سیم کارت و GSM

ضرورت استفاده از ماژول‌های سیم کارتی روز به روز بیشتر می‌شود. شبکه مخابراتی سیم کارت به عنوان یکی از زیرساخت‌های مهم فناوری کاربرد دارد. شبکه مخابراتی و یا به اصطلاح پوشش شبکه سیم کارتی در نقاط مختلف کشور کمک به تبادل اطلاعات دقیق‌تر و کامل‌تر می‌کند.

ماژول‌های سیم کارت در شبکه اینترنت اشیا یکی از ابزارهای مهم خرد حساب می‌شوند. نظر به اینکه ارتباط به صورت اینترنتی در شبکه برای دستگاه‌ها و سنسورها اهمیت دارد، این ماژول‌ها هم نقش کاربردی و کلیدی در این حوزه ایفا می‌کنند. در ادامه توضیحات کاملتری راجع به ماژول سیم کارت و انواع آن خواهیم داد.

ماژول سیم کارت (جی اس ام GSM) چیست؟

سیستم جی اس ام GSM یک شبکه سلولی برای ایجاد ارتباطات است. ماژول GSM دارای تراشه جهت ایجاد ارتباط در این شبکه است. تراشه‌های GSM مدل‌های مختلفی دارند. از جمله Sim800، Sim900، Sim808، Sim900A، sim800L Sim5300 sim7000 و... هر کدام بر اساس مدل تراشه کارایی خاص و منحصر به فردی را دارند. به عنوان مثال در برخی از ماژول‌های GSM از GPRS که مخفف General Packet Radio Service است؛ یک سرویس رادیویی بی سیم جهت ارسال داده است.

آموزش راه اندازی ماژول سیم کارت GSM و کنترل وسایل با SMS در برخی دیگر از ماژول GSM از GPS استفاده شده است. از لینک ارایه شده می‌توانید انواع پروژه‌های کاربردی با ماژول سیم کارتی را بررسی و مطالعه کنید. مطالعه کردن پروژه‌های استفاده شده ممکن است راهکاری برای برخی اقدامات شما باشد. بنابراین آنرا جدی بگیرید.

شناخت انواع ماژول سیم کارت

در دو برند معتبر داخل بازار ایران یافت می‌شوند. ماژول‌های Simcom و ماژول‌های Quectel هر دو در شبکه مخابراتی سیم کارتی ایران کاربردی هستند.

• ماژول Sim800A
• ماژول Sim800C
• ماژول Sim800L
• ماژول Sim900A
• ماژول   Sim808
• ماژول Sim5300
• ماژول Sim7000
• ماژول‌های سری M

ماژول Sim800A

ماژول سیم کارت SIM800A، یکی از ماژول های مخابراتی سیم کارتی است. به کمک این ماژول می توانید به برقراری تماس تلفنی صوتی دو طرفه و ارسال و دریافت پیامک بپردازید. راه اندازی و کار با این ماژول بسیار ساده بوده و برای کار با آن، تنها نیاز به یک سیم کارت دارید. این ماژول که دقیقا مثل یک تلفن همراه عمل می کند، قادر است تا به اینترنت متصل شود. به کمک این ماژول می توان به آپلود و دانلود فایل و ارسال و دریافت ایمیل پرداخت.

ماژول Sim800C

به کمک این ماژول می توان به آپلود و دانلود فایل و ارسال و دریافت ایمیل پرداخت. ماژول SIM800C در پروژه های کنترل از راه دور نظیر کنترل انواع رله ها به کمک پیامک و اینترنت GPRS، کاربرد دارد. همچنین به کمک این ماژول می توان از راه دور، وضعیت پارامترهای محیطی نظیر دما و رطوبت را پایش نمود. با توجه به قابلیت FTP این ماژول، شما نیز می توانید به ارسال تصاویر از راه دور بپردازید.

ماژول Sim800L

به کمک این ماژول می توان به برقراری تماس تلفنی، ارسال و دریافت پیامک و اتصال به اینترنت پرداخت. این ماژول ابعاد کوچکی داشته و برای راه اندازی تنها نیاز به یک سیم کارت دارد. ماژول SIM800L  دارای پورت سریال UART بوده و به سادگی با آردوینو راه اندازی می شود. به کمک این ماژول می توان از راه دور به بررسی دما، رطوبت و .... پرداخت.  از این ماژول می توان در پروژه های دزدگیر و اعلام حریق سیم کارتی جهت اطلاع وقوع خطر به کاربر از طریق تماس تلفنی استفاده نمود. دارای ولتاژ کاری 3.4 تا 4.4 ولت است.

ماژول Sim900A

ماژول Sim900A دارای GSM/GPRS با قابلیت پشتیبانی از 2 کانال 900/1800/ MHz برای ارسال دیتا SMS, MMS و برقرای تماس صوتی است. ماژول sim900a یکی از معروف‌ترین ماژول‌های gsm/gprs با هسته پردازشی بسیار قوی AMR926EJ-S است. توسط این ماژول میتوان عملیات برقرای تماس،ارسال و دریافت اس‌ام‌اس ، ارسال فکس و هچنین نبادل اطلاعات با اینترنت را انجام داد.

ماژول Sim808

 ماژول های مخابراتی یکی از مهم ترین و پرکاربردترین ابزارها در پروژه های کنترل از راه دور و اسکادا به شمار می روند. به کمک این ماژول ها می توان در فواصل مختلف به تبادل داده با دستگاه ها پرداخت. این ماژول قادر است تا به برقررای تماس صوتی دو طرفه بپردازد. علاوه بر این، این ماژول می تواند ضمن ارسال و دریافت پیامک به شبکه اینترنت GPRS متصل شود. همچنین این ماژول دارای GPS و بلوتوث بر روی خود است. این برد را می توانید به رایانه ها، برد های آردوینو ماژول های ESP و سایر میکروکنترلرها نظیر STM32 متصل کنید. همچنین دارای قابلیت آپلود و دانلود فایل و قابلیت ارسال و دریافت ایمیل و قابلیت برقراری تماس صوتی دو طرفه است.

ماژول Sim5300 ماژول 3جی

ماژول سیم کارت sim5300E یک باند دوگانه HSPA/WCDMA و دو باند GSM/ GPRS/ EDGE از نوع SMT است. این تراشه از HSPA حداکثر 7.2Mbps برای downlink و  5.76Mbps برای uplink جهت انتقال دیتا پشتیبانی می‌کند.

ماژول Sim7000 ماژول 4جی

ماژول سیم کارت بر پایه تراشه SIM7000C با پشتیانی از NB-IOT است. تکنولوژی NB-IOT مخفف Narrow Band-Internet of Things است که یک تکنولوژی جدید برای برقراری ارتباط سلولار شبکه ی وای فای طراحی شده است. NB-IOT از شبکه 2G, 3G, 4G در موبایل پشتیبانی می‌کند. ماژول 4جی یا LTE مصرف پهنای باند NB-IOT در حدود 180 کیلوهرتز است. تکنولوژی NB-IOT امکان اتصال تعداد زیادی از دستگاه ها برای ارسال دیتا در مکان هایی که شبکه ی موبایل به درستی پوشش داده نمی‌شود را فراهم می‌کند.

ماژول M66 کوئیکتل

ماژول سیم کارت Quectel M66 از چهار باند فرکانسی 850/900/1800/1900 پشتیبانی می کند و دارای مجموعه کاملی از قابلیت های مورد نیاز برای ارتباط با شبکه‌های سلولی همراه می باشد. پیشتیبانی از پروتکل‌های پرکاربرد مثل TCP/UDP/PPP/HTTP/FTP/SMTP/PING/NTP/NITZ/MMS Sending/SSL امکان کنترل و برقراری ارتباط به وسیله تبادل دستورات AT از طریق گذرگاه UART سرعت ارتباط داده در هر دو اتصال uplink و downlink تا 85.6 کیلوبیت در ثانیه پشتیبانی کامل GPRS Multi-slot Class 12 و نشانگر وضعیت شبکه است.

دستورات AT برای بردهای Sim800

بردهای سیم کارت مدل Sim800x توسط AT Command قابلیت کنترل دارند. کنترل بردهای sim800x توسط دستورهای خاص خودش صورت می‌گیرد. مدهای کاری تراشه سیم کارت و اقداماتی که نیازمند انجامشان هستید، توسط دستورات AT قابل اجرا هستند. در ادامه چند نمونه از دستورات مهم بردهای خانواده Sim80xx را بررسی کنید.

• دستور AT شروع کار با دستورات AT
• دستور ATI بررسی ورژن و نام ماژول سیم کارتی
• دستور AT+CSQ بررسی کیفیت سیگنال یا همان میزان آنتن دهی
• دستور AT+CCID بررسی قرار گرفتن سیم کارت و صحت اتصال به ماژول
• دستور AT+CREG? چک کردن متصل شدن ماژول به شبکه
• دستور AT+CCALR? بررسی اتصال ماژول به شبکه مخابراتی 
• دستور AT+COPS? اعلام نام شبکه مخابراتی که ماژول به آن متصل شده است.
• دستور AT+COPS=? نمایش نام شبکه‌های مخابراتی قابل اتصال درون شبکه
• دستور AT+CBC اعلام میزان شارژ باتری لیتیومی متصل به ماژول
• دستور AT+CMGF تعیین مد کاری در حالت دریافت پیامک
• دستور AT+CMGF=1 تعیین مد کاری پیامکی برای دریافت متن
• دستور AT+CMGF=0 تعیین مد کاری پیامکی برای دریافت عدد
• دستور AT+GSN نمایش IMEI ماژول سیم کارت
• دستور AT+CFUN=0 خاموش کردن ماژول سیم کارت و قرار گرفتن در حالت پرواز
• دستور AT+CFUN=1,1 راه اندازی یا ری استارت ماژول سیم کارت
• دستور AT+SAPBR=1,1 فعال سازی اینترنت GPRS ماژول Sim800x
• دستور AT+CLBS1,1 دریافت طول و عرض جغرافیایی حدودی به کمک نزدیکترین دکل مخابراتی
• دستور ATD برقراری تماس تلفنی با ماژول سیم کارت
• دستور AT+CMGS ارسال پیامک با ماژول سیم کارت
• دستور AT+CMGR خواندن پیامک دریافتی توسط ماژول Sim800x
• دستور AT+CMGD=x پاک کردن پیامک‌ها و خالی کردن حافظه ماژول sim800x
• دستور ATA قبول تماس تلفنی دریافتی
• دستور ATH رد تماس تلفنی دریافتی 
• دستور AT+CLIP=1 فعال کردن کالر آی دی Caller id 
• دستور AT+CIPSTART="TCP","google.com",80 جهت تست اتصال به شبکه اینترنت
• دستور AT+DDET فعال سازی حالت DTMF برای فرمان از طریق تماس تلفنی
• دستور ......

راه اندازی انواع ماژول سیم کارت

بردهای سیم کارتی معمولا از رابط سریال یا همان UART برای ارتباط با میکروکنترلر استفاده می‌کنند. بنابراین بایستی از طریق ارتباط rx و tx دستورات را برای ماژول ارسال کرد. برای راه اندازی ماژول جی اس ام دو بخش اهمیت دارند. اول انتخاب میکروکنترلر و دوم تغذیه ماژول سیم کارت است. در ادامه راه اندازی سیم کارت با انواع تراشه‌های میکروکنترلر و بردهای الکترونیکی را بررسی خواهیم کرد. در هر آموزشی که لینک شده است، روش تغذیه ماژول هم به صورت کامل توضیح داده شده است. انواع میکروها برای راه اندازی ماژول سیم کارت:

راه اندازی ماژول سیم کارت با AVR

میکروکنترلر AVR یکی از پرطرفدارترین میکروها در حوزه الکترونیک است. توسط این میکروکنترلر و خانواده AVR امکان ساخت بردهای مختلفی فراهم است. ماژول سیم کارت هم توسط میکروکنترلرهای خانواده AVR اتمل قابل راه اندازی است. بایستی دقت کنید که ماژول‌های سیمکارتی عمدتا نیازمند یک میکروکنترلر جهت راه اندازی هستند. چند نمونه پروژه ماژول سیم کارت با AVR را میتوانید از لینک‌های زیر بررسی کنید. 

• «پروژه SMS کنترل با Sim800L و میکروکنترلر Atmega8 کنترل با پیامک»
• «کنترل وضعیت اتصال ماژول Sim800L با AVR و میکروکنترلر ATmega16»

راه اندازی ماژول سیم کارت با STM

میکروکنترلرهای خانواده STM یکی از انتخاب‌های مهم برای افرادی است که به صورت حرفه‌ای‌تر در حوزه الکترونیک فعالیت می‌کنند. میکرو STM32 در بازار ایران به وفور و در انواع مختلف یافت می‌شود. از بردهای آماده گرفته تا تراشه‌های مستقل، همگی قابلیت برنامه نویسی و راه اندازی ماژول سیم کارت را دارند. چند نمونه پروژه ماژول سیم کارت با STM32 را می‌توانید در لینک‌های زیر بررسی کنید.

• «پروژه تماس تلفنی با ماژول سیم کارت SIM800L و میکروکنترلر STM32»
• «ارسال و دریافت پیامک با ماژول سیم کارت Sim800l و میکروکنترلر STM32»
• «پروژه کنترل وسایل از طریق DTMF ماژول SIM800L و میکروکنترلر STM32»

راه اندازی ماژول سیم کارت با آردوینو

امروزه برد آردوینو یکی از میکروکنترلرهای مطرح در حوزه الکترونیک است. آردوینو معمولا از یک میکروکنترلر به همراه برد راه انداز تشکیل شده است. عمدتا بردهای آردوینو از خانواده AVR استفاده می‌کنند. ولی در انواع جدیدتر آن شاهد استفاده از میکروهایی بجز خانواده AVR هستیم. برای راه اندازی پروژه سیم کارتی، انتخاب آردوینو یکی از بهترین و در دسترس‌ترین گزینه‌ها است. چند نمونه پروژه ماژول سیم کارت با آردوینو را می‌توانید در لینک‌های زیر بررسی کنید.

• «آموزش راه اندازی ماژول Sim800L بخش اول تست شبکه GSM با سیم کارت»
• «پروژه دماسنج سخنگو با تماس تلفنی توسط SIM800L و DF PLAYER»
• «پروژه ترموستات دیجیتال آنلاین کنترل توسط اینترنت سیم کارت SIM800L»
• «پروژه کنترل رله پیامکی با Sim800L و مدیریت شماره های تلفن از راه دور»
• «پروژه سیستم اعلام حریق تلفنی ماژول سیم کارت SIM800L و موقعیت یابی»
• «طراحی و پیاده سازی محافظ برق DC تنظیم ولتاژ و هشدار پیامک SIM800L»
• «طراحی و پیاده سازی رله تایمر پیامکی با Sim800L و برد آردوینو»
• «دریافت صدا از کاربر و ارسال پیامک متنی معادل صدا با Maixduino و SIM800L»
• «طراحی و پیاده سازی پروژه هشدار قطع برق شهری با پیامک Sim800L»
• «روش های تست سلامت ماژول SIM800L»

راه اندازی ماژول سیم کارت با رزبری پای

بردهای رزبری پای به علت دارا بودن سیستم عامل بسیار اهمیت زیادی دارند. برد کم مصرف از لحاظ انرژی و کوچک از لحاظ ابعاد و البته با توجه به امکاناتی که دارد، بسیار مقرون به صرفه است. از اینرو انتخاب بسیار مهمی در حوزه الکترونیک و اینترنت اشیا است. راه اندازی ماژول سیم کارت با رزبری پای نکات خاص و کاربردی دارد. چند نمونه پروژه ماژول سیم کارت با raspberry pi را می‌توانید در لینک‌های زیر بررسی کنید.

• «برقراری تماس صوتی با برد رزبری پای Raspberry Pi و شیلد سیم کارت SIM800C»
• «کنترل وسایل برقی با برد رزبری پای و اینترنت GPRS شیلد SIM800C»
• «ساخت دزدگیر سیم کارتی با قابلیت ارسال تصویر توسط برد رزبری پای و SIM800C»
• «تبدیل ماژول SIM800C به مودم ۲G سیم کارتی مخصوص رزبری پای Raspberry Pi»
• «کنترل وسایل برقی با پیامک توسط شیلد سیم کارت Sim800C رزبری پای»

راه اندازی ماژول سیم کارت با ESP8266 / ESP32

• بردهای مبتنی بر تراشه‌های ESP چندین سال است که رشد گسترده‌ای داشته‌اند. این بردها دارای وای فای داخلی هستند و قابلیت‌های یک میکروکنترلر با حافظه مناسب را هم دارا هستند. اگر نسخه ESP32 به کار رفته باشد، علاووه بر وای فای دارای بلوتوث هم هستند. ابعاد کوچک، مصرف کم انرژی و قیمت اقتصادی باعث شده است که تراشه‌های خانواده ESP به بردهای مختلفی راه پیدا کنند. چند نمونه پروژه ماژول سیم کارت با ESP8266 و پروژه ماژول سیم کارت با ESP32 را می‌توانید در لینک‌های زیر بررسی کنید.
• «ساخت دوربین آنلاین سیم کارت خور با ماژول ESP32-CAM و ماژول SIM800L»
• «پروژه ردیاب خودرو با ماژول GPS Neo6M و برد ESP8266 باتری لیتیومی»
• «طراحی و پیاده سازی رله تایمر وای فای با برد Nodemcu تراشه ESP8266»
• «طراحی و پیاده سازی سیستم هشدار صوتی یادآور دارو با ESP8266»
• «پروژه اینترنت اشیا با پلتفرم ThingSpeak و ESP8266 اینترنت ماژول SIM800L»

تغذیه ماژول سیم کارت Sim800X

تغذیه به معنی ولتاژ و جریان است. تمامی بردهای الکترونیکی نسبت به این مورد بسیار حساس هستند و اهمیت دارند. تغذیه در راه اندازی ماژول سیم کارتی بسته به نوع ماژول کاملا متفاوت است. اما جریان دهی کافی به ماژول سیم کارتی اهمیت بسیار زیادی دارد. ماژول جی اس ام برای اتصال به شبکه مخابراتی نیازمند جریان بسیار زیادی است. از اینرو پس از تامین ولتاژ مناسب کاری ماژول مورد استفاده، بایستی جریان دهی دقیق و کافی را برای آن در نظر گرفت. به عنوان مثال اگر کیفیت سیگنال و آنتن دهی ماژول در محل مورد استفاده، کم باشد، جریان بیشتری برای اتصال به شبکه و تبادل ارتباطات نیاز دارد. برای تامین جریان مورد نیاز ماژول، منبع تغذیه حتما می‌بایست توان حداقل ۲ آمپری را تامین نماید. این ماژول در ابتدای راه اندازی و اتصال به شبکه، جریانی در حدود ۲ آمپر را برای اتصال به شبکه، طلب می کند. در صورتیکه منبع تغذیه نتواند این جریان را تامین نماید، ماژول خاموش شده و دوباره سعی در تلاش به اتصال به شبکه خواهد نمود. این موضوع را می توان از وضعیت چشمک زن ماژول متوجه شد. جدول زیر بیانگر وضعیت چشمک زن ماژول در حالات مختلف است.

ماژول سیم کارت جی اس ام

قیمت ماژول Sim900A بر اساس کاربری و مدل و ورژن تراشه متفاوت است. به همین صورت قیمت ماژول لسئ Sim800 متفاوت خواهد بود. همچنین ماژول GSM جی اس ام دارای مدل‌های شیلد هم می‌باشد. شیلد GSM آردوینو ، شیلد GSM رزبری پای Raspberry pi و... مزیت استفاده از شیلد GSM در عدم سیم کشی وهمخوانی کامل با برد امبدد مربوطه می‌باشد. به عنوان مثال می‌توانید به آموزش راه اندازی شیلد GSM Sim800 آردوینو مراجعه کنید. و شیوه ارسال و دریافت پیامک به صورت انبوه و تکی را مطالعه کنید. لازم به ذکر است که ماژول سیم کارت جی اس ام در طرح رجیستری قرار ندارند. کلیه ماژول سیم کارت‌های ارایه شده در دانشجو کیت، همگی از راه قانونی تامین شده‌اند. از این بابت هیچ مشکلی در استفاده ندارند. ماژول GSM مدل Sim800L از جمله تراشه‌های پرکاربرد جی اس ام است. در آموزش راه اندازی ماژول Sim800L بخش اول تست شبکه GSM با سیم کارت روش کار با ماژول Sim800L و اصول صحیح تغذیه به صورت کامل توضیح داده شده است. پروژه‌هایی از جمله SMS کنترل و یا کنترل وسایل برقی از راه دور توسط این ماژول جی اس ام قابل پیاده سازی است.