CN119603666B - 一种云sim卡提供装置和终端联网设备 - Google Patents

Abstract

本申请属于通信技术领域，主要提供了一种云SIM卡提供装置和终端联网设备，通过通信模块获取云服务器分配的云SIM卡，并将云SIM卡放置在云SIM卡放置模块，使得终端联网设备可以读取云SIM卡信息，进而通过云SIM卡进行注册上网。本申请的云SIM卡提供装置还设置有包括功率调节模组和电池的电源管理模块，实现了从终端联网设备的SIM卡接口取电，无需额外的外部供电，也无需用户充电就能够长期稳定工作，免去了用户的维护工作，同时，终端联网设备的SIM卡接口不会因为通信模块的大电流而导致过载掉电，而且本申请的云SIM卡提供装置可以兼容不同接口类型的终端联网设备，具有适用范围更广，兼容性强的特点。

Description

一种云SIM卡提供装置和终端联网设备

技术领域

本申请属于通信技术领域，尤其涉及一种云SIM卡提供装置和终端联网设备。

背景技术

云SIM卡是一种新兴的SIM卡，与传统物理SIM卡不同，其将用户的电话号码存储在云端，通过网络连接与终端联网设备进行通信。云SIM卡的核心优势是可以支持多种网络运营商，用户不必为了使用不同运营商的网络而更换不同的物理SIM卡。用户在旅行是也可以基于云SIM卡临时选择不同的本地运营商，避免了国际漫游的高昂费用。

然而，对于不具有供云SIM卡进行上网的通信模组的终端联网设备，则无法利用云SIM卡进行上网，使云SIM卡的使用范围受到了限制。

发明内容

本申请提供一种云SIM卡提供装置和终端联网设备，可以解决不具有供云SIM卡进行上网的通信模组的终端联网设备无法利用云SIM卡进行上网的技术问题。

本申请实施例第一方面提供一种云SIM卡提供装置，所述云SIM卡提供装置包括：通信模块、云SIM卡放置模块和电源管理模块；

所述通信模块内置有SIM卡，用于与云服务器通信，并获取所述云服务器分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息；

所述云SIM卡放置模块用于接收所述通信模块发送的所述云SIM卡对应的云SIM卡信息，并使所述终端联网设备基于所述云SIM卡对应的SIM卡信息进行注册上网；

所述电源管理模块包括功率调节模组以及与所述功率调节模组连接的电池；所述功率调节模组从所述终端联网设备的SIM卡接口取电，对所述电池进行充电，并基于所述终端联网设备的SIM卡接口的带载能力，调整对所述电池进行充电的充电功率；

所述电池用于为所述通信模块供电，所述云SIM卡放置模块从所述终端联网设备的SIM卡接口取电。

在一个实施例中，所述云SIM卡提供装置还包括第一接口以及接口转换模块；所述第一接口与所述云SIM卡放置模块以及所述功率调节模组连接；所述接口转换模块用于在所述第一接口与所述终端联网设备的SIM卡接口之间建立物理连接通路。

在一个实施例中，所述接口转换模块包括第二接口和第三接口；所述第二接口与所述云SIM卡提供装置的第一接口相适配，所述第三接口与所述终端联网设备的SIM卡接口相适配。

在一个实施例中，所述第一接口、第二接口和第三接口为ISO/IEC7816协议接口。

在一个实施例中，所述云SIM卡放置模块用于经所述通信模块动态接收所述云服务器分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息。

在一个实施例中，所述电源管理模块还包括电压转换单元，所述电压转换单元与所述功率调节模组以及所述第一接口连接，用于将所述终端联网设备的SIM卡接口输出的电压转换为所述电池所需的充电电压。

在一个实施例中，所述功率调节模组用于通过配置电阻的阻值，调节对所述电池进行充电的电流，以调整对所述电池进行充电的充电功率。

在一个实施例中，所述通信模块支持至少双通信单元。

在一个实施例中，所述通信模块包括第一通信单元和第二通信单元；所述第一通信单元用于基于内置的SIM卡与所述云服务器通信，并获取所述云服务器分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息；所述第二通信单元用于为所述终端联网设备基于所述云SIM卡注册上网提供通道。

本申请实施例第二方面还提供一种终端联网设备，所述终端联网设备包括SIM卡接口，所述SIM卡接口用于与上述任意一个实施中的云SIM卡提供装置连接，并使所述终端联网设备基于所述云SIM卡提供装置接收的云SIM卡对应的SIM卡信息进行注册上网。

本申请实施提供的云SIM卡提供装置，通过通信模块内置的SIM卡与云服务器通信，获取云服务器分配的云SIM卡，并将云SIM卡（即，云SIM卡对应的云SIM卡信息，非物理卡）放置在云SIM卡放置模块，使得终端联网设备可以读取云SIM卡信息，进而通过云SIM卡进行注册上网，使得当终端联网设备为不具有供云SIM卡进行上网的通信模组的终端联网设备时，也能够基于云SIM卡提供装置的通信模块和云SIM卡放置模块实现利用云SIM卡进行上网，解决了不具有供云SIM卡进行上网的通信模组的终端联网设备无法利用云SIM卡进行上网的技术问题。

而且，本申请的云SIM卡提供装置还设置有包括功率调节模组和电池的电源管理模块，利用功率调节模组从所述终端联网设备的SIM卡接口取电，对所述电池进行充电，使得电池可以为所述通信模块提供开机启动、搜网以及云SIM卡鉴权时所需的大电流，同时，功率调节模组还基于所述终端联网设备的SIM卡接口的带载能力，调整对所述电池进行充电的充电功率，使得终端联网设备的SIM卡接口不会因为通信模块的大电流而导致过载掉电。本申请实施例提供的云SIM卡提供装置基于该电源管理模块实现了从终端联网设备的SIM卡接口取电，无需额外的外部供电，也无需用户充电，具有体积小易安装的特点。

附图说明

图1为本申请实施例提供的云SIM卡提供装置的结构示意图。

图2为本申请的实施例提供的云SIM卡提供系统的第一结构示意图。

图3为本申请的实施例提供的通信模块的业务周期示意图。

图4为本申请实施例提供的云SIM卡提供系统的第二结构示意图。

图5为本申请实施例提供的云SIM卡提供系统的第三结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

云SIM卡是一种新兴的SIM卡，与传统物理SIM卡不同，其将用户的电话号码存储在云端，通过网络连接与终端联网设备进行通信。云SIM卡的核心优势是可以支持多种网络运营商，用户不必为了使用不同运营商的网络而更换不同的物理SIM卡。用户在旅行时也可以基于云SIM卡临时选择不同的本地运营商，避免了国际漫游的高昂费用。

然而，对于不具有供云SIM卡进行上网的通信模组的终端联网设备，则无法利用云SIM卡进行上网，使云SIM卡的使用范围受到了限制。

基于此，本申请实施例提供了一种云SIM卡提供装置和终端联网设备，可以解决不具有供云SIM卡进行上网的通信模组的终端联网设备无法利用云SIM卡进行上网的技术问题。

为了更好的说明本申请的技术方案，下面通过实施例的方式进行举例说明。

如图1和图2所示，本申请实施例提供的云SIM卡提供装置100可以包括：通信模块110、云SIM卡放置模块120和电源管理模块130。

其中，通信模块110内置有SIM卡，用于与云服务器200通信，并获取云服务器200分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息。

云SIM卡放置模块120用于接收通信模块110发送的云SIM卡对应的云SIM卡信息，并使终端联网设备300基于云SIM卡对应的SIM卡信息进行注册上网。

电源管理模块130包括功率调节模组131以及与功率调节模组131连接的电池132；功率调节模组131从终端联网设备300的SIM卡接口取电，对电池132进行充电，并基于终端联网设备300的SIM卡接口的带载能力，调整对电池进行充电的充电功率；电池132用于为通信模块供电，云SIM卡放置模块120从终端联网设备300的SIM卡接口取电。

在本申请的一个实施例中，通信模块110内置的SIM卡可以是插拔卡、贴片卡，也可以是虚拟SIM卡（VSIM卡）或电子化SIN卡（ESIM卡），用于通信模块110的网络注册，并且， 当云SIM卡提供装置需要在全球使用时，通信模块110内置的SIM卡还可以为全球通SIM卡。

本申请实施提供的云SIM卡提供装置，通过通信模块内置的SIM卡与云服务器通信，获取云服务器分配的云SIM卡，并将云SIM卡（即，云SIM卡对应的云SIM卡信息，非物理卡）放置在云SIM卡放置模块，使终端联网设备可以读取云SIM卡信息，进而通过云SIM卡进行注册上网，使得当终端联网设备为不具有供云SIM卡进行上网的通信模组的终端联网设备时，也能够基于云SIM卡提供装置的通信模块和云SIM卡放置模块实现利用云SIM卡进行上网，解决了不具有供云SIM卡进行上网的通信模组的终端联网设备无法利用云SIM卡进行上网的技术问题。

并且，本申请的云SIM卡提供装置还设置有包括功率调节模组和电池的电源管理模块，利用功率调节模组从终端联网设备的SIM卡接口取电，对电池进行充电，使得电池可以为通信模块提供开机启动、搜网以及云SIM卡鉴权时所需的大电流，同时，功率调节模组还基于终端联网设备的SIM卡接口的带载能力，调整对电池进行充电的充电功率，使得终端联网设备的SIM卡接口不会因为通信模块的大电流而导致过载掉电。本申请实施例提供的云SIM卡提供装置基于该电源管理模块实现了从终端联网设备的SIM卡接口取电，无需额外的外部供电，也无需用户充电，具有体积小易安装的特点。

在一个实施例中，功率调节模组可以通过配置电阻的阻值，调节对电池进行充电的电流，以调整对电池进行充电的充电功率，使得终端联网设备的SIM卡接口不会因为通信模块的大电流而导致过载掉电。

在本申请的一个实施例中，功率调节模组可以通过配置电阻的阻值，将对电池进行充电的电流调节至18mA，或者小于18mA。

具体的，如图3所示为通信模块的业务周期示意图，通信模块开机之后，依次执行搜网、取云卡和云卡鉴权功能，实现云卡的获取，接着进入待机模式，再基于识别到的换网请求，回到搜网（换网）、取云卡和云卡鉴权的步骤，以实现不同云SIM卡的切换。在这一过程中，通信模块一天的消耗能量主要包括换网/鉴权耗电以及待机功耗，其中，一次换网/鉴权约25s，平均电流约为200mA，耗电为200mA*25s/3600s/24H=0.055mAh，假设一天24次换网/鉴权，则其一天换网/鉴权的总耗电为0.055mAh*24=1.32mAh。通信模块的待机功耗为4mA*24h=96mAh，通信模块一天的总消耗电能约为：1.32mAh+96mAh=97.32mAh。

当功率调节模组将对电池进行充电的电流调节至18mA时，电池的供电能力为18mA*24H=432mAh，大于通信模块一天的总消耗电能97.32mAh，并且，通过对手机、平板电脑等终端联网设备进行测试，功率调节模组的充电电流控制在18mA时，不会造成终端联网设备的SIM卡接口的供电异常。因此，功率调节模组将对电池进行充电的电流调节至18mA时，既能使终端联网设备不会因为通信模块的大电流而导致过载掉电，又可以持续为云SIM卡提供装置提供小电流供电，使云SIM卡提供装置实现了从终端联网设备的SIM卡接口取电，无需额外的外部供电，也无需用户充电就能够长期稳定工作，免去了用户的维护工作，并且，使得云SIM卡提供装置电源管理模块的电池可以为小容量电池，使得云SIM卡提供装置具有体积小的特点。

为了使云SIM卡提供装置可以兼容不同接口类型的终端联网设备，使其适用范围更广，兼容性更好，在本申请的一个实施例中，如图4所示，云SIM卡提供装置还可以设置有第一接口150以及接口转换模块140；第一接口150与云SIM卡放置模块120以及功率调节模组131连接；接口转换模块用于在云SIM卡提供装置的第一接口150与终端联网设备300的SIM卡接口310之间建立物理连接通路。

具体的，终端联网设备300的SIM卡接口可以有多种类型，比如全尺寸SIM卡（1FF），Mini-SIM卡（2FF），Micro-SIM卡（3FF），Nano-SIM卡（4FF）等，为了使云SIM卡提供装置100可以兼容不同类型的SIM卡接口的终端联网设备，可以通过接口转换模块在云SIM卡提供装置的第一接口150与终端联网设备300的SIM卡接口310之间建立物理连接通路，即，将云SIM卡提供装置的第一接口150与终端联网设备300的SIM卡接口310进行物理电缆连接。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，接口转换模块包括第二接口141和第三接口142，第二接口与云SIM卡提供装置的第一接口150相适配，第三接口142与终端联网设备300的SIM卡接口310相适配。

在实际应用中，为了使云SIM卡提供装置100可以兼容不同类型的SIM卡接口的终端联网设备，接口转换模组的第三接口142可以包含多个子接口，分别与不同终端联网设备300的不同SIM卡接口310进行物理连接。

在一个实际应用中，接口转换模块还可以为根据终端联网设备SIM卡接口以及云SIM卡提供装置的第一接口定制的转接线，本申请对接口转换模块的具体结构不做限制。

另外，如图4所示，第三接口142还可以制作成SIM卡的形状，使其与终端联网设备的SIM卡接口310连接时，可以更好的模拟终端联网设备已插入SIM卡的效果。

例如，第三接口142可以根据市场终端联网设备的SIM卡接口的形态进行尺寸大小的设计，如全尺寸SIM卡（1FF），Mini-SIM卡（2FF），Micro-SIM卡（3FF），Nano-SIM卡（4FF），以满足SIM卡插拔和接触要求。第三接口142也可以根据终端联网设备的特殊SIM卡接口进行定制，以适配各种类型终端联网设备。

在本申请的一个实施例中，第一接口150、第二接口141和第三接口142可以为ISO/IEC7816协议接口。

其中，ISO和IEC是制定世界标准化的组织，在信息技术领域，ISO/IEC JTC1制定了ISO/IEC 7816系列标准。其中ISO/IEC 7816-3针对带触点卡的电接口和传输协议进行了规定。SIM卡的电气特性包括接口定义、电源、信号结构与信息交换。接口包含C1（VCC）电源、C2（RST）复位信号、C3（CLK）时钟信号、C5（GND）地、C6（SPU）标准或自动定义用法和C7（I/O）串行输入输出数据。正常操作状态下的电源要求、信号特性、电压电平、电流数值、奇偶约定、操作流程和传输机制都在协议中详细描述。

本申请实施例中，由于第三接口142与终端联网设备300的SIM卡接口310相适配，当第三接口142与终端联网设备的SIM卡接口310连接时，可以达到模拟终端联网设备已插入SIM卡的效果，因此，第一接口、第二接口和第三接口可以从终端联网设备的SIM卡接口310的VCC引脚中取电，并且，可以使终端联网设备基于云SIM卡提供装置接收到的云SIM卡对应的云SIM卡信息进行注册上网。

在本申请的一个实施例中，云SIM卡放置模块120还用于经通信模块动态接收云服务器分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息，使得在云SIM卡需要频繁切换的应用场景下，终端联网设备可以实现云SIM卡的及时切换。

例如，在一些港口工作的人员，其使用的终端联网设备有可能需要来回切换不同的云SIM卡，以满足其通信需求，这种情况下，本申请的云SIM卡放置模块120可以动态接收云服务器分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息，实现云SIM卡的动态切换。即，云服务器每次给终端联网设备分配一张新的云SIM卡，终端联网设备均可以实时切换至新的云SIM卡，利用新的云SIM卡进行注册上网，能够实现云SIM卡的频繁切换。

在实际应用中，当终端联网设备的SIM卡接口为ISO/IEC7816协议接口时，其VCC引脚提供的电压包括5V、3V和1.8V三种类型的电压。由于功率调节模组对电池进行充电的电压一般为5V，因此，在本申请的一个实施例中，如图5所示，电源管理模块还可以包括与功率调节模组131以及第一接口150连接的电压转换单元133，用于将终端联网设备的SIM卡接口输出的电压转换为电池所需的充电电压。

在实际应用中，当终端联网设备SIM卡接口的VCC引脚输出的电压为5V时，电压转换单元可以直接将5V电压输出至功率调节模组，当终端联网设备SIM卡接口的VCC引脚输出的电压为3V或1.8V时，电压转换单元则将电压升压至5V后输出至功率调节模组。

在本申请的一个实施例中，上述各实施例中的通信模块110支持至少两个通信单元。即支持两个或两个以上的通道通信，一个通道用于通信模块110内置的SIM卡接入网络，下载云SIM卡信息，远程鉴权云SIM卡等；一个通道用于在云SIM卡信息下载到通信模块110之后，供与云SIM卡提供装置连接的终端联网设备接入对应云SIM卡网络。

在本申请的一个实施例中，上述各实施例中的通信模块110可以为蜂窝通信模组，包括两个或两个以上的通信单元，能够实现双卡同时在线待机。例如，通信模块110可以为包括第一通信单元和第二通信单元的蜂窝通信模组；第一通信单元用于基于内置的SIM卡与云服务器通信，并获取云服务器分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息；第二通信单元用于为终端联网设备基于云SIM卡注册上网提供通道。

具体的，如图2、图3、图4和图5所示，电池132对通信模块110进行供电，提供开机需要的峰值电流，通信模块110开机后，先通过内置的、通常是全球通的SIM卡与云服务器进行注册连接，并在成功连接到云服务器200后，云服务器200与云SIM卡的载卡设备210进行通信，并根据设定策略将云SIM卡的载卡设备210中的云SIM卡分配给通信模块110；通信模块110收到云SIM卡后将云SIM卡（即，云SIM卡对应的云SIM卡信息）放置到云SIM卡放置模块120中，以完成云SIM卡的调度，同时，云SIM卡放置模块120通过第一接口与终端联网设备的SIM卡接口通信，使终端联网设备300读取到云SIM信息，通过通信模块110的第二通信单元进行云SIM卡注册上网。

本申请实施例还提供一种终端联网设备。该终端联网设备可以为需要利用上述任意一个实施例中的云SIM卡提供装置进行上网的终端，例如，该终端联网设备可以为手机、平板电脑等智能设备以及空调、冰箱等智能家居设备，本申请对终端联网设备的具体类型不做限制。该终端联网设备包括SIM卡接口，该SIM卡接口用于与云SIM卡提供装置连接，并使所述终端联网设备基于云SIM卡提供装置接收的云SIM卡对应的SIM卡信息进行注册上网。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种云SIM卡提供装置，其特征在于，所述云SIM卡提供装置包括：通信模块、云SIM卡放置模块和电源管理模块；

所述通信模块内置有SIM卡，用于与云服务器通信，并获取所述云服务器分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息；

所述云SIM卡放置模块用于接收所述通信模块发送的所述云SIM卡对应的云SIM卡信息，并使终端联网设备基于所述云SIM卡对应的SIM卡信息进行注册上网；

所述电源管理模块包括功率调节模组以及与所述功率调节模组连接的电池；所述功率调节模组从所述终端联网设备的SIM卡接口取电，对所述电池进行充电，并基于所述终端联网设备的SIM卡接口的带载能力，调整对所述电池进行充电的充电功率；

所述电池用于为所述通信模块供电，所述云SIM卡放置模块从所述终端联网设备的SIM卡接口取电。

2.如权利要求1所述的云SIM卡提供装置，其特征在于，所述云SIM卡提供装置还包括第一接口以及接口转换模块；所述第一接口与所述云SIM卡放置模块以及所述功率调节模组连接；所述接口转换模块用于在所述第一接口与所述终端联网设备的SIM卡接口之间建立物理连接通路。

3.如权利要求2所述的云SIM卡提供装置，其特征在于，所述接口转换模块包括第二接口和第三接口；

所述第二接口与所述云SIM卡提供装置的第一接口相适配，所述第三接口与所述终端联网设备的SIM卡接口相适配。

4.如权利要求3所述的云SIM卡提供装置，其特征在于，所述第一接口、第二接口和第三接口为ISO/IEC7816协议接口。

5.如权利要求1-4任意一项所述的云SIM卡提供装置，其特征在于，

所述云SIM卡放置模块用于经所述通信模块动态接收所述云服务器分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息。

6.如权利要求2-4任意一项所述的云SIM卡提供装置，其特征在于，所述电源管理模块还包括电压转换单元，所述电压转换单元与所述功率调节模组以及所述第一接口连接，用于将所述终端联网设备的SIM卡接口输出的电压转换为所述电池所需的充电电压。

7.如权利要求1-4任意一项所述的云SIM卡提供装置，其特征在于，所述功率调节模组用于通过配置电阻的阻值，调节对所述电池进行充电的电流，以调整对所述电池进行充电的充电功率。

8.如权利要求1-4任意一项所述的云SIM卡提供装置，其特征在于，所述通信模块支持至少两个通信单元。

9.如权利要求8所述的云SIM卡提供装置，其特征在于，所述通信模块包括第一通信单元和第二通信单元；

所述第一通信单元用于基于内置的SIM卡与所述云服务器通信，并获取所述云服务器分配的云SIM卡对应的云SIM卡信息；

所述第二通信单元用于为所述终端联网设备基于所述云SIM卡注册上网提供通道。

10.一种终端联网设备，其特征在于，所述终端联网设备包括SIM卡接口，所述SIM卡接口用于与所述权利要求1-9任意一项所述的云SIM卡提供装置连接，并使所述终端联网设备基于所述云SIM卡提供装置接收的云SIM卡对应的SIM卡信息进行注册上网。