一种车载TBoxLTE网络异常监测及恢复方法与流程

本技术涉及车载远程信息处理，具体涉及一种车载tbox lte网络异常监测及恢复方法。

背景技术：

1、随着车联网技术的快速发展，车载远程信息处理终端（telematics box，tbox）已经成为车辆与云端平台之间进行信息交互的重要通信设备。tbox通常集成蜂窝通信模块、定位模块、数据处理模块等功能，通过lte等移动通信网络实现车辆状态数据上传、远程故障诊断、车辆定位、远程控制、紧急呼叫（ecall）、空中下载升级（ota）等业务。为了保证上述车联网业务的连续可靠运行，tbox需要长期保持与运营商网络以及云端服务器之间的数据通信连接。

2、然而，在实际车辆运行环境中，lte网络连接容易受到多种因素影响，例如运营商网络负载变化、基站覆盖范围变化、车辆高速移动导致的频繁小区切换、地下车库或隧道等弱信号环境、通信模块自身异常、网络配置参数错误以及数据链路状态异常等情况，均可能导致tbox出现网络连接中断、注册异常、数据链路失效或者链路表面连接但实际无法进行数据通信的“假连接”问题。

3、由于车联网应用通常涉及车辆安全、远程控制以及实时数据交互，因此需要车载tbox具备对lte网络状态进行持续监测，并能够在发生网络异常时自动执行恢复操作，以提高车辆通信系统的稳定性和可靠性。

4、现有的车载tbox网络异常检测及恢复方案通常采用较为简单的网络检测和恢复机制。在车辆上电后，tbox首先加载预设的apn（access point name，接入点名称）配置，通过通信模块执行lte网络注册和数据拨号流程，以建立车辆与外部网络之间的数据通信链路。在数据链路建立成功后，系统启动周期性网络检测任务，通过定时向指定公网服务器地址发送ping请求，根据ping响应结果判断当前网络是否正常。

5、当检测到连续多次ping失败时，系统通常认为lte网络连接异常，并进一步控制通信模块执行重启操作，或者对通信模块进行断电、重新上电处理，使通信模块重新进行网络注册、重新加载配置并重新建立数据连接，以期恢复正常通信。然而，现有方案仍存在明显不足：

6、首先，网络异常检测方式较为单一，通常仅依赖ping结果判断网络状态，无法结合apn连接状态、数据链路状态、网络注册状态等多维信息对异常原因进行准确识别，容易将临时网络波动、链路异常以及模块故障等不同类型问题进行简单归类处理；其次，现有恢复方式通常采用直接重启通信模块或系统复位的方式，缺少由轻到重的渐进式恢复机制，导致部分仅需重新拨号或重新建立数据链路即可解决的问题被升级为模块重启处理，不仅增加网络恢复时间，还会造成远程控制、紧急呼叫等实时业务中断；再次，现有技术通常未针对多个apn链路进行独立监测和恢复，而实际车联网系统中可能同时存在公网apn和私网apn等多个通信链路，不同链路承担不同业务，单一链路检测方式难以准确定位具体故障位置；此外，现有方案未充分考虑车辆不同电源状态对恢复策略的影响，在车辆熄火进入低功耗休眠模式时，仍执行高功耗的模块重启或系统复位操作，会破坏车辆功耗管理策略，增加蓄电池消耗。

7、因此，现有车载tbox网络异常恢复技术在异常检测准确性、恢复策略合理性、业务连续性保障以及低功耗控制方面仍存在改进空间，需要一种能够综合分析网络状态、根据异常程度执行分级恢复，并结合车辆运行状态进行智能决策的网络异常监测及恢复方法。

8、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种车载tbox lte网络异常监测及恢复方法，以解决上述背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种车载tbox lte网络异常监测及恢复方法，包括以下步骤：

3、车载tbox上电后，对通信参数进行初始化配置，配置公用apn和私用apn参数，注册apn连接状态变化回调，启动网络监控任务，周期性获取公用apn连接状态；

4、根据公用apn连接状态判断数据连接状态，在数据连接开启状态下，注册apn链路状态回调，配置默认路由、私用apn专用路由、网络地址转换规则以及域名解析配置，并检测私用apn和公用apn的拨号连接状态，在任一apn链路断开时执行对应apn配置加载及拨号连接操作；

5、基于私用apn和公用apn的拨号连接状态，对车载tbox lte网络进行双链路可达性检测，通过私用apn链路访问私网服务器地址，通过公用apn链路访问公网服务器地址，根据检测结果更新网络异常计数值，当双链路检测失败次数达到预设阈值时，执行链路恢复操作；

6、基于链路恢复操作的执行结果，对私用apn和公用apn的数据连接进行断开处理，清除对应路由配置及网络连接规则，重新执行apn链路建立操作，当链路恢复操作次数达到预设阈值时，执行射频恢复操作，通过控制通信单元关闭射频功能后重新开启射频功能；

7、根据射频恢复操作结果及车辆运行状态，判断是否执行系统级恢复操作，在车辆处于上电状态且系统恢复次数未达到预设上限时，执行车载tbox操作系统软复位操作，当系统恢复次数达到预设上限时停止执行系统级恢复操作。

8、网络监控任务获取公用apn连接状态时，同时采集私用apn连接状态、数据连接开关状态以及网络注册状态，并通过连接状态变化回调函数接收通信链路状态变化信息；当检测到任一apn链路发生连接变化时，更新对应apn链路状态记录，并根据更新后的链路状态执行网络连接状态判断。

9、私用apn和公用apn分别对应不同的数据通信路径，私用apn通过专用路由访问车辆业务服务器，公用apn通过默认路由访问公网服务器；在网络配置过程中分别建立私用apn路由表、公用apn默认路由表以及对应的数据转发规则，使不同业务数据按照预设通信路径进行传输。

10、双链路可达性检测过程中，车载tbox分别通过私用apn接口向私网服务器地址发送ping检测请求，并通过公用apn接口向公网服务器地址发送ping检测请求，分别记录私网链路检测结果和公网链路检测结果；当任一链路检测成功时，将连续网络异常计数值进行清零处理，当两条链路检测均失败时，对连续异常次数进行累计。

11、链路恢复操作包括释放当前数据承载上下文、断开公用apn连接、断开私用apn连接、清理网络路由配置、删除防火墙规则以及释放网络连接资源；完成网络资源释放后，重新加载公用apn参数和私用apn参数，重新发起拨号连接请求，并根据apn连接状态判断链路恢复结果。

12、射频恢复操作通过通信单元提供的at控制接口执行，包括发送射频关闭指令at+cfun=0关闭通信单元射频功能，以及发送射频开启指令at+cfun=1重新启动射频功能；通过射频状态重新初始化处理，重新触发lte网络搜索、网络注册以及数据连接建立过程。

13、系统级恢复操作根据车辆运行状态进行控制，车载tbox获取车辆点火状态信息，当检测到车辆处于上电状态时，读取系统恢复次数记录，并判断系统恢复次数是否达到预设限制；当未达到预设限制时，发送操作系统软复位请求，重新初始化通信服务程序和网络管理程序，当达到预设限制时停止执行系统级恢复操作。

14、网络异常判断过程采用动态阈值调整方式，车载tbox采集lte通信质量参数，包括信号强度指标、信号质量指标、信噪比指标、网络注册状态以及车辆运动状态，并根据采集结果调整ping检测失败次数阈值、apn拨号重试次数阈值以及链路恢复次数阈值，使网络异常判断条件适配不同通信环境。

15、动态阈值调整方式包括：当车载tbox检测到车辆处于弱信号覆盖区域、地下空间、隧道环境或者频繁基站切换状态时，调整网络异常判断参数，增加网络恢复等待时间以及检测容忍次数；当检测到通信信号状态稳定且网络注册状态正常，但持续存在ping检测失败或apn链路异常时，调整异常触发条件，提前进入链路恢复处理流程。

16、车辆运行状态包括点火开启状态和低功耗休眠状态，车载tbox根据不同车辆状态选择对应恢复策略；当车辆处于低功耗休眠状态时，限制系统级恢复操作的执行，优先采用apn链路重新建立方式恢复通信连接；当车辆处于点火开启状态时，根据网络异常程度执行链路恢复、射频恢复以及系统恢复操作。

17、在上述技术方案中，本技术提供的技术效果和优点：

18、本技术通过构建多维度网络状态检测机制以及四级递进式恢复策略，能够根据车载tbox lte网络异常程度选择对应的恢复方式。在网络异常初始阶段，优先执行apn重新连接和链路重建操作，在链路恢复无法解决问题时进一步执行射频级恢复以及系统级恢复操作，避免直接执行高等级复位动作造成不必要的通信中断。通过逐级提升恢复强度的方式，提高网络异常处理的针对性，缩短网络恢复过程中的等待时间，降低对远程控制、车辆诊断以及紧急通信等业务连续性的影响。

19、本技术通过将车辆运行状态、电源状态以及恢复次数限制机制引入网络恢复决策过程，使车载tbox能够根据不同使用场景调整恢复行为。在车辆处于低功耗休眠状态时，优先采用低功耗链路恢复方式，减少高功耗恢复操作对车辆蓄电池造成的影响；同时，通过设置系统恢复次数上限，避免网络异常情况下设备持续执行重复复位操作，提升车载通信设备运行稳定性，保障车辆长期停放状态下的电源安全。