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【技术月刊首刊发布】揭秘SIM卡:通信世界的微型守护者!

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2025-03-07

 

技术月刊|本月启航

自2025年本月起,我们“物联网找云则”服务号将迈入一个全新的发展阶段,旨在为您带来更加深入、全面的技术支持与服务体验。为了充分发挥我们的平台价值,我们不仅致力于满足广大客户的技术需求,更渴望与广大的物联网同行们携手共进,共同探索物联网领域的无限可能。 

 为此,我们精心策划了技术月刊栏目该月刊由一支精通界面设计、交互实现、后端开发、数据库架构、硬件组件选型与集成等核心技术领域的专业团队精心打造,并定于每月月中旬准时发布一篇深度技术文章。内容涵盖但不限于物联网模组选型指南、物联网卡工作原理深度剖析、物联网通信常见问题技术解答、物联网平台开源项目分享,以及物联网智慧解决方案的精彩案例等。我们坚信,这些精心准备的内容将成为您学习和实践物联网知识的宝贵资源。

在此,我们诚挚邀请您参与下期技术月刊文章主题投票,您的声音将是我们内容创作的重要指引。如果您有急需解答的问题,或者对某个行业技术知识充满好奇,欢迎在下方留言区告诉我们。我们将在确保不涉及商业机密、个人隐私及职业道德的前提下,秉持物联网精神,为您呈现专业的技术刊文。

现在,让我们揭开技术月刊的第一篇章!

【技术深度解析】SIM卡:通信世界的微型引擎与身份守护者

什么是SIM

SIM卡(Subscriber Identity Module),即用户识别卡,是用于全球通数字移动电话的个人信息卡。它采用A级加密技术,存储用户的个人数据、认证方法和密钥,以便GSM系统能够验证用户身份。同时,SIM卡允许用户与系统连接并交换信息。SIM卡是一种带有微处理器的芯片卡,由CPU、工作存储器(RAM)、程序存储器(ROM)、数据存储器(EEPROM)和串行通信单元五个模块组成,这些模块集成在一个电路板上。

SIM卡接口

以中移ML307A模组举例,SIM卡接口通常有5个信号定义:

 

一般SIM卡采用两种时钟频率:一种采用13MHz/4=3.25MHz作为时钟基准;另一种采用13MHz/12=1.083MHz。(其中,13MHz时钟是手机基准时钟振荡电路产生的。)

SIM卡都要满足《ISO/IEC 7816-3》标准和3GPP标准(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)。USIM是Universal Subscriber Identity Module(全球用户识别卡)的缩写。

 

插拔SIM卡检测

中移模组USIM卡电路设计参考:

 

SIM卡的卡检测引脚(USIM_DET)是通过电阻上拉到电源的,所以未插入卡时,该引脚一定是高电平。当卡插入时,SIM卡座对应的卡检测引脚(USIM_DET)金属触片被挤压到接触金属接地外壳,此时卡检测引脚被短路到地,此时变为低电平。SIM模组检测到有SIM插入。

 

SIM卡电压

SIM卡的供电分为5V(1998年前发行)、5V与3V兼容、3V、1.8V等。当前,SIM卡的电源一般包含两种,3V和1.8V电源。SIM卡插入手机后,SIM模组会通过电压检测输出对应的电压给到SIM卡。

SIM供电一般是从低电压到高电压开始检测,1.8V检测三个时序,如通信不成功,然后再3.0V检测三个时序。如无卡存在,停止检测;有卡存在,SIM模组开始供电给到SIM卡。

 

模组对基站通信

移动通信中,模组找到基站比较简单。就是模组空闲时一直在从自己能够接入的网络中搜索信号中最好的信道,GSM一般搜索最强的信号,在有业务需求的时候,比如打电话,就从这个信道上发度起请求,基站会响应并建立起连知接。

 

基站对模组通信

基站发射的微波始终跟踪着模组,当用户从一区域过渡到另一区域时,模组自动进行切换。也就是说模组始终在基站的“监视”之中,这就有点象处在雷达监视中的飞机。基站只是起着发射信号的作用,而进行数据处理、转换的中心则是网络运营商的中央机房计算机系统。