CN108416928A

CN108416928A - 一种物联网燃气表用sim卡自动切换电路

Info

Publication number: CN108416928A
Application number: CN201810538919.4A
Authority: CN
Inventors: 康惠海; 蔡进勋; 石爱国; 石扬
Original assignee: HANGZHOU PIONEER ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU PIONEER ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2018-08-17
Anticipated expiration: 2038-05-30
Also published as: CN108416928B

Abstract

本发明公开了一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，包括通信模组U1、SIM卡模块U3、eSIM卡模块U2、第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元，通信模组U1分别与SIM卡模块U3、eSIM卡模块U2、第三控制单元相连；SIM卡模块U3与eSIM卡模块U2相连，SIM卡模块U3的信号输出端与第一控制单元的控制输入端相连，第一控制单元信号输出端与第二控制单元控制输入端相连，第二控制单元信号输出端接第三控制单元控制输入端，第三控制单元信号输入端与SIM卡模块U3相连，第三控制单元信号输出端与eSIM模块U2相连。本发明实现物联网燃气表用SIM卡与eSIM卡自动切换。

Description

一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路

技术领域

本发明涉及物联网燃气表领域，具体的说涉及一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路。

背景技术

随着物联网技术的蓬勃发展，在国家政策的大力支持下，基于蜂窝技术的2G、3G、4G、5G（NB-IoT）设备在快速推广，具有低功耗、低成本、大容量、广覆盖、架构优等特点的NB-IOT，特别适合水表、电表、气表以及热表等行业推广，尤其是在物联网燃气表上的迅速推广，极大的增加了产品的附加值。但目前的NB-IOT表为了方便生产、保障长达10年的使用寿命，表具厂家一般都是采用贴片式eSIM卡片，但是eSIM卡片的计费是从卡片上电激活启动，这样既不方便生产调试，也不利于长时间的仓储，更加不利于后期的故障维护。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，在生产、仓储、维护中使用测试卡，但在用户正常使用的过程中自动切换到用户卡，节省流量、节约费用，方便维护。

本发明采用的技术方案如下：

一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，包括通信模组U1、SIM卡模块U3、eSIM卡模块U2、第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元，通信模组U1分别与SIM卡模块U3、eSIM卡模块U2、第三控制单元相连；SIM卡模块U3与eSIM卡模块U2相连，SIM卡模块U3的信号输出端与第一控制单元的控制输入端相连，第一控制单元信号输出端与第二控制单元控制输入端相连，第二控制单元信号输出端接第三控制单元控制输入端，第三控制单元信号输入端与SIM卡模块U3相连，第三控制单元信号输出端与eSIM模块U2相连。

进一步的，所述的通信模组U1的15脚DATA、16脚CLK、17脚RST、18脚VDD分别与SIM卡模块U3的4脚DATA、3脚CLK、2脚RST、1脚VDD相连；所述的SIM卡模块U3的1脚VDD、2脚RST、3脚CLK分别与eSIM卡模块U2的1脚VDD、2脚RST、3脚CLK相连，SIM卡模块U3的6脚接电源地；所述的eSIM卡模块U2的5脚接电源地。

进一步的，所述的第一控制单元包括场效应管Q3、电阻R5和电阻R6，场效应管Q3的栅极是第一控制单元控制输入端，与SIM卡模块U3的5脚SW相连，并通过电阻R5接VDD；场效应管Q3的源极是第一控制单元信号输入端，与电源地相连；场效应管Q3的漏极是第一控制单元信号输出端，与第二控制单元控制输入端相连，并通过电阻R6接VDD；所述的场效应管Q3为N沟道场效应管。

进一步的，所述的第二控制单元包括场效应管Q2和电阻R4，场效应管Q2的栅极是第二控制单元控制输入端，与第一控制单元信号输出端相连；场效应管Q2的漏极是第二控制单元信号输入端，与VDD相连；场效应管Q2的源极是第二控制单元信号输出端，与第三控制单元控制输入端相连，并通过电阻R4接电源地；所述的场效应管Q2为P沟道场效应管。

进一步的，所述的第三控制单元包括三极管Q1，三极管Q1的基极是第三控制单元控制输入端；三极管Q1的发射极是第三控制单元信号输入端，与SIM卡模块U3的4脚DATA相连；三极管Q1的集电极是第三控制单元信号输出端，与eSIM卡模块U2的4脚DATA相连；所述的三极管Q1为PNP型三极管。

进一步的，所述的物联网燃气表用SIM卡自动切换电路还包括辅助单元，辅助单元包括电阻R1、R2、R3和电容C1、C2、C3、C4、C5；通信模组U1的15脚DATA、16脚CLK、17脚RST分别通过电阻R3、R2、R1与SIM卡模块U3的4脚DATA、3脚CLK、2脚RST相连；SIM卡模块U3的2脚RST、3脚CLK、4脚DATA分别通过电容C1、C2、C3接电源地，SIM卡模块U3的1脚VDD通过电容C5接电源地；eSIM卡模块U2的1脚VDD通过电容C4接电源地。

本发明的有益效果是：

1）本发明在民用物联网燃气表上的推广和应用，实现物联网燃气表用SIM卡与eSIM卡自动切换，极大的方便了售后维护人员的工作效率，快速的在现场排查问题，解决问题，对燃气用户的用气损害降到了最低，同时也极大的减少了燃气用户对燃气公司的恶意投诉，互惠互利。

2）本发明也简化了表具的生产、测试工作，提高了企业的生产效率，降低了测试成本。

3）本发明用简单的电路代替专用的集成芯片，降低了产品的物料成本。

4）辅助单元R1、R2、R3、C1、C2、C3使线路阻抗匹配，保证传输的高频信号波形不失真。

附图说明

图1是本发明一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明的物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，包括通信模组U1、SIM卡模块U3、eSIM卡模块U2、第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元和辅助单元。

通信模组U1是基于蜂窝网络通信的模组（包括2G、3G、4G、5G模组），通信模组U1的15脚DATA、16脚CLK、17脚RST分别通过电阻R3、R2、R1与SIM卡模块U3的4脚DATA、3脚CLK、2脚RST相连，通信模组U1的18脚VDD分别与SIM卡模块U3的1脚VDD和eSIM卡模块U2的1脚VDD相连；SIM卡模块U3的2脚RST、3脚CLK、4脚DATA分别通过电容C1、C2、C3接电源地，SIM卡模块U3的2脚RST、3脚CLK分别与eSIM卡模块U2的2脚RST、3脚CLK相连，SIM卡模块U3的1脚VDD通过电容C5接电源地，SIM卡模块U3的6脚接电源地；eSIM卡模块U2的1脚VDD通过电容C4接电源地，eSIM卡模块U2的5脚接电源地。

第一控制单元包括场效应管Q3、电阻R5和电阻R6，场效应管Q3的栅极作为第一控制单元控制输入端，与SIM卡模块U3的5脚SW相连，并通过电阻R5接VDD；场效应管Q3的源极作为第一控制单元信号输入端，与电源地相连；场效应管Q3的漏极作为第一控制单元信号输出端，与第二控制单元控制输入端相连，并通过电阻R6接VDD；所述的场效应管Q3为N沟道场效应管。

第二控制单元包括场效应管Q2和电阻R4，场效应管Q2的栅极作为第二控制单元控制输入端，与第一控制单元信号输出端相连；场效应管Q2的漏极作为第二控制单元信号输入端，与VDD相连；场效应管Q2的源极作为第二控制单元信号输出端，与第三控制单元控制输入端相连，并通过电阻R4接电源地；所述的场效应管Q2为P沟道场效应管。

第三控制单元包括三极管Q1，三极管Q1的基极作为第三控制单元控制输入端；三极管Q1的发射极作为第三控制单元信号输入端，与SIM卡模块U3的4脚DATA相连；三极管Q1的集电极作为第三控制单元信号输出端，与eSIM卡模块U2的4脚DATA相连；所述的三极管Q1为PNP型三极管。

辅助单元包括电阻R1、R2、R3和电容C1、C2、C3、C4、C5；通信模组U1的15脚DATA、16脚CLK、17脚RST分别通过电阻R3、R2、R1与SIM卡模块U3的4脚DATA、3脚CLK、2脚RST相连；SIM卡模块U3的2脚RST、3脚CLK、4脚DATA分别通过电容C1、C2、C3接电源地，SIM卡模块U3的1脚VDD通过电容C5接电源地；eSIM卡模块U2的1脚VDD通过电容C4接电源地。

U2是芯片卡（eSIM），U3是传统插拔卡（MicroSIM）。U1模组正常工作时，通过U1的18脚VDD、17脚RST、16脚CLK、15脚DATA读取U2或U3内部的有效信息，接入运营商的蜂窝网络。设备正常工作时，不插入普通SIM卡，SIM卡模块U3的微动开关使5脚SW与电源地接通，场效应管Q3断开，Q2断开，Q1导通，通信模组U1读取的是eSIM卡模块U2的注册信息，接入运营商的蜂窝网络，使得燃气表具备互联互通的功能，把燃气表用户的各种用气信息上报给燃气公司的后台系统，燃气表成为了物联网设备。当设备处于非正常工作状态，需要利用SIM卡时，将SIM卡插入， SIM卡模块U3的微动开关使5脚SW断开，Q3导通，Q2导通，Q1断开，U1读取的是U3的注册信息。插入U3后，U1不再读取U2的注册信息，U2的DATA（PIN4）和U1的DATA（PIN4）通过Q1器件隔离，而Q1的断开或连同受到Q2、R4的共同控制，Q2的断开或连同受到Q3、R6和U1的VDD（PIN1）的共同控制，Q3的断开或连同受到R5、U1的VDD（PIN1）和U3的SW（PIN5）共同控制。这样通过一个附加的电路，实现了维护卡和业务卡的自由切换。

当燃气表出现故障，无法和燃气公司后台实现正常的数据交互时，售后维修人员就需要到用户家中检修，插入SIM卡后，U3的SW（PIN5）断开，通信模组U1与SIM卡进行数据交互，与eSIM卡模块U2断开，售后维修人员控制U1读取U3的注册信息，接入运营商的蜂窝网络，能够快速定位故障，不影响用户的正常用气，使燃气表具能够接入维护系统或现场排查联网问题。

Claims

1.一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，包括通信模组U1、SIM卡模块U3、eSIM卡模块U2，其特征在于还包括第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元，通信模组U1分别与SIM卡模块U3、eSIM卡模块U2、第三控制单元相连；SIM卡模块U3与eSIM卡模块U2相连，SIM卡模块U3的信号输出端与第一控制单元的控制输入端相连，第一控制单元信号输出端与第二控制单元控制输入端相连，第二控制单元信号输出端接第三控制单元控制输入端，第三控制单元信号输入端与SIM卡模块U3相连，第三控制单元信号输出端与eSIM模块U2相连。

2.根据权利要求1所述的一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，其特征在于所述的通信模组U1的15脚DATA、16脚CLK、17脚RST、18脚VDD分别与SIM卡模块U3的4脚DATA、3脚CLK、2脚RST、1脚VDD相连；所述的SIM卡模块U3的1脚VDD、2脚RST、3脚CLK分别与eSIM卡模块U2的1脚VDD、2脚RST、3脚CLK相连，SIM卡模块U3的6脚接电源地；所述的eSIM卡模块U2的5脚接电源地。

3.根据权利要求1所述的一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，其特征在于所述的第一控制单元包括场效应管Q3、电阻R5和电阻R6，场效应管Q3的栅极是第一控制单元控制输入端，与SIM卡模块U3的5脚SW相连，并通过电阻R5接VDD；场效应管Q3的源极是第一控制单元信号输入端，与电源地相连；场效应管Q3的漏极是第一控制单元信号输出端，与第二控制单元控制输入端相连，并通过电阻R6接VDD。

4.根据权利要求1所述的一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，其特征在于所述的第二控制单元包括场效应管Q2和电阻R4，场效应管Q2的栅极是第二控制单元控制输入端，与第一控制单元信号输出端相连；场效应管Q2的漏极是第二控制单元信号输入端，与VDD相连；场效应管Q2的源极是第二控制单元信号输出端，与第三控制单元控制输入端相连，并通过电阻R4接电源地。

5.根据权利要求1所述的一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，其特征在于所述的第三控制单元包括三极管Q1，三极管Q1的基极是第三控制单元控制输入端；三极管Q1的发射极是第三控制单元信号输入端，与SIM卡模块U3的4脚DATA相连；三极管Q1的集电极是第三控制单元信号输出端，与eSIM卡模块U2的4脚DATA相连。

6.根据权利要求1所述的一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，其特征在于还包括辅助单元，所述辅助单元包括电阻R1、R2、R3和电容C1、C2、C3、C4、C5；通信模组U1的15脚DATA、16脚CLK、17脚RST分别通过电阻R3、R2、R1与SIM卡模块U3的4脚DATA、3脚CLK、2脚RST相连；SIM卡模块U3的2脚RST、3脚CLK、4脚DATA分别通过电容C1、C2、C3接电源地，SIM卡模块U3的1脚VDD通过电容C5接电源地；eSIM卡模块U2的1脚VDD通过电容C4接电源地。

7.根据权利要求1所述的一种物联网燃气表用SIM卡自动切换电路，其特征在于通信模组U1是基于蜂窝网络通信的通信模组，包括2G、3G、4G、5G模组。