CN115665785B - 基于linux板卡的无线网卡自管理应用程序模块及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于LINUX板卡的无线网卡自管理应用程序模块及方法，其包括预处理模块，首先，在模块断电后切换SIM卡；然后，模块上电检测是否加载设备，同时辨识模块型号；如果没有加载设备，断电重启，重新加载设备；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

基于LINUX板卡的无线网卡自管理应用程序模块及方法

技术领域

本发明涉及基于LINUX板卡的无线网卡自管理应用程序模块及方法，具体涉及嵌入式linux板卡使用4G/5G上网应用。

背景技术

Linux嵌入式板卡使用4G/5G模块上网已经在电力，工业，医疗等领域广泛应用。但是适用于嵌入式应用的4G/5G模块品类繁多，各厂家模块生成网络节点和拨号上网逻辑各不相同。

各个4G/5G模块厂家仅提供拨号上网流程性文档，没有提供后续无线网络管理的应用支持，导致拨号成功后，后续无线网络稳定性，无法保证，无线网络出现异常，不能及时自恢复。

使用4G/5G模块上网，导致无法正常上网的因素很多，对于不太熟悉无线通信的客户，分析问题会比较困难。本发明通过程序综合分析现有状态，预判问题点，并存入历史日志，可以协助客户分析并解决问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种基于LINUX板卡的无线网卡自管理应用程序模块及方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于LINUX板卡的无线网卡自管理应用程序模块，包括预处理模块，首先，在模块断电后切换SIM卡；然后，模块上电检测是否加载设备，同时辨识模块型号；如果没有加载设备，断电重启，重新加载设备；

检测模块，当预处理模块为加载设备，判断打开并配置串口；若未打开，退出程序，若打开，发出AT命令检测是否开机，如AT命令未开机，则复位流程；

读取信息模块，当AT命令检测到模块正常开机，则获取模块厂商、型号、版本、模块串号，并写入文件；

检测SIM卡模块，进行检测SIM卡，当未检测到SIM卡，进行N次读取SIM卡状态，按照翻倍时间策略复位；当检测到SIM卡，则读取ICCID存入文件；

设置模块，主动上送拨号状态和注册变化；

检测状态模块，首先，检测信号强度、询问注册状态、询问附着状态、询问运营商、询问接入模式并存入文件；然后，进行注网断和附着判断，当判断否，进行N次读取注网和附着状态，按照翻倍时间策略复位；

拨号模块，当注网和附着检测通过后，则启动模块进行拨号上网；

读拨号状态模块，首先，读取拨号状态并进行判断，若拨号未成功，进行N次读取拨号状态，当读取失败次数大于设定阈值，则回到拨号模块重新拨号，然后回到读取拨号状态并进行再次判断，当读取失败次数小于设定阈值，则等待2s后，再次读取拨号状态并判断；

定时管理模块，执行S9.1，当读拨号状态模块成功，则定时判断ping是否不通过或是否超时无数据，若ping是不通过或是超时无数据，则返回检测状态模块；若ping通过或没有超时无数据，则执行S9.2，检测拨号状态是否掉线；若是检测拨号状态掉线，则返回读拨号状态模块；若检测拨号状态没有掉线，则执行S9.3，进行注册状态掉线检测，若判断注册状态掉线，则返回检测状态模块；若注册状态没有掉线，则执行S9.4，判断是否有无SIM卡，若无SIM卡，则重新检测SIM卡模块，若有SIM卡则本轮定时管理结束，则执行S9.5，定时进入定时管理模块，检测模块层和应用数据层状态。

一种基于LINUX板卡的无线架构，包括数据通信的目标服务器、基站、无线模块、嵌入式板卡、模块层面及应用数据层，应用有无线网卡自管理应用程序的模块。

作为上述技术方案的进一步改进：

在目标服务器与基站区段，检测数据，对故障预判的检测条目包括ping目标IP及检测有无收发数据增长；

在基站与无线模块区段，检测状态，对故障预判的检测条目包括注册信息、附着信息、拨号信息、获取IP信息；

在无线模块中，检测环境，对故障预判的检测条目包括模块起机AT正常交互，有无SIM卡，SIM卡是否被锁或欠费，检测信号强度；

在无线模块与嵌入式板卡区段，检测模式，对故障预判的检测条目包括有无生成USB节点，有无生成AT交互节点，有无生成网卡节点，获取VID，PID，辨识模块型号；

在嵌入式板卡，包括模块层面及应用数据层；对故障预判的检测条目，对于

模块层面，读取节点，通过AT命令获取模块状态和信息，对异常分析预判，并按策略执行自恢复流程；获取无线网卡节点，获取分配IP；对于应用数据层面，执行ping命令；获取网卡接收包数量，超时判别。

一种基于LINUX板卡的无线网卡自管理应用程序方法，方法如下，首先，通过遍历USB设备，获取模块idVendor和idProduct来辨识模块厂家和模块型号；然后，调取并根据不同模块的上网流程，进行对应管理，确定模块厂家和型号后，根据USB设备的多个接口，确定AT网络交互接口和拨号接口，用于获取模块状态信息，完成拨号流程。

作为上述技术方案的进一步改进：

步骤一，首先，在断电后切换SIM卡；然后，模块上电检测是否加载设备，同时辨识模块型号；如果没有加载设备，断电重启，重新加载设备；

步骤二，当预处理模块为加载设备，判断打开并配置串口；若未打开，退出程序，若打开，发出AT命令检测是否开机，如AT命令未开机，则复位流程；

步骤三，当AT命令检测到模块正常开机，则获取模块厂商、型号、版本、模块串号，并写入文件；

步骤四，进行检测SIM卡，当未检测到SIM卡，进行N次读取SIM卡状态，按照翻倍时间策略复位；当检测到SIM卡，则读取ICCID存入文件；

步骤五，主动上送拨号状态和注册变化；

步骤六，首先，检测信号强度、询问注册状态、询问附着状态、询问运营商、询问接入模式并存入文件；然后，进行注网断和附着判断，当判断否，进行N次读取注网和附着状态，按照翻倍时间策略复位；

步骤七，当注网和附着检测通过后，则启动模块进行拨号上网；

步骤八，首先，读取拨号状态并进行判断，若拨号未成功，进行N次读取拨号状态，当读取失败次数大于设定阈值，则回到拨号模块重新拨号，然后回到读取拨号状态并进行再次判断，当读取失败次数小于设定阈值，则等待2s后，再次读取拨号状态并判断；

步骤九，执行S9.1，当读拨号状态模块成功，则定时判断ping是否不通过或是否超时无数据，若ping是不通过或是超时无数据，则返回检测状态模块；若ping通过或没有超时无数据，则执行S9.2，检测拨号状态是否掉线；若是检测拨号状态掉线，则返回读拨号状态模块；若检测拨号状态没有掉线，则执行S9.3，进行注册状态掉线检测，若判断注册状态掉线，则返回检测状态模块；若注册状态没有掉线，则执行S9.4，判断是否有无SIM卡，若无SIM卡，则重新检测SIM卡模块，若有SIM卡则本轮定时管理结束，S9.5，定时进入定时管理模块，检测模块层和应用数据层状态。

本发明能适用并管理市面上绝大部分品牌和类型的4G/5G模块。能通过综合分析当前模块状态，给出异常点预判。能实时管理无线网络通信，当通信异常，启动自恢复措施。设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明的流程逻辑示意图。

图2是本发明的架构示意图。

具体实施方式

如图1-2，本发明通过遍历USB设备，获取模块idVendor和idProduct来辨识模块厂家和模块型号，再根据不同模块的上网流程，分别进行管理。确定模块厂家和型号后，根据该USB设备的多个接口，确定AT交互接口和拨号接口，用于获取模块状态信息，完成拨号流程。

本发明在模块层面，通过获取4G/5G模块版本，SIM卡状态，实现模块拨号上网；通过实时读取注网、附着和拨号状态，当发现网络异常后，及时做出处理；通过辨识网络是短暂异常还是长时间异常，对于短暂异常通过一系列复位策略，实现最短时间恢复网络通信，对于长时间异常，采用每次时间翻倍方式的复位模式，使模块自恢复，同时又避免长时间大量无意义复位模块，导致模块损坏。

在应用数据层面，通过ping目标服务器和监测网络收发数据包，给模块管理程序提供实际数据通信情况的参考，弥补由于模块层面异常状态上报不及时导致的断网时间加长。

将获取的模块固有信息，SIM卡信息，注网、附着、拨号等状态信息输出到文件，便于客户直观查看。当4G/5G模块不能上网时，综合获取的所有状态，给出问题预判，并写入错误信息文件里。当模块状态发生变化，模块出现异常时，将状态信息和处理措施存入历史日志，便于后续分析故障产生原因。

通过参数文件的模式，方便客户设置APN,用户名，密码等信息，定制符合自己应用逻辑的复位管理策略。

本应用程序模块，适用于市面绝大部分厂家的4G/5G模块在linux嵌入式板卡上的应用。

本应用模块可主动监测SIM卡状态，即便未使用SIM卡热插拔功能，也可在一定时间内，通过复位无线模块实现重新初始化SIM卡，可用于当高温或低温导致的短暂性无法识别卡，在温度恢复正常后，自动正常检卡和运行。

本应用模块可在拨号上网前检测注网，附着，信号强度等信息，在各个状态正常的情况下再去拨号，保证拨号成功率。当拨号前状态不正常，会延时等待直到状态正常。如果超时状态仍不正常，会通过复位模块重新寻找网络，并根据现象预判问题可能原因，为客户解决异常提供参考。

本应用模块支持ECM,RNDIS,GOBINET等多种拨号流程。

本应用模块在拨号成功后仍定期检测模块状态，拨号状态和SIM卡状态等信息，及时发现网络状态变化，给与必要处理，使设备尽快恢复上网。

本应用模块结合ping和网卡收发数据包数量对比，及时发现上网故障，在模块层未报告状态异常的情况下，主动去读取模块状态，尽快恢复无线网络。

根据多年处理全国各地4G和5G模块不能上网的经验，让应用模块根据状态，自行判别不能上网的原因，并写到错误信息文件里。

通过检测USB节点，AT交互节点，无线网卡节点，确定4G/5G模块是否正确接插好，若异常报模块驱动未正常加载，请检查模块是否接插到位，电源是否正常提供。

通过检测SIM卡状态，辨识是否插SIM卡。

通过检测注网状态，接入点，信号强度，服务域等信息，判别当前是SIM卡被锁、SIM卡欠费，还是此地区信号差导致的无法上网。

由此给客户提供参考信息，让客户重插4G/5G模块；检测模块供电；检测是否插SIM卡；检测SIM卡是否被锁定；检测SIM卡是否欠费；检测是否没插好天线等。

将4G/5G无线网卡自管理应用程序模块添加到文件系统里，成为系统自带功能，当客户想使用4G或5G上网功能时，可以开启该应用，它将自行管理4G/5G无线上网功能。

客户可以通过修改参数文件设置APN,用户名，密码等信息，定制符合自己应用逻辑的复位管理策略。

客户在使用4G/5G无线上网功能时，发现不能上网，可以通过查看错误信息文件，根据指示内容做对应问题排查。

客户在使用4G/5G无线上网功能过程中，可随时查看历史何时网络中断过，以及程序如何处理并将无线网络自恢复。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种基于LINUX板卡的无线网卡自管理应用程序模块，其特征在于：包括预处理模块，首先，在模块断电后切换SIM卡；然后，模块上电检测是否加载设备，同时辨识模块型号；如果没有加载设备，断电重启，重新加载设备；

检测模块，当预处理模块为加载设备，判断打开并配置串口；若未打开，退出程序，若打开，发出AT命令检测是否开机，如AT命令未开机，则复位流程；

读取信息模块，当AT命令检测到模块正常开机，则获取模块厂商、型号、版本、模块串号，并写入文件；

检测SIM卡模块，进行检测SIM卡，当未检测到SIM卡，进行N次读取SIM卡状态，按照翻倍时间策略复位；当检测到SIM卡，则读取ICCID存入文件；

设置模块，主动上送拨号状态和注册变化；

检测状态模块，首先，检测信号强度、询问注册状态、询问附着状态、询问运营商、询问接入模式并存入文件；然后，进行注网断和附着判断，当判断否，进行N次读取注网和附着状态，按照翻倍时间策略复位；

拨号模块，当注网和附着检测通过后，则启动模块进行拨号上网；

读拨号状态模块，首先，读取拨号状态并进行判断，若拨号未成功，进行N次读取拨号状态，当读取失败次数大于设定阈值，则回到拨号模块重新拨号，然后回到读取拨号状态并进行再次判断，当读取失败次数小于设定阈值，则等待2s后，再次读取拨号状态并判断；

定时管理模块，执行S9.1，当读拨号状态模块成功，则定时判断ping是否不通过或是否超时无数据，若ping是不通过或是超时无数据，则返回检测状态模块；若ping通过或没有超时无数据，则执行S9.2，检测拨号状态是否掉线；若是检测拨号状态掉线，则返回读拨号状态模块；若检测拨号状态没有掉线，则执行S9.3，进行注册状态掉线检测，若判断注册状态掉线，则返回检测状态模块；若注册状态没有掉线，则执行S9.4，判断是否有无SIM卡，若无SIM卡，则重新检测SIM卡模块，若有SIM卡则本轮定时管理结束，S9.5，定时进入定时管理模块，检测模块层和应用数据层状态；

在应用数据层面，通过ping目标服务器和监测网络收发数据包，给模块管理程序提供实际数据通信情况的参考。

2.一种基于LINUX板卡的无线架构，其特征在于：包括数据通信的目标服务器、基站、无线模块、嵌入式板卡、模块层面及应用数据层，应用有权利要求1所述的模块。

3.根据权利要求2所述的基于LINUX板卡的无线架构，其特征在于：在目标服务器与基站区段，检测数据，对故障预判的检测条目包括ping目标IP及检测有无收发数据增长；

在基站与无线模块区段，检测状态，对故障预判的检测条目包括注册信息、附着信息、拨号信息、获取IP信息；

在无线模块中，检测环境，对故障预判的检测条目包括模块起机AT正常交互，有无SIM卡，SIM卡是否被锁或欠费，检测信号强度；

在无线模块与嵌入式板卡区段，检测模式，对故障预判的检测条目包括有无生成USB节点，有无生成AT交互节点，有无生成网卡节点，获取VID,PID，辨识模块型号；

在嵌入式板卡，包括模块层面及应用数据层；对故障预判的检测条目，对于

模块层面，读取节点，通过AT命令获取模块状态和信息，对异常分析预判，并按策略执行自恢复流程；获取无线网卡节点，获取分配IP；对于应用数据层面，执行ping命令；获取网卡接收包数量，超时判别。

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