📚 课程目录第4章 SIM卡检测与初始化

4. SIM卡检测与初始化

任务说明

本案例面向LTE Cat1/Cat4模块（以移远EC200U/EC200S系列为例），实现以下目标：检测SIM卡是否存在、读取ICCID与IMSI、完成SIM卡初始化设置。最终通过串口日志输出检测结果与卡信息。

硬件连接与前置条件

模块SIM卡座已正确安装，支持1.8V/3.0V SIM卡
模块通过USB转串口连接PC，供电正常
使用AT指令通过串口调试工具发送命令

SIM卡检测与初始化流程

SIM卡操作遵循以下状态顺序：上电后模块自动检测SIM卡热插拔状态，通过AT+CPIN?查询PIN码状态确认卡是否就绪；使用AT+CIMI读取IMSI；使用AT+ICCID读取ICCID。初始化设置包括设置SIM卡为默认USIM模式、配置PIN码验证为关闭（若需要）、设置SIM卡热插拔检测功能。

AT指令实现

通过串口发送以下AT指令序列完成SIM卡检测与初始化。每条指令后需等待模块返回结果，以OK或具体数据作为成功标志。

// 步骤1: 查询SIM卡PIN码状态（检测卡是否存在）
AT+CPIN?
// 预期返回: +CPIN: READY  (表示卡已就绪)
// 若返回 +CME ERROR: SIM not inserted 则卡未插入

// 步骤2: 读取IMSI（国际移动用户识别码）
AT+CIMI
// 预期返回: 460011234567890 (15位数字)

// 步骤3: 读取ICCID（集成电路卡识别码）
AT+ICCID
// 预期返回: +ICCID: 89860123456789012345 (20位数字)

// 步骤4: 开启SIM卡热插拔检测（初始化设置）
AT+QSIMSTAT=1
// 预期返回: OK

// 步骤5: 设置PIN码验证关闭（可选，根据需求）
AT+CPIN=1234    // 若卡启用PIN码，需输入正确PIN
// 预期返回: OK

// 步骤6: 查询SIM卡状态确认初始化完成
AT+CPIN?
// 预期返回: +CPIN: READY

嵌入式C代码实现（MCU侧）

以下代码展示MCU通过UART与模块交互，完成SIM卡检测与信息读取的完整逻辑。代码使用标准库函数，适用于STM32等常见MCU平台。

/* sim_card_check.c - SIM卡检测与初始化 */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

// UART发送与接收函数声明（需根据平台实现）
extern void UART_SendString(const char* str);
extern void UART_ReceiveLine(char* buffer, uint16_t maxLen, uint32_t timeoutMs);

// 解析AT指令响应
bool CheckResponse(const char* response, const char* expected) {
    return (strstr(response, expected) != NULL);
}

// 读取SIM卡ICCID
bool GetICCID(char* iccid, uint8_t len) {
    char rxBuffer[128] = {0};
    
    UART_SendString("AT+ICCID\r\n");
    UART_ReceiveLine(rxBuffer, sizeof(rxBuffer), 1000);
    
    // 解析响应格式: +ICCID: 89860123456789012345
    char* ptr = strstr(rxBuffer, "+ICCID:");
    if (ptr != NULL) {
        ptr += 7;  // 跳过"+ICCID: "
        while (*ptr == ' ') ptr++;
        
        uint8_t i = 0;
        while (*ptr >= '0' && *ptr <= '9' && i < len - 1) {
            iccid[i++] = *ptr++;
        }
        iccid[i] = '\0';
        return (i == 20);  // ICCID固定20位
    }
    return false;
}

// 读取SIM卡IMSI
bool GetIMSI(char* imsi, uint8_t len) {
    char rxBuffer[64] = {0};
    
    UART_SendString("AT+CIMI\r\n");
    UART_ReceiveLine(rxBuffer, sizeof(rxBuffer), 1000);
    
    // 响应直接为IMSI号码（15位数字）
    uint8_t i = 0;
    while (rxBuffer[i] >= '0' && rxBuffer[i] <= '9' && i < len - 1) {
        imsi[i] = rxBuffer[i];
        i++;
    }
    imsi[i] = '\0';
    return (i == 15);  // IMSI固定15位
}

// SIM卡初始化主函数
bool SIMCard_Init(void) {
    char rxBuffer[64] = {0};
    
    // 1. 检测SIM卡是否存在
    UART_SendString("AT+CPIN?\r\n");
    UART_ReceiveLine(rxBuffer, sizeof(rxBuffer), 1000);
    
    if (!CheckResponse(rxBuffer, "+CPIN: READY")) {
        printf("[ERROR] SIM卡未就绪或未插入\r\n");
        return false;
    }
    printf("[INFO] SIM卡检测成功，状态READY\r\n");
    
    // 2. 开启热插拔检测（初始化设置）
    UART_SendString("AT+QSIMSTAT=1\r\n");
    UART_ReceiveLine(rxBuffer, sizeof(rxBuffer), 1000);
    if (!CheckResponse(rxBuffer, "OK")) {
        printf("[WARN] 热插拔检测设置失败\r\n");
    } else {
        printf("[INFO] 热插拔检测已开启\r\n");
    }
    
    // 3. 读取ICCID
    char iccid[21] = {0};
    if (GetICCID(iccid, sizeof(iccid))) {
        printf("[INFO] ICCID: %s\r\n", iccid);
    } else {
        printf("[ERROR] ICCID读取失败\r\n");
        return false;
    }
    
    // 4. 读取IMSI
    char imsi[16] = {0};
    if (GetIMSI(imsi, sizeof(imsi))) {
        printf("[INFO] IMSI: %s\r\n", imsi);
    } else {
        printf("[ERROR] IMSI读取失败\r\n");
        return false;
    }
    
    printf("[INFO] SIM卡初始化完成\r\n");
    return true;
}

// 主函数调用示例
int main(void) {
    // 系统初始化（UART、GPIO等）
    SystemInit();
    
    // 执行SIM卡检测与初始化
    if (SIMCard_Init()) {
        printf("[OK] SIM卡初始化成功，可以执行网络注册\r\n");
    } else {
        printf("[FAIL] SIM卡初始化失败，请检查SIM卡\r\n");
    }
    
    while (1) {
        // 主循环
    }
}

验证方法与判定标准

验证步骤：

将SIM卡正确插入模块卡座，连接串口调试工具
模块上电，等待3秒启动完成
依次发送上述AT指令，观察返回结果
运行嵌入式代码，观察串口日志输出

判定标准：

AT+CPIN?返回+CPIN: READY，表明SIM卡存在且未锁定
AT+ICCID返回20位数字ICCID，且与卡面印刷号码一致
AT+CIMI返回15位数字IMSI，以460开头（中国运营商）
嵌入式代码串口输出包含[OK] SIM卡初始化成功字样
拔出SIM卡后重新检测，AT+CPIN?应返回错误提示，验证检测功能有效

预期输出示例（基于代码逻辑）：

[INFO] SIM卡检测成功，状态READY
[INFO] 热插拔检测已开启
[INFO] ICCID: 89860123456789012345
[INFO] IMSI: 460011234567890
[INFO] SIM卡初始化完成
[OK] SIM卡初始化成功，可以执行网络注册

以上输出为代码逻辑直接推出的确定性结果，实际运行时ICCID和IMSI数值取决于插入的SIM卡。