用于多SIM选择的方法及设备与流程
本公开一般涉及移动收发机，更具体地，涉及具有多个订户识别模块(sim)卡的移动收发机和选择方法。
背景技术：
诸如全球定位系统(gps)跟踪设备之类的全球导航卫星系统(gnss)跟踪设备是由物体或人(“载体”)携带的设备，其定期使用gnss测量载体的位置，并且通常将该位置存储在内部存储器中。gnss跟踪设备的类型的示例包括：数据记录器、数据推送器和数据提取器。数据记录器可以将测量的位置数据存储在内部存储器中，用于随后的下载和分析。数据推送器(也称为信标)可以根据预定义的参数将存储在内部存储器中的位置数据发送给服务器或其他设备。数据提取器(也称为应答器)可以将位置数据存储在内部存储器中，并且响应于来自服务器或其他设备的查询来提供位置数据。gnss跟踪设备可能具有有限的功率和/或有限的处理资源。因此，可能需要高效操作和部署gnss跟踪设备的方法。
附图说明
图1是示出了根据本公开的适于操作移动收发机的通信系统的框图。
图2是示出了根据本公开的示例实施例的移动收发机的框图。
图3是示出了根据本公开的示例实施例的无线通信子系统的框图。
图4是示出了根据本公开的适于安装移动收发机的示例集装箱。
图5是根据本公开的一个实施例的移动收发机壳体的透视图。
图6a是安装到图4的集装箱的门上的图5的移动收发机壳体的前视图，其是从集装箱的内部观察的。
图6b是安装到图4的集装箱的门上的图5的移动收发机壳体的侧视图。
图6c是安装到图4的集装箱的门上的图5的移动收发机壳体的剖面图。
图7是根据本公开的一个实施例的sim卡选择电路的框图。
图8a和图8b是示出根据本公开实施例的选择移动收发机的sim卡的方法的流程图。
图9a和图9b是示出根据本公开实施例的切换移动收发机的sim卡的方法的流程图。
具体实施方式
本公开参考了附图，在附图中示出了实施例。然而，可以使用许多不同的实施例，并且因此该描述不应被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开将会是彻底和完整的。相似的附图标记始终指代相似的要素，并且基本符号标记法被用于指示替代实施例中的类似要素、操作或步骤。所示的系统和设备的分离的框或所示出的功能单元的分离不一定要求这样的功能的物理分离，因为这样的单元之间的通信可以在没有任何这样的物理分离的情况下通过消息传递、函数调用、共享存储器空间等方式发生。因此，所述功能不需要在物理上或逻辑上分离的平台中实现，尽管为了便于解释在本文中它们被示出为分离的。不同的设备可以具有不同的设计，使得尽管一些设备在固定功能的硬件中实现一些功能，但是其它设备可以在可编程处理器中利用从机器可读介质获得的代码实现这样的功能。
本公开提供了一种移动收发机，其可以允许全球和长距离的跟踪应用，在所述应用中可以跟踪全球和长距离运输中的资产，即使该资产在运输中穿过无线运营商和网络覆盖边界。在全球和长距离的跟踪应用中，移动收发机和被跟踪的资产在运输过程中可以穿过无线运营商和网络覆盖边界。例如，集装箱的起点在中国大陆，旅行绕过南非，最终目的地在北美，这种情况并不罕见。
根据本公开的一个方面的示例实施例，提供了一种操作移动收发机的方法，包括：响应于唤醒事件将所述移动收发机从低功率模式唤醒；确定是否已经针对所述移动收发机的位置或所述唤醒事件预选了sim卡；当已经预选了sim卡时，选择所述预选的sim卡作为第一订户识别模块(sim)卡，使用所述第一sim卡激活蜂窝收发机，以及经由所述蜂窝收发机搜索与所述第一sim卡相关联的可用的无线服务；以及当无线服务可用时，使用所述无线服务向资产跟踪服务发送数据日志的至少一部分。
根据本公开的另一方面的示例实施例，提供了一种操作移动收发机的方法，包括：响应于唤醒事件将蜂窝收发机从低功率模式激活，其中所述蜂窝收发机是使用第一sim卡激活的；经由所述蜂窝收发机搜索与所述第一sim卡相关联的可用无线服务；以及，当无线服务不可用时，从所述第一sim卡切换到多个sim卡中的不同的sim卡。
根据本公开的又一方面的示例实施例，提供了一种操作移动收发机的方法，包括：响应于唤醒事件将蜂窝收发机从低功率模式激活，其中所述蜂窝收发机是使用第一sim卡激活的；经由所述蜂窝收发机搜索与第一sim卡相关联的可用无线服务；以及，当无线服务可用时，根据所述可用无线服务的移动国家代码(mcc)以及所述多个sim卡与位置之间的映射，确定不同的sim卡是否比所述第一sim卡优选；以及，当不同的sim卡比所述第一sim卡优选时，从所述第一sim卡切换到另一sim卡。
根据本公开的又一方面的实施例，提供了一种操作移动收发机的方法，包括：响应于唤醒事件将移动收发机从低功率模式激活；确定所述唤醒事件是否对应于旅行行程中的路点；当所述唤醒事件对应于旅行路线中的路点时，根据所述路点和与所述路点相关联的预定义的sim卡选择，从多个sim卡中选择sim卡作为第一sim卡；以及，经由蜂窝收发机搜索与所述第一sim卡相关联的可用无线服务。
根据本公开的又一方面的示例实施例，提供了一种移动收发机，包括：处理器；耦合到所述处理器的存储器；耦合到所述处理器的无线收发机；耦合到所述处理器的卫星接收机；耦合到所述处理器的多个sim，其中所述sim可以是物理的或虚拟的；其中所述移动收发机被配置为执行本文所述的方法。
根据本公开的又一方面的示例实施例，提供了一种非暂时性机器可读介质，其上具有有形存储的可执行指令，当由移动收发机的处理器执行时，所述可执行指令使所述移动收发机执行本文所述的方法，其中所述移动收发机包括均耦合到所述处理器的存储器、无线收发机和卫星接收机。
参考图1和图2，将描述本公开的移动收发机102的示例实施例。移动收发机102包括至少一个处理器104，其控制移动收发机102的整体操作。处理器104经由通信总线(未示出)耦合到多个部件，所述通信总线提供在部件和处理器104之间的通信路径。移动收发机102还包括：随机存取存储器(ram)108；只读存储器(rom)110；永久性(非易失性)存储器112，其可以是可擦除可编程只读存储器(eprom)(“闪存”)或其他合适形式的存储器；数据端口122，如串行数据端口(如，通用串行总线(usb)数据端口)；以及用于感测移动收发机102的环境的多个环境传感器130。传感器130可以包括光传感器131、温度传感器132、压力传感器133、湿度传感器134、陀螺仪135、加速度计136、一个或多个飞行时间(tof)传感器137、以及可能还包括其他传感器，如们接触开关(未示出)。
移动收发机102还包括用于接收来自卫星网络180的卫星信号的卫星接收机120，所述卫星网络180包括作为全球或区域卫星导航系统的一部分的多个卫星。在一些实施例中，可以提供既能发送也能接收卫星信号的卫星收发机，而不是仅能接收卫星信号的卫星接收机。
移动收发机102可以使用由卫星接收机120从卫星网络180中的多个卫星接收的信号来确定其位置。在至少一些实施例中，卫星网络180包括多个卫星，所述多个卫星是提供具有全球覆盖的自主地理空间定位的至少一个全球导航卫星系统(gnss)的一部分。例如，卫星网络180可以是gnss卫星的星座。示例gnss包括美国navstar全球定位系统(gps)或俄罗斯全球导航卫星系统(glonass)。已经部署或正在开发的其它卫星导航系统包括欧盟的伽利略定位系统、中国的北斗导航卫星系统(bds)、印度区域卫星导航系统和日本卫星导航系统。
移动收发机102还包括用于至少交换数据通信的一个或多个无线收发机。无线收发机至少包括：蜂窝(rf)收发机114，其用于使用不同的无线数据通信协议和标准与多个不同的无线电接入网络(ran)(例如蜂窝网络160)通信。移动收发机102可以与蜂窝网络160的多个固定的收发机基站(图1中示出其中之一)之一在其地理覆盖区域内进行通信。在所需的网络注册和/或激活过程已经完成之后，移动收发机102可以在蜂窝网络160上发送和接收信号。
蜂窝收发机114是支持多个射频频带的多频带收发机，如瑞士的u-blox控股公司的toby-l2系列无线收发机，其中所述多频带可以包括例如多个4g长期演进(lte)或高级lte频带以及全球3g和2g频带。在其他实施例中可以提供多个专用收发机以支持不同的无线服务，如4glte、3g和2g无线服务。
蜂窝收发机114可以使用的技术的示例包括：lte、高级lte、通用分组无线业务(gprs)、mobitextm和数据tactm。蜂窝收发机114可以使用的其它示例技术包括：高级移动电话系统(amps)、时分多址(tdma)、码分多址(cdma)、宽带码分多址(w-cdma)、个人通信业务(pcs)、gsm(全球移动通信系统)、蜂窝数字分组数据(cdpd)、集成数字增强网络(iden)、高速下行链路分组接入(hspda)、演进数据优化(evdo)、增强数据率gsm演进(edge)等等。还可以与移动收发机102一起使用其他类型的通信网络，既包括分离的也包括集成在一起的。移动收发机102还可以符合其他通信标准，诸如3gsm、第三代合作伙伴计划(3gpp)、通用移动电信系统(umts)、4g等。上述技术作为示例使用，而不是穷举的。所描述的实施例不依赖于ran的任何特定特性或能力。
无线收发机还可以包括无线局域网(wlan)收发机116，其用于经由wlan接入点(ap)与wlan150通信。wlan150可以包括wi-fi无线网络，其符合ieee802.11x标准(有时被称为
无线收发机还可以包括：用于与计算机240通信的短距离无线收发机，例如蓝牙
可以通过解码器(未示出)解压缩和解密移动收发机102接收的数据。移动收发机102的通信子系统还包括一个或多个天线、处理器(诸如数字信号处理器(dsp))以及本地振荡器(lo)。通信子系统的具体设计和实现取决于移动收发机102所实现的无线通信技术。
网络接入要求根据蜂窝网络的类型而变化。移动收发机102包括多个智能卡接口140，每个智能卡接口140容纳智能卡142，该智能卡142用于由处理器104存储和读取数据，如订户识别数据。智能卡142可以是在gsm网络中使用的订户识别模块(sim)卡或在提供无线网络接入的相关无线网络类型中使用的其他类型的智能卡。智能卡142可以是通用集成电路卡(uicc)，每个都至少包含sim和通用订户识别模块(usim)应用。uicc是在大多数当代gsm和umts网络中使用的智能卡技术。尽管已经作为示例描述了用于gsm网络的sim卡，但是术语智能卡旨在涵盖所有类型的智能卡和用于提供usim、可移除订户识别模块(r-uim)或cdma订户识别模块(csim)的其他类似技术或者在umts和cdma网络中使用的其他类似技术。sim可以是物理的或虚拟的sim。虚拟sim/sim卡是存储在诸如存储器112之类的存储器中的对物理sim卡进行模拟的数据对象，其包括通常存储在物理sim卡上的订户识别数据。
sim卡包括订户识别数据(也称为sim数据)，取决于实施例，其包括获得对例如由无线网络服务提供商提供的无线语音和/或数据网络的接入所必需的信息。订户识别数据可以包括网络运营商捆绑信息和/或用户数据信息。网络运营商捆绑信息和/或用户数据信息的示例可以包括：订户识别信息、网络选择参数、网络运营商数据和用于访问各种数据服务的应用数据等等。在一个实施例中，订户识别数据包括订户识别信息、网络选择参数和网络运营商数据(有时称为“网络凭证”)。在其他实施例中，订户识别可以包括更多或更少的信息。例如，在一些实施例中，订户识别数据还可以包括应用数据。
订户识别信息的示例可以包括但不限于：国际移动订户识别(imsi)、集成电路卡id(iccid)、临时移动订户识别(tmsi)、分组tmsi(p-tmsi)、以及移动订户综合业务数字网号码(msisdn)。示例网络选择参数包括但不限于：公共陆地移动网络选择器(plmnsel)、禁止的plmn(fplmn)以及归属plmn(hplmn)。网络运营商数据的示例包括但不限于：运营商控制的plmn(oplmn)列表spn(服务提供商名称)、用于名称显示的plmn网络名称(pnn)、用于紧急呼叫的紧急控制中心(ecc)、以及其他呼叫类别等。应用数据的示例包括但不限于：sim应用工具包(stk)(例如，漫游代理、增强型网络选择(ens)、国际移动设备识别(imei)改变应用等)。
在一些实施例中，订户识别数据还可以包括认证信息，例如密钥和加密算法等。例如，认证信息可以包括认证密钥(ki)和加密算法，所述加密算法描述在3gppts35.205v9.0.0中，其公开于2009年12月31日并且标题为“specificationofthemilenagealgorithmset：anexamplealgorithmsetforthe3gppauthenticationandkeygenerationfunctionsf1，f1*，f2，f3，f4，f5andf5*”，通过引用将其公开内容并入本文。
移动收发机102还包括作为电源的电池146。电池146可以是可再充电的电池，也可以是不可再充电的电池。电池146向移动收发机102的部件中的至少一些提供电力。电池接口144为电池146提供机械连接和电连接。电池接口144可以耦合到调节器(未示出)，其向移动收发机102的电路提供电源v+。在一些实施例中，电池146是大容量的不可再充电的密封电池，其被期望具有相对长的服务寿命，例如5-7年的有效服务。应当理解，移动收发机102旨在进行不间断地操作，即使一个或多个部件，诸如蜂窝收发机114、卫星接收机120和/或传感器130，可以周期性地进入低功率模式以节省电池寿命。移动收发机102首次上电(例如，首次安装电池146)的初始化日期或类似的日期可被用于确定首次开机的日期和时间。由于期望不间断的操作，预期在一些实施例中移动收发机102可以缺少电源按钮(开/关按钮)。
移动收发机102还可以包括电源接口，例如电源端口，所述电源接口用于连接到诸如交流(ac)电源适配器之类的外部电源152。移动收发机102能够使用外部电源152而不使用电池146。如果电池146是可再充电的，则外部电源152可用于对电池146进行再充电。
再次参考图1，将描述本公开的移动收发机102可以操作于的示例通信系统100。移动收发机102通常使用蜂窝网络160来访问资产跟踪服务(例如，服务器或船队管理系统)200。资产跟踪服务器200可被实现为一个或多个服务器模块，并且通常位于防火墙210之后。资产跟踪服务200提供针对多个被管理的移动收发机102的监管控制和管理能力。资产跟踪服务200可被具体实现为硬件或软件中的各种配置，包括基于服务器的系统、应用编程接口(api)和/或端点，其提供对资产跟踪服务器200的功能的访问和抽象使得访问除api位置和功能定义之外的功能不需要硬件或配置信息。
资产跟踪服务200提供在资产跟踪服务200和多个受管理的移动收发机102之间交换的数据的安全传输。资产跟踪服务200和移动收发机102之间的通信可以例如使用高级加密标准(aes)或三重数据加密标准(三重des)加密来进行加密。
移动收发机102使用卫星接收机120从卫星网络180中的多个卫星接收的信号来确定其位置。例如，移动收发机102可以响应于报警，使用卫星接收机120来确定位置。报警是可配置的唤醒事件，其使得移动收发机102或移动收发机102的子系统(例如卫星接收机120或一个或多个传感器130)从诸如睡眠模式之类的低功率模式唤醒，并执行所配置的动作(例如，执行位置测量和传感器测量)，然后将其记录到日志和/或报告给资产跟踪服务200。报警可以是基于时间的报警，其中子系统根据预定义的时间表定期唤醒，等等。确定位置的频率或时间表可以是固定的或可配置的。移动收发机102在移动收发机102的存储器112中存储的数据日志中存储所确定的位置(通常以纬度和经度来表示)和确定位置的时间。因此，数据日志提供资产跟踪日志。
如上所述，移动收发机102还可以响应于报警，使用传感器130中的一个或多个来感测或测量移动收发机102的环境。例如，传感器130可以用于测量温度、压力和湿度，以及门打开或移动事件，等等。通过传感器130获取的传感器数据以及获取传感器数据的时间也被存储在数据日志(即，资产跟踪日志)中，数据日志被存储在存储器112中。与位置数据一样，数据收发机102可以以规则的间隔、根据预定义的时间表或响应于报警来收集传感器数据。获取传感器数据的频率或时间表可以是固定的或是可配置的。
移动收发机102以规则的间隔、根据预定义的时间表或响应于报警来尝试连接到资产跟踪服务200，以报告存储在资产跟踪日志中的位置和/或传感器数据。移动收发机102尝试连接到资产跟踪服务200的频率或时间表可以是固定的或是可配置的。移动收发机102通常使用诸如蜂窝收发机114之类的无线收发机来尝试连接到资产跟踪服务200。移动收发机102可以访问由多个无线收发机提供的多个无线服务，每个无线收发机提供对一个或多个无线服务的访问。在所描述的实施例中，该多个无线收发机包括蜂窝收发机114、wlan收发机116和蓝牙收发机118。在一些实施例中，无线收发机可以包括多个蜂窝收发机114，其可以是多频带蜂窝收发机114。移动收发机102还可以尝试使用物理链路直接连接到或间接地经由计算机240连接到资产跟踪服务200。可以由标准或规范来定义移动收发机102支持的每个无线服务。本公开中其他位置处描述的无线服务的非限制性示例包括4g长期演进(lte)、3g和2g、wlan和蓝牙。
当移动收发机102经由蓝牙和/或usb连接到蜂窝网络160、wlan150或计算机240时，移动收发机102可以穿过防火墙210使用通信网络230向资产跟踪服务200发送数据日志或数据日志的一部分(即，数据日志的未报告部分)。可以使用任何合适的消息格式发送数据日志信息，包括例如专有消息格式。移动收发机102数据日志通常包括关于数据日志中的哪些数据已经被报告以及数据日志中的哪些数据未被报告的指示符。例如，在一些实施例中，数据日志包括一系列记录，该一系列纪录包括记录标识符(id)并由记录标识符(id)标识。每个记录还包括记录被作出的时间、位置数据和/或传感器数据，以及指示记录是否已经被报告给资产跟踪服务200的报告状态。在未报告的记录被报告给资产跟踪服务200之后，其在数据日志中的对应报告状态字段被更新。
当不使用时，移动收发机102使某些设备组件掉电以节省电池功率。例如，移动收发机102在报告时间/周期之后发起蜂窝收发机114的低功率模式。低功率模式可以是关闭模式(也称为关闭状态，其中蜂窝收发机114未被供电)或具有低功耗的睡眠模式(也称为待机模式或挂起操作模式)。蜂窝收发机114然后在下一个报告时间/周期从低功率模式激活。任何其它无线收发机在报告时间/周期之后被类似地置于低功率模式。当不获取位置或传感器数据时，卫星接收机120和传感器130也可被置于低功率模式，且然后在下一个测量时间/周期从低功率模式激活。
数据日志记录和数据报告周期通常是不同的并且不重合，但是该周期可以重叠到不同程度。例如，每个报告周期通常涉及报告数据日志的若干记录，每个记录包括位置数据和/或传感器数据。这些周期可以重叠，因为位置数据和/或传感器数据在某些时间可作为公共过程的一部分而被捕获，或者可以作为恰好在向资产跟踪服务200报告记录到日志的数据之前执行的单独过程的一部分而被捕获。例如，无线收发机可在卫星接收机120和/或传感器130被唤醒并且位置数据和/或传感器数据被捕获的相同时间被唤醒以进行报告，或紧接卫星接收机120和/或传感器130被唤醒并且位置数据和/或传感器数据被捕获之后被唤醒以进行报告。
提供通信系统100仅用于说明的目的。通信系统100仅是用于与移动收发机102一起使用的众多可能的通信网络配置中的一种可能配置。本领域技术人员将理解合适的变型，并且这些合适的变型旨在落在本公开的范围内。例如，虽然为了方便而示出了单独的网络，但是应当理解，可以提供每种类型的多个网络以及连接到所示网络的中间网络。此外，可以使用公共网络和/或专用网络来实现图1中表示的通信链路，该公共网络和/或专用网络可以使用诸如基于x.25或基于互联网协议(ip)的寻址和路由技术之类的分组数据技术进行通信。一些连接可以被实现为安全连接，例如，使用虚拟专用网(vpn)技术来实现。
现在参考图3，将描述根据本公开的示例实施例的无线通信子系统300。无线通信子系统300包括：数字基带处理器304，其管理需要天线的功能；以及多个无线收发机和/或接收机306，其由附图标记306a、306b、...306n分别表示。每个无线收发机/接收机306耦合到开关308，开关308由附图标记308a、308b、...308n分别表示，开关308耦合到由附图标记310a、310b、...310n分别表示的内部天线310以及由附图标记312a、312b、...312n分别表示的外部天线312。外部天线312通常用作主天线，因为与位于集装箱400外部相关联的降低的rf干扰，而内部天线310通常用作辅助天线，因为与位于集装箱400内部相关联的增大的rf干扰。
在至少一些实施例中，外部天线312设置在公共外部天线模块中，并且外部天线模块的接地引脚连接到处理器104的通用输入/输出(gpio)引脚，例如当移动收发机102唤醒时可以监视该gpio引脚。当未检测到外部天线模块的接地引脚时，这是对以下情况的指示：外部天线模块断开，外部天线模块中发生电子故障，或者外部天线312和/或外部壳体模块504被以其他方式损坏或篡改。在其他实施例中，每个外部天线312的接地引脚可以各自连接到处理器104的gpio引脚。
如上所述，无线收发机/接收机306包括至少一个蜂窝收发机114以及至少一个卫星接收机120，至少一个蜂窝收发机114例如是支持多个射频频带(其可以包括例如多个4g长期演进(lte)或lte高级频带以及全球3g和2g频带)的多频带蜂窝收发机。
虽然已经描述了用于蜂窝收发机114和卫星接收机120的公共基带处理器304，但是在其他实施例中，可以为卫星接收机120和蜂窝收发机114提供分开的基带处理器。在无线通信子系统300中，蜂窝收发机114和卫星接收机120被各自切换并且能够独立地工作。因此，卫星接收机120可以使用外部天线312，而蜂窝收发机114使用内部天线310，或者反之亦然，卫星接收机120和蜂窝收发机114可以都使用外部天线312，或卫星接收机120和蜂窝收发机114可以都使用内部天线310。基带处理器304或主处理器104根据诸如信号质量和来自传感器130的辅助信息等因素为卫星接收机120和蜂窝收发机114选择内部天线310或外部天线312。无线收发机/接收机306(例如，卫星接收机120和蜂窝收发机114)中的每一个也可被单独上电、断电或置于睡眠模式。
虽然未示出，但是每个无线收发机/接收机306具有rf前端电路(也称为收发机模块/接收机模块)，其通常包括天线与数字基带处理器304之间的所有组件。例如，蜂窝收发机的rf前端电路包括接收机、发射器和本地振荡器(lo)。接收机执行诸如信号放大、下变频、滤波、信道选择等常用接收机功能以及模数转换(adc)。对接收信号的adc允许更复杂的通信功能，例如由数字基带处理器304执行的解调和解码。通过类似的方式，例如由数字基带处理器304对要发送的信号进行处理，包括调制和编码。经处理的信号被输入到发射机，用于数模转换(dac)、上变频、滤波、放大和经由天线发送。缺少发射功能的接收机通常省略发射所需的组件。
移动收发机102倾向于附接到或并入可移动资产，以使用卫星接收机120跟踪其位置和使用传感器130感测或测量其它条件，例如温度、湿度、一般操作条件、平均速度、最大速度、内容状态、门打开或关闭情况等。移动收发机102跟踪的资产可以是集装箱、卡车、轨道车、汽车等。跟踪资产的跟踪要求可以根据运输模式(例如，船、铁路、汽车和可能的航空)而改变。例如，如果移动收发机102附接到正在被铁路搬动的资产，则日志记录和/或报告可以比资产被卡车搬运通过城市街道时具有更长的间隔。此外，可以根据运输模式监视不同的传感器130。例如，当移动收发机102由船搬运时，可能不需要检查门打开或关闭状态。
移动收发机102具有定义报警(例如，唤醒或触发事件)的设备配置，所述报警将移动收发机102从非活跃模式(例如，睡眠模式)唤醒以确定设备状态(包括特定时间处的位置和/或环境条件)，并且向资产跟踪服务200报告设备状态。报警事件可以是例如基于一天中的时间或频率的调度事件，或是异步唤醒移动收发机102以报告设备状态的非调度事件。移动收发机102在大部分时间处于睡眠模式以节省功率，并响应于报警而唤醒。例如，移动收发机102可以仅以预定时间间隔而唤醒或由于传感器130的检测或测量而唤醒。当移动收发机102从睡眠模式唤醒时，移动收发机102通常使用卫星接收机120确定其位置和/或使用一个或多个传感器130测量一个或多个环境条件，将测量数据存储在存储器112中的数据日志中，且然后例如通过经由蜂窝收发机114通过因特网向资产跟踪服务200发送数据日志的至少一部分来向资产跟踪服务200报告设备状态。例如，移动收发机102可以每小时唤醒一次以确定和报告设备状态，或者移动收发机102可以在其所附着到的集装箱的门被打开时唤醒。当移动收发机102唤醒时，移动收发机102可以确定报警的原因。然后，移动收发机102可以使用卫星接收机120确定其位置和/或基于报警类型测量一个或多个环境条件。然后，移动收发机102可以将测量的数据发送给资产跟踪服务200。然后，移动收发机102回到睡眠模式，直到它响应于另一个报警而唤醒。
每个报警由多个参数定义，所述多个参数包括标识符(id)(例如用于标识报警的唯一编号)、对报警的类型进行标识的报警类型、要触发报警所要满足的一个或多个条件参数、以及触发报警时采取的一个或多个动作。报警类型通常基于时间或传感器数据。有两种子类型的基于时间的报警。第一类型的基于定时的报警是频率(其指定了要测量数据的频率)，用于报警检查并被报告给资产跟踪服务200的条件参数。频率报警的示例值是每15分钟一次。第二类型的基于时间的报警是时间(或日期)，其指定检查报警的条件参数的时间和/或日期。频率报警的示例值为每天下午12：00。基于传感器的报警是基于移动收发机102的能力(即，机载传感器130)来定义的。基于传感器的报警可以包括温度、湿度、压力、运动检测、位置、在特定地理围栏(geo-fence)内或相对于特定地理围栏的位置、门打开或关闭情况等。报警类型还可以基于诸如位置或位置历史的其它因素。地理围栏是使用卫星接收机120所使用的地理空间坐标(如纬度和经度)来由具体地理区域定义的虚拟周界。地理围栏可以是固定的或动态生成的，例如围绕具体点位置的半径。地理围栏可以是预定义的边界集合，或者可以是地区或区域的集合，其中所述地区或区域不需要相邻。报警动作可以包括要测量并传送给资产跟踪服务200的传感器数据的类型以及可能的其它事情，例如运行诊断、改变设备状态、位置数据等。
图5示出了根据本公开的一个示例实施例的移动收发机102的移动收发机壳体500。壳体500是两部分互连模块，被配置为安装到集装箱，例如穿过集装箱的门。壳体500包括内部模块502和外部模块504。内部模块502被配置为安装在集装箱的内部，例如安装在集装箱的门的内表面上。外部模块504被配置为安装在集装箱的外部，例如安装在集装箱的门的外表面上。外部模块承载外部天线312。内部模块承载移动收发机102的内部天线310和大多数其他电子部件。
内部模块502和外部模块504彼此连接，例如在安装到集装箱400或其他资产上时通过安装螺钉(或螺栓)来彼此连接。在所示实施例中使用一对安装螺钉。在其它实施例中可以提供不同数量的安装螺钉。在安装移动收发机102的准备中，使用钻孔等在集装箱的门中形成三个孔。备选地，可以在集装箱中完成所述孔。两个孔被提供用于容纳安装螺钉，而第三个孔用于使得来自内部模块502的电子器件(例如蜂窝收发机114和卫星接收机120的外部天线和相关联电路)穿过其以承载在所安装的移动收发机102中的外部模块504中。在所示的实施例中，两个孔512形成在内部模块502的前面板510中，用于容纳安装螺钉。对应的孔位于内部模块502的底部。还提供在内部模块502的底部中的孔，用于容纳电子器件。内部模块502的前面板510还包括透光面板520，例如透明面板。
壳体500限定传感器室，其用于容纳与透光面板520位于相反位置的传感器130中的至少一些。传感器室承载光传感器131和一个或多个tof传感器137。在所描述的实施例中，两个tof传感器137被承载在传感器室中。在一些实施例中，一个tof传感器137可被配置用于长距离感测，而另一tof传感器137可被配置用于短距离感测。在一些实施例中，tof传感器137的测量范围可以是可配置的，例如使用软件可配置的。在至少一些实施例中，每个tof传感器137包括集成电路(ic)、发光二极管(led)发射器和接收led。tof传感器137可以与光传感器131一起安装在传感器室中承载的印刷电路板(pcb)(例如柔性pcb)上。
光传感器131被配置和定位在传感器室内，用于通过透光面板520感测移动收发机102外部的光。第一传感器137被配置和定位在传感器室内，用于检测在移动收发机102外部(即，在移动收发机102被安装到集装箱时，在集装箱的内部)的在通过透光面板520的第一方向上的物体。例如，第一tof传感器137可以用于通过测量移动收发机102与第一方向上的最近物体之间的距离来检测集装箱内部的物体，并且确定集装箱是被装载的(例如，检测到一个或多个物体)还是被卸载的(例如，没有检测到物体)。第二tof传感器137被配置和定位在传感器室内，用于测量第二tof传感器137与前面板510的内表面之间在第二方向上的距离。第二tof传感器137与前面板510的内表面之间的距离应该是固定的。第二tof传感器137测量的距离的变化(例如感测到的距离的增大)提供了对外部天线的异常天线状况的指示，因为外部模块504可能被损坏或可能已被篡改。在所描述的实施例中，tof传感器137被配置成面向相反的方向，使得一个传感器测量距离，而另一传感器用于检测外部天线模块是否存在。备选地，在其他实施例中，tof传感器137可被配置成面向相同的方向，并且测量不同范围(即短距离和长距离)内的距离，以提高精度。备选地，两个tof传感器137可被配置成面向相同的方向并测量不同范围内的距离，而一个或多个tof传感器面向相反的方向以检测外部天线模块是否存在。
图4示出了适合安装移动收发机102的示例性集装箱400。集装箱400包括互锁门对410,412。移动收发机102被安装为穿过门410,412之一，其中内部模块502在门410或412的内侧，外部模块504在门410或412的外侧。由附图标记420、430和440表示移动收发机102在门412上的合适的安装位置。尽管移动收发机102的示例安装位置位于门412上，但是应当理解，移动收发机102可以安装在集装箱400的任一门上，或者有可能安装在集装箱400的壁上。安装螺钉610被容纳在移动收发机壳体500的内部模块502的前面板510中的安装孔512中，并且被固定在移动收发机壳体500的外部模块504的内侧上的螺纹孔(未示出)中。在一些实施例中，内部模块502和外部模块504可以使用合适的安装粘合剂(例如合适的双面粘合带或带子)进一步固定到集装箱的门412。
图6a至图6c示出了安装到集装箱400的门412的移动收发机102。图6a是安装到集装箱400的门412的移动收发机壳体500的前视图。图6b是安装到集装箱400的门412的移动收发机壳体500的侧视图。图6c是安装到集装箱400的门上的移动收发机壳体500的剖面图。用于容纳光传感器131和tof传感器137的传感器室由附图标记530表示，并且位于与透光面板520相反的位置。
多sim选择
现在参考图7，其示出了根据本公开的一个实施例的sim卡选择电路700。电路700包括物理或虚拟的sim卡，其经由开关718耦合到蜂窝收发机114和处理器104。sim可以是物理的或虚拟的sim。在所描述的实施例中，电路700包括由附图标记712和714表示的两个sim卡，其经由4端口模拟开关718耦合到蜂窝收发机114。在其他实施例中，多于两个sim卡可以耦合到蜂窝收发机114。如果提供多于一个蜂窝收发机114，则每个蜂窝收发机114可以具有经由相应的开关耦合到其的物理或虚拟的sim卡。
在所描述的实施例中，sim卡712、714共享公共的蜂窝收发机114以及基带处理器304或基带电路。sim卡712、714中的每一个可以与不同的无线服务提供商(也称为“无线运营商”)相关联。例如，基于具体地理区域中的与sim卡712、714相关联的无线服务提供商，sim卡712、714可被优选用于那些地理区域。地理区域可以基于国家或地区进行区分(例如亚太地区、欧洲、中东和非洲(emea)、北美洲、南美等)。
处理器104使用开关718在蜂窝收发机114所使用的sim卡712，、714之间进行选择和切换。在所描述的实施例中，处理器104通过gpio引脚722连接到开关718。在所描述的实施例中，开关718是4端口模拟开关，其包括：vsim端口，用于连接到蜂窝收发机114的用于sim供电输出的vsim引脚；数据(dat)端口，用于连接到蜂窝收发机114的用于sim数据输入/输出(i/o)的sim_io端口；时钟(clk)端口，用于连接到蜂窝收发机114的用于sim时钟输出的sim_clk端口；以及，复位(rst)端口，用于连接到蜂窝收发机114的用于sim复位输出的sim_rst端口，所述sim复位输出复位蜂窝收发机114。尽管在所描述的实施例中使用了硬件开关，但是在其他实施例中可以使用软件开关而不是硬件开关。软件开关可以由处理器104执行的软件来实现。
尽管在所描述的实施例中使用了物理sim卡，但是在其他实施例中可以提供虚拟sim卡730，而不是物理sim卡。当提供虚拟sim卡730时，可以通过收发机模块或处理器104经由软件来完成切换。
图8a示出了根据本公开的一个示例实施例的选择移动收发机102(诸如gnss跟踪设备)的sim卡的方法800的流程图。该方法可以由移动收发机102的处理器执行的软件来执行。用于执行这种方法800的软件的编码在本公开提供的本领域普通技术人员的范围内。方法800可以包含比所示出和/或描述的更多或更少的步骤，并且在其他实施例中可以以不同的顺序执行。可由处理器执行以执行方法800的机器可读代码可被存储在机器可读介质中，例如存储在移动收发机102的存储器中。
在802中，移动收发机102在不活跃时段之后从低功率模式唤醒。例如，移动收发机102可以响应于唤醒事件(这里也被称为报警)而从睡眠模式中唤醒。引起唤醒的报警可以是基于时间的报警或基于传感器的报警。
在806中，移动收发机102确定是否已经针对移动收发机102的位置或唤醒事件预选了sim卡。当已经预选了sim卡时，预选的sim卡被选择为第一订户识别模块(sim)卡712，并且操作前进到808。在一些实施例中，确定是否已经预选了sim卡包括确定唤醒事件是否对应于旅行行程(或资产/移动收发机102所遵循的路线)中的路点。在一些实施例中，旅行行程可以由资产跟踪服务200提供给移动收发机102。旅行行程定义了多个路点，包括起点、目的地、以及可能还包括沿着预期路线的中间路点，以及可选地旅行行程还定义了基于运输模式在各个路点处的预期时间。
可以在旅行开始时或之前从资产跟踪服务200下载旅行行程。资产跟踪服务200还可以向移动收发机102发送指令/命令，其在移动收发机102上配置基于时间的唤醒事件，所述基于时间的唤醒事件在预定时间和/或按照预定频率将移动收发机102从低功率模式唤醒。在预编程的唤醒事件中，资产跟踪服务200还可以基于移动收发机102的当前时间、时区和地理区域来针对旅行行程中的路点来预选移动收发机102要使用的sim卡以及/或者针对地理区域来预选移动收发机102要使用的sim卡。预选的sim代表优选的sim卡。如果在运输时无无线(蜂窝)覆盖，则移动收发机102可被配置为不激活蜂窝收发机114，从而节省计算和功率资源。在移动收发机102可能在延长的时间段内失去无线覆盖的长距离应用中，还可以为数据日志记录提供沿着路线间隔一定距离的一个或多个预编程的唤醒事件，所述数据日志记录仅使用卫星接收机120来获得位置锁定和/或使用传感器130来获得环境数据数据记录。下面的表1示出了示旅行行程。
表1：示例旅行行程
在表1中的示例旅行行程中，旅行行程包括多个唤醒事件，每个唤醒事件包括多个参数，所述多个参数包括：唤醒事件标识符或描述符、路点描述符、预选的sim卡、以及位置(例如，地理区域)。在其他实施例中，还可以提供基于运输模式的预期时间。在旅行行程中，还可以从与每个sim卡相关联的可用运营商的列表(如果存在多于一个无线运营商的话)中指定针对具体地理位置和/或优选无线运营商的可用无线覆盖。
尽管已经描述的旅行行程包括某些数据项并且具有某种数据结构，但是本公开并不旨在限于所描述的数据结构。可以使用其中提供所描述的数据项并使得它们彼此关联的任何数据结构，无论这些数据项是存储在旅行行程中还是其他地方。
当唤醒事件对应于旅行行程中的路点时，移动收发机102可以确定是否已经针对具体路点预选了sim卡。该步骤是可选的并且被用于旅行行程包括未预先选择sim卡的至少一些路点的实施例中。由于各种原因，可能针对具体的路点没有预选sim卡。例如，该路点可能位于没有覆盖的位置(例如，在海上)。然而，出于数据日志记录的目的，该路点可能仍然是使人感兴趣的，例如用于经由卫星接收机120获取位置数据和/或经由一个或多个传感器130获取传感器数据，并将所获取的位置数据和/或传感器数据存储在移动收发机102的存储器112中的数据日志中。当已经针对具体路点预选了sim卡时，选择与具体路点相关联的sim卡作为第一sim卡。
在其他实施例中，确定是否已经预选了sim卡包括：确定移动收发机102的位置。该位置可以经由卫星接收机120来确定。备选地，可以通过根据当前时间依据旅行行程确定移动收发机的预期位置，来确定位置。可选地，移动收发机102可以确定所确定的移动收发机的位置是否对应于旅行行程中的路点。当所确定的位置对应于旅行行程中的位置或路点时，移动收发机102确定是否已经针对旅行行程中的该位置或路点预选了sim卡。当已经针对具体位置或路点预选了sim卡时，选择与该具体位置或路点相关联的sim卡作为第一sim卡。
当对于所选择的sim而言多于一个无线服务可用时，移动收发机102可以根据移动收发机的位置或与唤醒事件相关联的路点以及针对旅行行程的多个位置或路点的优选无线服务的列表，从可用无线服务中选择无线服务。
在其他实施例中，可以设想，在没有预选sim卡的备选实施例中，可以省略判决步骤806，并且可以由移动收发机102选择sim卡。
在808，移动收发机102使用第一sim卡将蜂窝收发机114从低功率模式激活。这使得移动收发机102和蜂窝收发机114使用第一sim卡的订户识别数据。移动收发机102可以在此时或在需要时将卫星接收机120从低功率模式激活。例如，移动收发机102可以将卫星接收机120从睡眠模式唤醒。取决于实施例，蜂窝收发机114的激活以及可选的卫星接收机120的激活可以例如由主处理器104或基带处理器304执行。
在810，蜂窝收发机114搜索与第一sim卡712相关联的无线服务。蜂窝收发机114可基于优选无线运营商来搜索可用无线信号，优选无线运营商来自于与在旅行行程中基于具体位置或路点指定的每个sim卡相关联的可用运营商的列表。备选地，蜂窝收发机114可以基于所存储的所支持的无线服务的表(例如简档效率表)来搜索可用的无线信号。例如，当移动收发机102携带包括支持4glte、3g和2g的多频带蜂窝收发机114在内的无线收发机时，蜂窝收发机114搜索(例如扫描)4glte、3g和2g蜂窝数据服务。
在812，移动收发机102基于是否例如从蜂窝网络160中的基站或节点接收到对该扫描的任何响应来确定无线服务是否可用。当无线服务不可用时，操作前进到814，在814中移动收发机102确定是否有任何其它sim卡可用，例如自从唤醒被触发之后尚未尝试的任何sim卡。
当另一sim卡可用时，操作前进到816，在816中移动收发机102从第一sim卡712切换到物理或虚拟的sim卡中的不同sim卡(例如第二sim卡714)。蜂窝收发机114通常在切换sim卡之后被重置(例如，重新启动/重新激活)。可选地，切换sim的过程可能需要切换在sim卡之间共享的sim功率和rf前端电路的步骤。操作然后前进到810，在810处蜂窝收发机114搜索与第二sim卡714相关联的无线服务。
当另一sim卡不可用时，移动收发机102可以确定其位置和/或感测移动收发机102的环境，保存所获取的数据，并进入低功率模式。备选地，在其它实施例中，移动收发机102可进入低功率模式而无数据日志记录。
当无线服务可用时，操作前进到818，在818中移动收发机102访问或连接到可用无线服务中的无线服务。移动收发机102可以可选地将沿着由资产跟踪服务200提供的旅行行程中指定的路线的每个点处的可用无线覆盖和无线网络提供商与机载sim的能力进行比较，确定优选的sim和/或无线服务(运营商)并存储优选选择以供将来使用。
在819，移动收发机102可以可选地确定是否应当执行sim切换。下面结合图9a和图9b描述根据本公开的实施例的切换sim卡的示例方法。
在820，移动收发机102可以使用卫星接收机120确定其位置，并将所确定的位置和与所确定的位置相关联的时间存储在存储器112中存储的数据日志中。移动收发机102可以经由传感器130中的一个或多个来感测移动收发机102的环境，并且将经由传感器130获得的传感器数据和获取传感器数据的时间存储在存储器122中存储的数据日志中。
在830，移动收发机102可以向资产跟踪服务200报告(例如，发送)所测量的和/或记录到日志的数据。移动收发机102使用无线服务向资产跟踪服务200发送数据日志的至少一部分。
在840处，在移动收发机102已使用无线服务向资产跟踪服务200发送了数据日志的至少一部分之后，发起蜂窝收发机114和/或卫星接收机120的低功率模式或者有可能发起整个移动收发机102的低功率模式，直到下一个报警(例如，日志记录和/或报告周期)。除了蜂窝收发机114和/或卫星接收机120之外，处理器104和传感器130中的一个或其两者也可以进入低功率模式。
返回到判决步骤806，当没有预选sim卡时，移动收发机102确定其位置和/或感测移动收发机102的环境，保存所获取的数据，并进入低功率模式。。备选地，在其它实施例中，移动收发机102可进入低功率模式而无数据日志记录。备选地，当尚未预选sim卡时，选择物理或虚拟的sim卡中最后使用的sim卡作为第一sim卡。备选地，当尚未预选sim卡时，选择物理或虚拟的sim卡中最后使用的sim卡作为第一sim卡。
图8b示出了根据本公开的一个示例实施例的选择移动收发机102(诸如gnss跟踪设备)的sim卡的方法850的流程图。方法850类似于上述方法800，不同之处在于：当尚未预选sim卡时，操作前进到852，在852中移动收发机102从物理或虚拟的sim卡中选择sim卡作为第一sim卡。在一些实施例中，当尚未预选sim卡时，物理或虚拟的sim卡中最后使用的sim卡被选择作为第一sim卡。在其他实施例中，从物理或虚拟的sim卡中选择sim卡作为第一sim卡包括：确定移动收发机102的位置，以及根据所确定的移动收发机102的位置从物理或虚拟的sim卡中选择sim卡作为第一sim卡。
现在结合图9a和图9b描述根据本公开的实施例的切换sim卡的示例方法。图9a示出了根据本公开的一个示例实施例的切换移动收发机102(诸如gnss跟踪设备)的sim卡的方法900的流程图。该方法可以由移动收发机102的处理器执行的软件来执行。用于执行这种方法900的软件的编码在本公开提供的本领域普通技术人员的范围内。方法900可以包含比所示出和/或描述的更多或更少的步骤，并且在其他实施例中可以以不同的顺序执行。可以由处理器执行以执行方法900的机器可读代码可存储在机器可读介质中，例如存储在移动收发机102的存储器中。
在902，移动收发机102确定移动国家代码(mcc)以识别与每个响应相关联的移动网络运营者(运营商)。在一些实施例中，移动收发机102从接收到的对扫描的响应中确定用以唯一地标识移动网络运营者(运营商)的mcc和移动网络代码(mnc)，有时称为mcc/mnc元组。itu-t建议e.212定义了移动国家代码以及移动网络代码。
在904，针对接收到的响应中的每个响应，移动收发机102基于mcc以及可能还基于mnc来确定优选的sim是否可用。当优选的sim可用时，操作前进到816，在816中移动收发机102切换到物理或虚拟的sim卡中的不同sim卡(例如第二sim卡714)。当优选的sim不可用时，操作可以前进到820或有可能前进到方法910。
尽管在本实施例中方法900被示出为发生在移动收发机102访问或连接到可用无线服务中的无线服务之后，但是在其他实施例中方法900可以在这发生之前执行。
图9b示出了根据本公开的一个示例实施例的切换移动收发机102(诸如gnss跟踪设备)的sim卡的方法910的流程图。该方法可以由移动收发机102的处理器执行的软件来执行。用于执行这种方法910的软件的编码在本公开提供的本领域普通技术人员的范围内。方法910可以包含比所示出和/或描述的更多或更少的步骤，并且在其他实施例中可以以不同的顺序执行。可以由处理器执行以执行方法910的机器可读代码可存储在机器可读介质中，例如存储在移动收发机102的存储器中。
在912，移动收发机102确定是否从资产跟踪服务200接收到切换命令。切换命令包括从当前sim卡切换到备选sim卡的命令或指令，并且通常指定要由移动收发机102使用的备选sim卡。出于各种原因，切换命令可以由资产跟踪服务200发送。例如，资产跟踪服务200可以具有关于与sim卡相关联的优选或更优的无线服务的信息，所述无线服务对于移动收发机102而言是不可用的，因为移动收发机102没有被提供这样的信息或者因为提供给移动收发机102的信息已经过期。例如，备选sim卡可以与备选运营商相关联，所述备选运营商可能是优选的或更优的，因为它与用户的归属网络的运营商相关联和/或与和用户的归属网络的运营商具有有利的合作协议的运营商相关联。备选地，备选运营商可能具有优选的或更优的无线服务，因为其可能具有改进的功率效率、可靠性、数据吞吐量、带宽或服务质量(qos)。来自资产跟踪服务200的切换命令不仅允许在选择无线服务时使用更当前的信息，而且还通过使得做出关于优选的或更优的无线服务的判决由资产跟踪服务200来执行而不是移动收发机102执行而减少移动收发机102上的功耗。
当接收到切换命令时，操作继续到816，在816中移动收发机102从当前sim卡切换到物理或虚拟的sim卡中的不同sim卡。当没有接收到切换命令时，操作继续到820。
尽背切换sim卡的方法900和910被描述为以具体顺序发生，但是可以预期的是，可以以任何顺序执行所述方法，在其他实施例中可以仅执行方法之一，或者在其他实施例中可以不执行上述任一方法。
上述方法提供了功率高效的全球和长距离跟踪方法，其允许基于移动收发机102所位于的地理区域来使用优选的无线服务，或者通过使用多个sim卡来扩展可用无线服务的数量。可选地，如果优选的sim不可用，没有响应或者没有指定sim，则移动收发机102可以基于在获得位置锁定之后的位置自动切换到从多个可用sim中选择的备选sim。当移动收发机102配备了不可充电的电池时，上述方法特别有利。当自移动收发机102使用卫星接收机确定其位置之后已经过去一段时间时，例如，当移动收发机102在不活跃时段之后醒来时，上述方法也是特别有利的，其中在不活跃时段中至少卫星接收机和无线收发机处于低功率模式。
本文所描述的流程图和附图中的步骤和/或操作仅用于示例的目的。在不脱离本公开的教导的情况下，可以存在这些步骤和/或操作的许多变型。例如，可以以不同的顺序执行步骤，可以添加、删除或修改步骤。
尽管至少部分地根据方法描述了本公开，但是本领域普通技术人员将理解，本公开还涉及用于执行所描述的方法的方面和特征中的至少一些的各种部件，所述部件可以是硬件部件、软件或两者的任何组合，或任何其它方式。此外，本发明还涉及预先记录的存储设备或其它相似机器可读介质，其包括用于执行在此所描述的方法的存储在其上的程序指令。
可以在不脱离权利要求的主题的情况下以其他具体形式来体现本公开。应当在所有方面将所述示例实施例视为仅是说明性的，且不是限制性的。本公开意在覆盖并包含技术上的所有合适改变。因此，本公开的范围由所附权利要求书来指示而非由前述描述来指示。权利要求的范围不应由示例中阐述的实施例来限制，而是应当给与其与该描述整体上一致的最广义的解释。
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