CN101977272A

CN101977272A - 一种用于Android操作系统手机的电量保护方法

Info

Publication number: CN101977272A
Application number: CN2010105192419A
Authority: CN
Inventors: 陈天洲; 居立晗; 黄文�; 胡同森
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2011-02-16

Abstract

一种用于Android操作系统手机的电量保护方法，其特征在于包括如下步骤：1)电量阈值监控，通过Android的API程序接口读取手机电量，当电量小于系统预设的阈值m时，使得系统进行低电量保护；2)进行低电量保护，将CPU状态调至Sleep，以及将系统的动态存储器、蓝牙、网络连接、屏幕关闭；3)进行操作系统保护，动态存储器关闭时，需将原来存储于动态存储器中关于操作系统的运行信息写入静态存储器。本发明是对Android操作系统手机在系统电量即将耗尽时，保留不能关闭的最重要模块，尽量延长系统的使用时间，在供电恢复时又能迅速切换回正常状态。从而保证系统重要功能的有效时间。

Description

一种用于Android操作系统手机的电量保护方法

技术领域

本发明涉及嵌入式系统节能领域，尤其涉及一种Android上的一种电量保护方法。

背景技术

半导体技术的快速发展，为嵌入式处理器技术的不断提升创造了条件。随着处理器的集成度、复杂度的增长，以及性能的不断提高，其功耗也节节攀升。近年来，处理器单位面积的功耗已呈指数级增长。功耗的迅速增长已经成为制约处理器进一步发展的一个主要因素。而大多数的移动嵌入式系统，由于其应用环境的特殊性，不得不采用电池供电。相比于有线电源，电池的容量有限，因此移动嵌入式系统对功耗具有更加严格的要求。但相对于处理器技术的快速发展，电池技术发展严重滞后，因此如何降低嵌入式系统本身的功耗，合理延长现有电池供电时间已成为研究者关注的主要热点。

现有移动嵌入式设备，主要耗电集中在显示，通信和CPU方面。其中显示屏幕耗电量最大，因为它需要显示整个屏幕还要进行照明。在目前屏幕越来越大的趋势下，这一部分的耗电量还有上升的迹象。其次就是CPU和其相关的动态存储器。CPU需要不断供电以支持其运行各个进程，动态内存则需要不断刷新以保持数据。目前嵌入式节能主要集中在这一部分，通过使用DVS调度，综合进程然后是通信模块，因为其需要发射和接受信号，在一些信号不足的地方消耗尤其大。而手机用户对系统的使用是频度不均的，有时候用户会开多个进程，同时上网，游戏，听音乐等，电量消耗极快。而有时候用户在剩余电量不多的时候又会希望系统能以最低能耗尽量多使用一些时间。因此，对电源使用进行规划就成了一种需要。

现有手机在使用时，常常因为电能不足而自动关机，给使用者造成很大的麻烦。而且目前所有手机操作系统都不具备在电量不足时进行电量保护的能力。当用户的电能即将耗尽时，系统很难对剩余电能进行有效的保护，也没有针对Android这一新型操作系统特别设计的电能规划方案。缺乏对电池使用的量化规划使得电池电量无法在即将耗尽时坚持尽可能长的时间。

发明内容

本发明的目的是提供Android操作系统手机上的一种电量保护方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是包括如下步骤：

1)电量阈值监控

通过Android的API程序接口读取手机电量，当电量小于系统预设的阈值时，使得系统进行低电量保护；

2)进行低电量保护

通过将CPU状态调至Sleep，将系统的动态存储器、蓝牙、网络连接、屏幕关闭，只保留通话信号接收模块；

3)进行操作系统保护

动态存储器关闭时，需将原来存储于动态存储器中关于操作系统的运行信息写入静态存储器，并将操作系统自身置于睡眠状态；当电源电量恢复到阈值以上，操作系统利用静态存储器中的数据恢复睡眠前系统的运行数据。

如果手机具有重力感应器，压力感应器，温度湿度传感器以及GPS信号接收器，也进行关闭。

所述CPU状态由系统调用pm_suspend函数来控制，pm_suspend函数将CPU状态直接设置为SLEEP。

本发明具有的有益的效果是：

本发明是基于对电源使用长期规划的一种电量保持技术，其主要功能是在系统电量即将耗尽时，保留不能关闭的最重要模块，将其它部件都置于关闭或睡眠挂起状态，尽量延长系统的使用时间，在供电恢复时又能迅速切换回正常状态。从而保证系统重要功能的有效时间。

(1)智能性。本方法可以自动监控电量，一旦低于阈值就会自动启动电量保护功能。

(2)简便性。本方法可以通过Android操作系统的集成硬件控制API来实现，而操作系统本身可以挂起，并且CPU，动态存储器等部件本身都具有低功耗以及关闭指令，可以方便快捷地通过硬件驱动进行切换。

由于用户知道系统可以规划电能使用，他可以在电能充裕的情况下放心地使用，而不用担心电能突然耗尽带来的问题。这也可以使得用户使用嵌入式移动设备的方式，变得更为科学，更加适应电源本身在不同电量对任务运行的不同支持程度。

(3)可恢复性。本系统在低电能保护状态中，一旦接通充电电源或更换电池，系统电量恢复到阈值以上，则可以自动切换回普通状态，并且操作系统在当时运行的现场状态可以立即恢复，而不用担心丢失数据。

附图说明

图1是本发明一种实施例的流程图；

图2是本发明一种实施例的电量阈值监控示意图；

图3是本发明一种实施例的操作系统保护示意图。

具体实施方法

图1是本发明一种实施例的流程图，该方法包括：1)电量阈值监控，2)进行电量保护，3)进行操作系统保护。

本发明的具体操作流程如下：

1)电量阈值监控

如图2是本发明一种实施例的电量阈值监控示意图，系统预设一个电量阈值m，当电池电量低于阈值时，自动切换进行电量保护。

2)进行电量保护

将CPU状态调至Sleep，将系统的动态存储器、蓝牙、网络连接、屏幕关闭。

CPU：现有的嵌入式CPU处理器，如ARM系列，Intel开发的Atom系列等，均具备调频能力，可以通过系统调用pm_suspend(函数)来对CPU的各种状态进行设置。Android操作系统提供了三个不同的运行状态，分别为AWAKE，NOTIFICATION ON和SLEEP，在通常状况下，操作系统需要先进入NOTIFICATIONON状态后，关闭屏幕和背景光，然后等待所有用户进程释放部分唤醒锁(即该进程向系统申请的可能会随时唤醒系统到AWAKE状态的定时锁，在该锁所规定的时间内，系统不能进入SLEEP状态，需要随时等候其唤醒)，然后才能进入SLEEP状态。但在电量保护启动的情况下，系统立即释放全部唤醒锁，并将CPU立即置入SLEEP状态，使得CPU进入sleep状态以达到最节能运行模式。

动态存储器：动态存储器需要不断充电刷新以保持数据，这是非常耗费电能的。因此，在电量保护状态中，动态存储器必须关闭，停止刷新数据。关闭动态存储器会导致数据丢失，系统将对数据进行现场保护。

屏幕：屏幕的耗电量是非常大的，在一些大屏幕移动嵌入式设备中，屏幕的耗电量占据总耗电量的80％，因此屏幕必须被关闭。

网络数据传送，蓝牙，震动或铃声，传感器：移动嵌入式设备中的一些与通信信号接受不相关的部件，在电量保护状态下都可以予以关闭。这其中蓝牙传输和网络数据传输是非常消耗电能的。在保留铃声开启的情况下，手机震动也可以关闭。当然用户也可以设置为关闭铃声而保留震动。重力感应器，压力感应器，温度湿度传感器以及GPS信号接收器等传感设备均与通信信号传输无关，因此都可以予以关闭，以节省电量。

3)进行操作系统保护

图3所示，是本发明一种实施例的操作系统保护示意图。在动态存储器关闭时，在操作系统运行空间内的数据中，仅保留与内核运行有关的部分和当前运行的进程状态，以便恢复供电时迅速恢复现场。需将原来存储于动态存储器中关于操作系统的运行信息写入静态存储器，并将操作系统自身置于睡眠状态。当电源电量恢复到阈值以上，操作系统利用静态存储器中的数据迅速恢复睡眠前系统的运行数据，回到当时的运行状态。不必要的数据将不会保存，而是在恢复正常状态后重新调用。因为存储数据的过程也要消耗一些电能，所以不必要的数据不予保存。

Claims

1.一种用于Android操作系统手机的电量保护方法，其特征在于包括如下步骤：

1)电量阈值监控

2)进行低电量保护

将CPU状态调至Sleep，以及将系统的动态存储器、蓝牙、网络连接、屏幕关闭，只保留通话信号接收模块；

3)进行操作系统保护

所述动态存储器关闭时，需将原来存储于动态存储器中关于操作系统的运行信息写入静态存储器，并将操作系统自身置于睡眠状态；当电源电量恢复到阈值以上，操作系统利用静态存储器中的数据恢复睡眠前系统的运行数据。

2.根据权利要求1所述的用于Android操作系统手机的电量保护方法，其特征在于：如果手机具有重力感应器，压力感应器，温度湿度传感器以及GPS信号接收器，也进行关闭。

3.根据权利要求1所述的用于Android操作系统手机的电量保护方法，其特征在于：所述CPU状态由系统调用pm_suspend函数来控制，pm_suspend函数将CPU状态直接设置为SLEEP。