物聯網（IoT）的發展及其獨特的需求推動了物聯網SIM卡的發展，IoT SIM卡是傳統SIM卡的變體，旨在存儲用戶信息并將手機連接到蜂窩網絡。
物聯網設備必須在沒有太多人為監督的情況下運行，更多的是與其他機器交互，而不是與人交互。物聯網部署可能包括數千甚至數百萬個設備，需要一個穩定、靈活和安全的網絡連接。物聯網SIM卡的設計考慮到了這些要求。但是物聯網SIM卡是如何工作的呢？下面是它們的形式和功能的詳細介紹。
物聯網SIM卡地圖
接觸芯片包裹在保護塑料中，是標準SIM卡最重要的部分。該芯片包括一個處理器，配備有16-256kb的電子可擦除可編程只讀存儲器（也稱為EEPROM），以及不同數量的只讀存儲器（ROM）和隨機存取存儲器（RAM）。
SIM最初是為了驗證消費者移動網絡上的用戶而開發的，SIM用作關于設備的獨特信息的存儲庫，包括身份驗證憑證和運營商數據，并充當允許設備訪問蜂窩網絡的密鑰。SIM卡對于物聯網應用尤其有用，因為當正確配置時，SIM卡允許開發人員對單個設備進行身份驗證、跟蹤位置、監控數據使用情況并管理自己的蜂窩數據網絡。
數據存儲和連接
移動電話的SIM卡通常存儲一組認證憑證，允許設備連接到網絡，包括安全密鑰、位置信息和聯系人IoT-SIM卡供應商提供的IoT-SIM卡具有類似功能，識別設備以接入網絡，控制連接，管理安全功能并允許設備發送和接收數據。傳統SIM卡和物聯網SIM卡都包含以下識別信息：
ICCID是分配給SIM卡的一種獨特的數字組合，用作單個芯片的標識。ICCID編號也用于識別eSIM配置文件。在物理SIM卡中，iccid顯示在外殼上，也存儲在處理器內部。
每個SIM卡都包含一個128位值形式的唯一身份驗證密鑰。全球移動通信系統協會（GSMA）分配Ki，它使用質詢-響應交換對設備進行網絡認證。實際的Ki不會通過網絡傳輸，這使得無法進行攔截，并確保設備及其數據的安全。
公共陸地移動網（PLMN）的每個扇區都被分配一個標識符或LAI。LAI包含移動國家代碼（MCC）、移動網絡代碼（MNC）和更具體的位置區號（LAC）。這種數據組合使網絡能夠精確定位SIM卡及其附屬設備的位置。
物聯網SIM卡外形尺寸
隨著SIM技術的發展，隨著最新的嵌入式表單完全放棄了它們各自獨立的解剖結構，這些卡變得越來越小。早期移動電話中使用的原始信用卡大小的SIM卡（1FF）已不再使用，但市場上仍有其他類型的SIM卡。根據設備類型、環境條件、網絡標準和所需數據速度等因素，在物聯網部署中，一些形狀因素比其他因素更有效。當連接的設備必須在各種極端溫度或惡劣條件下工作時，最好選擇工業級SIM卡。
可在2FF-4FF，這些堅固的卡提供額外的保護層，以防止振動和變質。以下是適用于物聯網的四種SIM形式因素的細分：
Mini-SIM是在上世紀90年代中期推出的，它的接觸芯片與較大的1FF相匹配，以適應較小的移動設備。它長約25毫米，寬15毫米，是三張可移動SIM卡中最大的一張。迷你SIM卡通常用于自動售貨機和車輛跟蹤中的物聯網應用。
由于處理器與Mini-SIM基本相同，Micro-SIM在更小的封裝中提供了相同的存儲和身份驗證功能。尺寸為15mm×12mm的Micro-SIM是其前代產品的一半大小，可以輕松地安裝到更緊湊的物聯網設備中，如平板電腦、調度單元和移動醫療設備。
盡管處理器和內存與Mini-SIM和Micro-SIM相同，Nano-SIM（4FF）目前提供的最小可移動卡選件為12.3mm×8.8mm。Nano-SIM的厚度也比Micro-SIM薄15%左右，適用于移動支付設備和可穿戴設備等物聯網應用。
嵌入式SIM（eSIM）也被稱為嵌入式通用集成電路卡（eUICC），由于其在物聯網應用方面的巨大潛力，引起了廣泛關注。根據最近的一份報告，eSIM可能成為物聯網的最佳移動交換解決方案，因為它使運營商能夠更好地控制漫游成本和連接質量。目前最小的SIM為6mm×5mm，eSIM直接焊接到移動設備內部的板上，使其在惡劣條件下更具彈性。由于SIM卡已經嵌入設備中，用戶無需安裝或更換可拆卸卡，這為希望部署數千臺聯網無線設備的企業節省了大量時間。eSIM還可以更好地抵抗外界干擾，如振動和碎片，并且由于其較小的尺寸，使得設備設計更加靈活。但是eSIM還有另一個更值得注意的功能遠程配置，即無需更換SIM卡就可以管理多個設備身份。
物聯網應用
隨著市場的爆炸式增長，硬件制造商正在設計帶有物聯網應用的SIM卡變體，物聯網SIM卡提供商正在選擇這些應用。工業級物聯網SIM卡可在-40℃至105℃的溫度下工作，使其成為應急響應、天氣監測和工業物聯網（IIoT）等用例的最佳選擇。
最終，物聯網SIM卡的用途與傳統的移動電話SIM卡不同。它們在連接的設備和云之間提供了一個鏈接，在這里收集的數據可以通過物聯網管理平臺進行聚合和訪問。物聯網SIM卡專注于管理大型設備組，在以下領域提供了更大的靈活性和支持：
在某些部署情況下，物聯網SIM卡以不同的速率收集和傳輸數據，因此連接服務提供商通常會提供聚合數據包，這些數據包是根據公司的特定需求定制的，并允許整個設備組從單個數據使用限制中提取數據。
一旦部署，物聯網設備可能不容易訪問，例如，如果它們在地下深處的礦井內或附著在海洋中的浮標上。因此，設備及其所有組件（包括SIM卡）的壽命至關重要。工業級可移動物聯網SIM卡提供了更長的使用壽命和堅固性，但eSIM為難以觸及的部署提供了最佳解決方案。eSIM被設計為在其所嵌入的設備的生命周期內持續使用，是物聯網應用的最佳選擇。
物聯網SIM卡配備在多個網絡之間漫游。例如，如果物聯網部署用于車輛跟蹤，單個設備將自動連接到給定區域內最強的網絡。兼容的蜂窩網絡將取決于提供商，但許多物聯網項目使用與智能手機相同的2G、3G、4G LTE和Cat M1蜂窩網絡進行連接。其他網絡，如LoRaWAN、NB IoT和Sigfox是為物聯網設計的低功耗廣域網，在許多應用中可能是可行的選擇。
雖然漫游物聯網SIM卡在網絡連接方面提供了一些靈活性，但eSIM允許更大的自由度。在制造時，GSMA的eSIM規范配備了一個“引導”配置文件，以允許設備與網絡的初始連接。然后，移動網絡運營商發送一個SIM配置文件來覆蓋引導。如果將來需要更換到另一個網絡提供商，新的運營商可以向芯片發送新的SIM配置文件，替換第一個配置文件。這種切換SIM卡身份的能力被稱為遠程配置，它為需要更換運營商的物聯網部署提供了極大的簡化，而不是派遣人員到現場更換每臺設備上的SIM卡，物聯網管理器可以遠程進行轉換，從而大大節省了成本和時間。
