什么是物联网SIM卡?

物联网(IoT)的发展及其独特的需求推进了物联网SIM卡的发展,IoT SIM卡是传统SIM卡的变体,旨在存储用户信息并将手机链接到蜂窝网络。

物联网设备必须在没有太多人为监督的状况下运行,更多的是与其余机器交互,而不是与人交互。物联网部署可能包括数千甚至数百万个设备,须要一个稳定、灵活和安全的网络链接。物联网SIM卡的设计考虑到了这些要求。 可是物联网SIM卡是如何工做的呢? 下面是它们的形式和功能的详细介绍。


物联网SIM卡地图web

接触芯片包裹在保护塑料中,是标准SIM卡最重要的部分。该芯片包括一个处理器,配备有16-256kb的电子可擦除可编程只读存储器(也称为EEPROM),以及不一样数量的只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。

SIM最初是为了验证消费者移动网络上的用户而开发的,SIM用做关于设备的独特信息的存储库,包括身份验证凭证和运营商数据,并充当容许设备访问蜂窝网络的密钥。SIM卡对于物联网应用尤为有用,由于当正确配置时,SIM卡容许开发人员对单个设备进行身份验证、跟踪位置、监控数据使用状况并管理本身的蜂窝数据网络。

数据存储和链接编程

移动电话的SIM卡一般存储一组认证凭证,容许设备链接到网络,包括安全密钥、位置信息和联系人IoT-SIM卡供应商提供的IoT-SIM卡具备相似功能,识别设备以接入网络,控制链接,管理安全功能并容许设备发送和接收数据。传统SIM卡和物联网SIM卡都包含如下识别信息:

  • 集成电路卡ID(ICCID)安全

    ICCID是分配给SIM卡的一种独特的数字组合,用做单个芯片的标识。ICCID编号也用于识别eSIM配置文件。在物理SIM卡中,iccid显示在外壳上,也存储在处理器内部。

  • 身份验证密钥(Ki)微信

    每一个SIM卡都包含一个128位值形式的惟一身份验证密钥。全球移动通讯系统协会(GSMA)分配Ki,它使用质询-响应交换对设备进行网络认证。实际的Ki不会经过网络传输,这使得没法进行拦截,并确保设备及其数据的安全。

  • 位置区域标识(LAI)网络

    公共陆地移动网(PLMN)的每一个扇区都被分配一个标识符或LAI。LAI包含移动国家代码(MCC)、移动网络代码(MNC)和更具体的位置区号(LAC)。这种数据组合使网络可以精肯定位SIM卡及其附属设备的位置。


物联网SIM卡外形尺寸编辑器

随着SIM技术的发展,随着最新的嵌入式表单彻底放弃了它们各自独立的解剖结构,这些卡变得愈来愈小。早期移动电话中使用的原始信用卡大小的SIM卡(1FF)已再也不使用,但市场上仍有其余类型的SIM卡。根据设备类型、环境条件、网络标准和所需数据速度等因素,在物联网部署中,一些形状因素比其余因素更有效。当链接的设备必须在各类极端温度或恶劣条件下工做时,最好选择工业级SIM卡。

可在2FF-4FF,这些坚固的卡提供额外的保护层,以防止振动和变质。如下是适用于物联网的四种SIM形式因素的细分:

  • 迷你SIM卡(2FF)flex

    Mini-SIM是在上世纪90年代中期推出的,它的接触芯片与较大的1FF相匹配,以适应较小的移动设备。它长约25毫米,宽15毫米,是三张可移动SIM卡中最大的一张。迷你SIM卡一般用于自动售货机和车辆跟踪中的物联网应用。

  • 微型SIM卡(3FF)spa

    因为处理器与Mini-SIM基本相同,Micro-SIM在更小的封装中提供了相同的存储和身份验证功能。尺寸为15mm×12mm的Micro-SIM是其前代产品的一半大小,能够轻松地安装到更紧凑的物联网设备中,如平板电脑、调度单元和移动医疗设备。

  • 纳米SIM(4FF).net

    尽管处理器和内存与Mini-SIM和Micro-SIM相同,Nano-SIM(4FF)目前提供的最小可移动卡选件为12.3mm×8.8mm。Nano-SIM的厚度也比Micro-SIM薄15%左右,适用于移动支付设备和可穿戴设备等物联网应用。

  • 嵌入式SIM卡(eSIM或eUICC)设计

    嵌入式SIM(eSIM)也被称为嵌入式通用集成电路卡(eUICC),因为其在物联网应用方面的巨大潜力,引发了普遍关注。根据最近的一份报告,eSIM可能成为物联网的最佳移动交换解决方案,由于它使运营商可以更好地控制漫游成本和链接质量。目前最小的SIM为6mm×5mm,eSIM直接焊接到移动设备内部的板上,使其在恶劣条件下更具弹性。因为SIM卡已经嵌入设备中,用户无需安装或更换可拆卸卡,这为但愿部署数千台联网无线设备的企业节省了大量时间。eSIM还能够更好地抵抗外界干扰,如振动和碎片,而且因为其较小的尺寸,使得设备设计更加灵活。可是eSIM还有另外一个更值得注意的功能远程配置,即无需更换SIM卡就能够管理多个设备身份。


物联网应用

随着市场的爆炸式增加,硬件制造商正在设计带有物联网应用的SIM卡变体,物联网SIM卡提供商正在选择这些应用。工业级物联网SIM卡可在-40℃至105℃的温度下工做,使其成为应急响应、天气监测和工业物联网(IIoT)等用例的最佳选择。

最终,物联网SIM卡的用途与传统的移动电话SIM卡不一样。它们在链接的设备和云之间提供了一个连接,在这里收集的数据能够经过物联网管理平台进行聚合和访问。物联网SIM卡专一于管理大型设备组,在如下领域提供了更大的灵活性和支持:

  • 数据使用

    在某些部署状况下,物联网SIM卡以不一样的速率收集和传输数据,所以链接服务提供商一般会提供聚合数据包,这些数据包是根据公司的特定需求定制的,并容许整个设备组从单个数据使用限制中提取数据。


  • 长寿

    一旦部署,物联网设备可能不容易访问,例如,若是它们在地下深处的矿井内或附着在海洋中的浮标上。所以,设备及其全部组件(包括SIM卡)的寿命相当重要。工业级可移动物联网SIM卡提供了更长的使用寿命和坚固性,但eSIM为难以触及的部署提供了最佳解决方案。eSIM被设计为在其所嵌入的设备的生命周期内持续使用,是物联网应用的最佳选择。


  • 网络链接

    物联网SIM卡配备在多个网络之间漫游。例如,若是物联网部署用于车辆跟踪,单个设备将自动链接到给定区域内最强的网络。兼容的蜂窝网络将取决于提供商,但许多物联网项目使用与智能手机相同的2G、3G、4G LTE和Cat M1蜂窝网络进行链接。其余网络,如LoRaWAN、NB IoT和Sigfox是为物联网设计的低功耗广域网,在许多应用中多是可行的选择。


  • 远程资源调配(eSIM)

    虽然漫游物联网SIM卡在网络链接方面提供了一些灵活性,但eSIM容许更大的自由度。在制造时,GSMA的eSIM规范配备了一个“引导”配置文件,以容许设备与网络的初始链接。而后,移动网络运营商发送一个SIM配置文件来覆盖引导。若是未来须要更换到另外一个网络提供商,新的运营商能够向芯片发送新的SIM配置文件,替换第一个配置文件。这种切换SIM卡身份的能力被称为远程配置,它为须要更换运营商的物联网部署提供了极大的简化,而不是派遣人员到现场更换每台设备上的SIM卡,物联网管理器能够远程进行转换,从而大大节省了成本和时间。



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