CN212752645U - 一种基于车辆打火状态的车载终端网络注册系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于车辆打火状态的车载终端网络注册系统，汽车打火状态检测模块分别连接于车辆接入子模块、加速度计子模块和无线通讯模块，其中，无线通讯模块包括有网络优先级选择子模块、4G/5G接入模块和NB‑IOT网络接入模块；无线通讯模块还连接于服务器交互模块。本实用新型根据汽车的打火状态进行网络注册优先级的改变，当汽车处于打火状态的时候，优先注册到4G/5G网络解决了单纯依靠NB‑IOT网络的车载终端在汽车打火情况下无法进行高速数据传输的问题。当汽车处于熄火状态的时候，优先到NB‑IOT网络给服务器上报信息，设备在车辆长时间熄火后切换到PSM省电模式，降低了设备的电量消耗。
Description
技术领域
本实用新型属于无线移动通讯领域，涉及一种根据汽车打火状态动态调整NB-IoT(Narrow-Band-Internet-of-Things)和4G/5G网络注册优先级来实现超低功耗的网络注册系统。
背景技术
随着汽车的普及，车载电子产品越来越多，需要连接Internet的车载设备也越来越普及。与消费类电子不同，由于车载终端设备使用汽车电瓶供电，在满足性能的同时，如何尽可能的节省电量的使用，防止汽车电瓶亏电，是车载产品的一个重要指标。
现有的车载产品在技术上一种使用4G/5G网络进行车载数据收发，在无数据收发的时候让设备处于休眠状态。该技术存在的缺点是：在网络条件良好的状态下4G/5G的休眠功耗仍然在2-5mA(4V)左右，当设备处于弱信号的条件这个功耗会更高，会达到50-60mA(4V)。尤其在车辆熄火长时间停在地下室的情况下，这种情况更加突出，由于车辆熄火，设备的电量消耗完全来自于汽车电瓶，且一般情况下地下室的信号较差，设备的功耗更高，这就可能会导致电瓶的亏电，严重的时候会造成车辆的无法启动。如果在停车后关闭设备电源又会造成无法监控到车辆状态的问题，导致当车辆出现问题时(比如碰撞等)无法及时上报。
现有的车载产品在技术上另一种使用NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络进行车载数据的收发，在车辆熄火后可以进入PSM(Power-Save-Mode)，功耗可以降低至100uA(4V)以下，该技术方案可以满足车辆熄火后的低功耗要求。但是由于NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)速率低、移动性差的特点导致车载相关的数据无法及时发送和接收，不能满足车载视频通话，导航等高速低延时业务的需求。
实用新型内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种
本实用新型针对目前车载终端中存在的以上问题，提供一种基于车辆打火状态的车载终端网络注册系统，根据汽车的打火状态优先注册对应的网络，解决现有技术中存在的如下问题：
(1)解决通过4G/5G网络进行车载数据传输的终端在车辆熄火后功耗高的问题。
(2)解决通过NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络进行车载数据传输的终端在运动状态下，数据上报不及时的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于车辆打火状态的车载终端网络注册系统，包括汽车打火状态检测模块(S101)、网络优先级选择子模块(S102)、4G/5G接入模块(S103)、NB-IOT网络接入模块(S104)、服务器交互模块(S105)、车辆接入子模块(S106)、加速度计子模块(S107)；汽车打火状态检测模块(S101)分别连接于车辆接入子模块(S106)、加速度计子模块(S107)和无线通讯模块，其中，无线通讯模块包括有网络优先级选择子模块(S102)、4G/5G接入模块(S103)和NB-IOT网络接入模块(S104)；无线通讯模块还连接于服务器交互模块(S105)。
本实用新型还具有以下附加技术特征：
作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：
加速度计子模块(S107)用于当人员上车的时候加速度计通过中断引脚输出中断信号给汽车打火状态检测模块(S101)；
汽车打火状态检测模块(S101)收到中断信号后从睡眠状态唤醒，唤醒后下发指令给车辆接入子模块(S106)获取汽车打火的状态，并根据打火状态的变化下发指令到网络选择子模块用于网络注册优先级的修改；
车辆接入子模块(S106)通过汽车的OBD(On-BoardDiagnostics)接口来获取汽车的打火状态；
网络优先级选择子模块(S102)用于处理网络优先级修改的指令，修改注册优先级然后发起网络的重新注册；
4G/5G接入模块(S103)用于扫描网络中的NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络频点并尝试注册；
NB-IOT网络接入模块(S104)用于扫描网络中的4G/5G网络频点并尝试注册；
服务器交互模块(S105)用于和服务器交互获取网络，用于获取在汽车熄火状态下的定时唤醒上报周期。
本实用新型和现有技术相比，其优点在于：本实用新型根据汽车的打火状态进行网络注册优先级的改变，当汽车处于打火状态的时候，优先注册到4G/5G网络解决了单纯依靠NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络的车载终端在汽车打火情况下无法进行高速数据传输的问题。当汽车处于熄火状态的时候，优先到NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络给服务器上报信息，设备在车辆长时间熄火后切换到PSM(Power-Save-Mode)省电模式，降低了设备的电量消耗。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的进行网络注册的车载终端装置框图；
图2是本实用新型的车载设备网络注册方法流程图；
图3是本实用新型提高4G/5G网络注册优先级的方法流程图；
图4是本实用新型提高NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络注册优先级的方法流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本实用新型公开的示例性实施例，这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本实用新型公开的示例性实施例，然而应当理解，本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。
一种基于车辆打火状态的车载终端网络注册系统，包括汽车打火状态检测模块(S101)、网络优先级选择子模块(S102)、4G/5G接入模块(S103)、NB-IOT网络接入模块(S104)、服务器交互模块(S105)、车辆接入子模块(S106)、加速度计子模块(S107)。
汽车打火状态检测模块(S101)分别连接于车辆接入子模块(S106)、加速度计子模块(S107)和无线通讯模块，其中，无线通讯模块包括有网络优先级选择子模块(S102)、4G/5G接入模块(S103)和NB-IOT网络接入模块(S104)；无线通讯模块还连接于服务器交互模块(S105)。
加速度计子模块(S107)用于当人员上车的时候加速度计通过中断引脚输出中断信号给汽车打火状态检测模块(S101)；
汽车打火状态检测模块(S101)收到中断信号后从睡眠状态唤醒，唤醒后下发指令给车辆接入子模块(S106)获取汽车打火的状态，并根据打火状态的变化下发指令到网络选择子模块用于网络注册优先级的修改；
车辆接入子模块(S106)通过汽车的OBD(On-BoardDiagnostics)接口来获取汽车的打火状态；
网络优先级选择子模块(S102)用于处理网络优先级修改的指令，修改注册优先级然后发起网络的重新注册；
4G/5G接入模块(S103)用于扫描网络中的NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络频点并尝试注册；
NB-IOT网络接入模块(S104)用于扫描网络中的4G/5G网络频点并尝试注册；
服务器交互模块(S105)用于和服务器交互获取网络，用于获取在汽车熄火状态下的定时唤醒上报周期。
具体的，终端需要结合汽车的打火状态对网络注册的优先级进行调整：在汽车熄火后优先选择到NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络减少对汽车电瓶的损伤；在汽车打火后优先选择到4G/5G网络满足实时导航等高速上网的需求，因为打火后汽车使用发动机供电不会对发动机造成损伤，目的是减少解决现有终端在汽车熄火后待机电流高的问题。
汽车打火检测模块S101的具体实现方式可为：
在熄火的状态下，当有车辆开门或者打火的动作后会被加速度计的中断信号唤醒；唤醒后下发指令到车辆ECU(Electronic-Unit，ECU)接入模块获取汽车发动机转速；根据汽车发动机转速判断车辆是否打火。
在打火的状态下，汽车打火检测模块会周期性的下发指令到车辆ECU(Electronic-Unit，ECU)接入模块获取汽车发送机转速；根据汽车发动机转速判断车辆是否熄火。
汽车打火检测模块S106的具体实现方式可为：
终端连接在车辆的电子控制单元(Electronic-Unit，ECU)。终端轮询OBD的5种标准协议，初始化车辆总线，用来判断车辆当前支持的总线类型和接口形式，根据车辆当前支持的总线类型和接口形式来确定后续发送命令和进入车载系统的方式。然后，根据不同的协议类型发送命令读取车辆的转速用于判断车辆的打火状态。
网络选择子模块S102的具体实现方式可为：
先设置高优先级的网络信息到配置文件，该文件保存在设备的FLASH上；重新发起网络注册的请求；从FLASH上读取配置文件，获取优先网络的相关信息；根据获取的优先网络信息扫描无线网络中存在的频段，并解析小区的SIB(System-Information-Block)消息，确定该网络是否有可用服务；设备尝试注册扫描到的高优先级网络。判断注册结果，若注册成功则流程退出，若注册失败则设置定时器的超时时间，当超时后设备再次尝试注册高优先级网络。
NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络接入子模块S103的具体实现方式可为：
当注册上NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络后，设备自动进入NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)的PSM(Power-Save-Mode)省电模式，在该模式下，设备关闭网络信号发射单元保留当前的网络上下文，对除RTC(Real-TimeClock)定时器外的所有外设的关闭电源，并且根据服务器设置的周期设置RTC(Real-Time-Clock)用来定期唤醒设备。
本实施例的技术方案，通过实时获取汽车的打火状态，结合汽车的打火状态对网络注册的优先级进行调整：在汽车熄火后优先选择到NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络减少了对汽车电瓶的损伤；在汽车打火后，汽车使用发动机供电，优先选择到4G/5G网络满足实时导航等高速上网的需求。该技术方案在保证汽车打火状态下终端网络传输速率的同时，解决了4G/5G网络汽车熄火后待机功耗高的问题，采用该技术方案后汽车熄火后设备功耗小于100uA(4V)，而目前4G/5G接入终端熄火后的待机功耗在2mA-4mA(4V)，功耗减少了20倍。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件可以存储在可读取存储介质中，如：ROM/RAM，磁盘，光碟等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以使个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分方法。
如图2所示，基于基于车辆打火状态的车载终端网络注册系统的车载设备网络选择方法一实施例的流程图。包括如下步骤：
S201：检测汽车的打火状态。
具体的，终端需要检测汽车的打火状态，判定汽车处于熄火还是打火的状态。
在本实施例中，终端连接在车辆的电子控制单元(Electronic-Unit，ECU)。当检测到震动后，终端被加速度计唤醒并轮询OBD的5种标准协议，初始化车辆总线，用来判断车辆当前支持的总线类型和接口形式，根据车辆当前支持的总线类型和接口形式来确定后续发送命令和进入车载系统的方式；然后，根据不同的协议类型发送命令读取车辆的转速用于判断车辆的打火状态。
S202：熄火和打火状态变化判定。
具体的，用于判断汽车是从打火转变为熄火，还是从熄火转变为打火。
在本实施例中，汽车的打火和熄火状态存储在FLASH(非易失性存储器)中；当检测到状态变化后，通过比较当前状态和FLASH中存储的历史状态来确定汽车具体的状态变化；根据该状态变化来提高对应网络的优先级；同时更新FLASH(非易失性存储器)内数据的内容。
S206：提高车载终端注册4G/5G网络的优先级。
具体的，在本实施例中，提高车载终端注册4G/5G网络的优先级涉及到设置优先级参数、重新尝试注册4G/5G网络和注册失败后处理几个过程。
在本实施例中，可选的图3为提高车载终端注册4G/5G网络优先级的一种实施方法的流程图：
S301：先设置高优先级的网络信息到配置文件，该文件保存在设备的FLASH(非易失性存储器)上。
S302：重新发起网络注册的请求。
S303：从FLASH(非易失性存储器)上读取配置文件，获取优先网络的相关信息。
S304：根据获取的优先网络信息扫描无线网络中存在的频段，并解析小区的SIB(System-Information-Block)消息，确定该网络是否有可用服务。
S305：设备尝试注册扫描到的4G/5G网络。
S306：判断注册结果，若注册成功则流程退出流程，若注册失败则进入S307进行定时器设置。
S307：设置定时器的超时时间，当定时器超时后，设备再次尝试注册4G/5G网络。
S203：用于从服务器获取唤醒时间信息设置。
具体的，通过给服务器发送消息获取设备定时唤醒的时间，用于定期唤醒给服务器上报数据。
在本实施例中，设备进入低功耗后的唤醒时间通过服务器配置，设备通过发送MQTT(Message-Queuing-Telemetry-Transport)协议封装消息到服务器获取定时唤醒时间，目的是给服务器根据自身业务进行配置设备的接口。设备获取到该配置后写入对应的PSM(Power-Save-Mode)配置文件，用于确定从PSM(Power-Save-Mode)唤醒的时间周期。
S205：提高NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络注册的优先级。
具体的，在本实施例中，提高车载终端注册NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络的优先级涉及到设置优先级参数、重新尝试注册NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络和注册失败后处理几个过程，可选的图4为提高车载终端注册NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络优先级的一种实施方法：
S401：先设置高优先级的网络信息到配置文件，该文件保存在设备的FLASH上。
S402：重新发起网络注册的请求。
S403：从FLASH上读取配置文件，获取优先网络的相关信息。
S404：根据获取的优先网络信息扫描无线网络中存在的频段，并解析小区的SIB消息，确定该网络是否有可用服务。
S405：设备尝试注册扫描到的NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络。
S406：判断注册结果，若注册成功则流程退出，若注册失败则进入S307。
S407：设置定时器的超时时间，当超时后设备再次尝试注册4G/5G网络。
S206：进入NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)的PSM(Power-Save-Mode)省电模式。
在本实施例中终端在待机后自动进入NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)的PSM(Power-Save-Mode)省电模式，在该模式下，终端关闭网络信号发射单元保留当前的网络上下文，对除RTC(Real-TimeClock)定时器外的所有外设的关闭电源，并且根据服务器设置的周期定期设置RTC(Real-TimeClock)唤醒设备给服务器上报事件。
本实施例的技术方案根据汽车的打火状态对网络注册的优先级进行调整，在汽车熄火后优先选择到NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络，该模式下功耗小于100uA，减少了终端对汽车电瓶的损伤；在汽车打火后优先选择到4G/5G网络满足实时导航等高速上网的需求。在保证打火后汽车运动过程中网络传输速率的同时，解决了熄火后待机功耗高，可能会损伤汽车电瓶的问题。
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (2)
1.一种基于车辆打火状态的车载终端网络注册系统，其特征在于，
包括汽车打火状态检测模块(S101)、网络优先级选择子模块(S102)、4G/5G接入模块(S103)、NB-IOT网络接入模块(S104)、服务器交互模块(S105)、车辆接入子模块(S106)、加速度计子模块(S107)；
汽车打火状态检测模块(S101)分别连接于车辆接入子模块(S106)、加速度计子模块(S107)和无线通讯模块，其中，无线通讯模块包括有网络优先级选择子模块(S102)、4G/5G接入模块(S103)和NB-IOT网络接入模块(S104)；无线通讯模块还连接于服务器交互模块(S105)。
2.根据权利要求1所述的基于车辆打火状态的车载终端网络注册系统，其特征在于：其中，
加速度计子模块(S107)用于当人员上车的时候加速度计通过中断引脚输出中断信号给汽车打火状态检测模块(S101)；
汽车打火状态检测模块(S101)收到中断信号后从睡眠状态唤醒，唤醒后下发指令给车辆接入子模块(S106)获取汽车打火的状态，并根据打火状态的变化下发指令到网络选择子模块用于网络注册优先级的修改；
车辆接入子模块(S106)通过汽车的OBD(On-BoardDiagnostics)接口来获取汽车的打火状态；
网络优先级选择子模块(S102)用于处理网络优先级修改的指令，修改注册优先级然后发起网络的重新注册；
4G/5G接入模块(S103)用于扫描网络中的NB-IOT(Narrow-Band-Internet-of-Things)网络频点并尝试注册；
NB-IOT网络接入模块(S104)用于扫描网络中的4G/5G网络频点并尝试注册；
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113329484A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-31 | 上海星融汽车科技有限公司 | 可切换通信模块的车载终端 |
| CN113867220A (zh) * | 2021-10-12 | 2021-12-31 | 中科海微(北京)科技有限公司 | 密封罐体监测系统及其监测方法 |
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