CN110913374B - 一种物联网跨网通信模块的通信方式 - Google Patents

一种物联网跨网通信模块的通信方式 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种物联网跨网通信模块的通信方式，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

一种物联网跨网通信模块的通信方式
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的通信方式。
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的通信方式，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的通信方式，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的通信方式，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 (5)

1.一种物联网跨网通信模块的通信方式，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；
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。
2.如权利要求1所述的一种物联网跨网通信模块的通信方式，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。
3.如权利要求1所述的一种物联网跨网通信模块的通信方式，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。
4.如权利要求1所述的一种物联网跨网通信模块的通信方式，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,所述无线通信模块U1A型号是BC95,所述三极管Q1型号是2N3904。
5.如权利要求1所述的一种物联网跨网通信模块的通信方式，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,选通芯片U2型号是CD4053，三极管Q2型号是2N3904；
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。
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