子模块A 23接收到无线收发子模块B 13发送来的电平信号。无线收发子模块A 23按照接收的电平信号对GSM子模块21相应引脚进行置位处理。即如果无线收发子模块A 23到的SIM卡11的IO引脚为高电平，则无线收发子模块A将GSM子模块21的IO引脚置为高电平，如果无线收发子模块A 23收到的SIM卡11的IO引脚为低电平，则无线收发子模块A 23将GSM子模块21的IO引脚置为低电平。

无线收发模块B 13接收到通讯终端模块2发送的引脚电平指令后，控制SIM卡11相应引脚的电平进行高低切换，在CLK时钟信号的配合下，实现信息由终端模块2向SIM模块1的无线传输。SIM模块1在响应通讯终端模块2发送的电平信号之后，通过控制SIM卡11的IO引脚的高低电平进行数据的传输，无线收发模块B 13采集到SIM卡11的IO引脚高低电平信号，将采集到的高低电平信号无线发送到通讯终端模块2；无线收发模块A 23接收到SIM模块1中的无线收发模块B13发送来的信号来改变通讯终端模块2相应的IO引脚电平。

S6、电能发送子模块22停止发送电能，SIM模块1停止接入。具体的：

如果通讯终端模块2停止对SIM模块1提供电能和CLK时钟信号，则SIM模块1停止接入；如果通讯终端模块2没有停止对SIM模块1提供电能和CLK时钟信号，则SIM卡11的接入过程继续进行。

在以上实施例中，无线收发子模块A 23采用2.4GHz无线通信技术与无线收发子模块B 13传输数据，无线收发子模块B 13亦采用2.4GHz无线通信技术与无线收发子模块A 23传输数据。

应当指出，对于经充分说明的本发明来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本发明的说明，而不是对本发明的限制。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。 

Claims (10)

1.一种SIM卡无线通信系统，其特征在于：包括SIM模块、通讯终端模块，所述通讯终端模块设置有

—GSM子模块，通过与SIM卡的相应的引脚电平，用于向SIM卡发送控制指令，以及接收SIM模块的响应结果；

—电能发送子模块，用于产生与SIM卡工作频率相同的电能形式的交流信号并为SIM模块提供电能；

—无线收发子模块A，用于采集GSM子模块引脚上的电平信号并发送至无线收发子模块B，以及接收无线收发子模块B发送来的SIM卡引脚电平信号并发送至GSM子模块；

—数据传输方向检测子模块A，用于检测数据传输的方向是由通讯终端模块发送至SIM模块还是由SIM模块发送至通讯终端模块；

所述SIM模块设置有

—SIM卡，通过与GSM子模块相应的引脚电平，用于向GSM子模块发送复位应答，及响应GSM子模块发送的控制指令；

—电能接收子模块，用于接收并处理电能发送子模块传输来的能量，并为SIM模块提供电能；

—无线收发子模块B，用于采集SIM卡引脚上的电平信号并发送至无线收发子模块A，以及接收无线收发子模块A发送来的GSM子模块引脚电平信号并发送至SIM卡；

—CLK时钟信号产生子模块，用于向SIM卡的引脚提供所需的CLK时钟信号；

—数据传输方向检测子模块B，用于检测数据传输的方向是由通讯终端模块发送至SIM模块还是由SIM模块发送至通讯终端模块。

2.根据权利要求1所述的SIM卡无线通信系统，其特征在于：所述电能发送子模块通过电磁耦合的形式与电能接收子模块信号输送，电能发送子模块设置有

—信号产生电路，用于电能形式的交流信号的产生；

—信号放大电路，用于将交流信号的功率放大；

—LC谐振回路一，用于将放大后的交流信号由电能形式转化为电磁能形式。

3.根据权利要求2所述的SIM卡无线通信系统，其特征在于：所述电能接收子模块设置有

—LC谐振回路二，用于将从电能发送子模块接收到的交流信号由电磁能形式转化为电能形式；

—倍压整流电路，用于将转化为电能形式的交流信号整流为直流信号；

—稳压芯片。

4.根据权利要求1所述的SIM卡无线通信系统，其特征在于：所述CLK时钟信号产生子模块包含有信号转换电路，所述信号转换电路用于将从电能接收子模块中获取的部分电能形式的交流信号转变为方波信号，方波信号作为SIM卡的CLK时钟信号。

5.一种SIM卡无线通信系统的通信方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、电能发送子模块将产生的电能处理后无线传送至电能接收子模块；

S2、电能接收子模块接收电能发送子模块处理后的电能并进行再处理，电能接收子模块将再处理后的电能供给SIM模块；

S3、CLK时钟信号产生子模块从电能接收子模块中获取电信号，并转化成SIM卡的引脚所需的CLK时钟信号；

S4、数据传输方向检测子模块A、B检测判断数据传输的方向是由通讯终端模块发送至SIM模块还是由SIM模块发送至通讯终端模块；

S5、无线收发子模块A根据数据传输方向检测子模块A检测判断的方向收发信号，无线收发子模块B根据数据传输方向检测子模块B检测判断的方向收发信号；

S6、电能发送子模块停止发送电能，SIM模块停止接入。

6.根据权利要求5所述的SIM卡无线通信系统的通信方法，其特征在于：所述步骤S1包括以下步骤：

S101、产生电能形式的交流信号，以信号产生电路实现；

S102、放大交流信号的功率，以信号放大电路实现；

S103、将放大后的交流信号由电能形式转化为电磁能形式，将交流信号电能以电磁能形式发送至电能接收子模块，以LC谐振回路一实现。

7.根据权利要求6所述的SIM卡无线通信系统的通信方法，其特征在

于：所述步骤S2包括以下步骤：

S201、接收电磁能形式的交流信号，并将交流信号由电磁能形式转化为电能形式，以LC谐振回路二实现；

S202、将交流信号整流为直流信号，以倍压整流电路实现；

S203、将直流信号进行稳压处理并将稳压处理后的直流信号提供给SIM模块，以稳压芯片实现。

8.根据权利要求7所述的SIM卡无线通信系统的通信方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下步骤：

S301、获取步骤S201中的部分的电能形式的交流信号；

S302、将获取的交流信号转化为方波信号以作为SIM卡的时钟信号，以信号转换电路实现。

9.根据权利要求5所述的SIM卡无线通信系统的通信方法，其特征在于：所述步骤S5包括以下步骤：

S501、若检测信号由通讯终端模块发送至SIM模块，则无线收发子模块A采集GSM子模块引脚的电平信号并将GSM子模块引脚的电平信号发送至无线收发子模块B，反之，则无线收发子模块B采集SIM卡引脚的电平信号并将SIM卡引脚的电平信号发送至无线收发子模块A；

S502、若无线收发子模块B接收到电平信号，则对SIM卡相应引脚进行置位处理，反之无线收发子模块A接收到电平信号，则对GSM子模块相应引脚进行置位处理。

10.根据权利要求5所述的SIM卡无线通信系统的通信方法，其特征在于：所述无线收发子模块A采用2.4GHz无线通信技术与无线收发子模块B传输数据；相应的，无线收发子模块B亦采用2.4GHz无线通信技术与无线收发子模块A传输数据。