Windows CE的电源管理

Windows CE的电源管理之三

    本篇将以Windows Mobile为例介绍Windows CE电源管理的实现,大体上,Windows Mobile分为Pocket PC和Smartphone两种版本。这两者之间的主要区别在于触摸屏和电源模型,Smartphone采用的是“Always On”模型。为了说清楚它们的区别,我们就先从系统电源状态说起吧(这里有些系统电源状态是从WM5开始才有的)。

1. Windows Mobile的系统电源状态

  • On:用户与系统交互时的状态;
  • BacklightOff:在一段时间内(默认15秒),如果一直没有用户操作(比如按下某个键或者触摸屏幕),就关闭背光,这时其他的设备都没变化。这个timeout值可以通过控制面板进行设置;
  • UserIdle:这个状态只在Smartphone中被使用。经过一段稍长的时间,如果一直没有用户操作,就关闭背光和LCD。这个timeout值可以通过控制面板进行设置;
  • ScreenOff:一般由某些程序指定,才进入这个状态。比如音乐播放器程序,当你听音乐时按下某个键可以将屏幕关闭。PocketPC和Smartphone都使用这个状态,它与UserIdle的不同在于,ScreenOff意味着“用户主动关闭了显示,只有当他按下电源键时才重新显示”,而UserIdle意味着“用户有段时间没操作了,那么我们可以关闭屏幕来省电”,所以在UserIdle时,随便按下Smartphone的哪个键都会启动显示;
  • Suspend:这是PocketPC的睡眠模式,几乎所有设备都被关闭,直到某个硬件设备触发中断才将系统唤醒,这个timeout值可以通过控制面板进行设置(默认为3分钟);
  • Resuming:这是PocketPC被唤醒后的状态,这时屏幕是关闭的,并启动一个15秒的计时器,在这段时间内决定接下来进入哪个状态,如果计时器超时则重新回到睡眠状态;
  • Unattended:这个状态只在PocketPC中被使用,用户对其不会有所察觉。有些程序,如ActiveSync每5分钟会唤醒系统进行同步,同步完成后再让系统继续睡眠,这段时间不希望打扰用户,即程序在后台执行。

    可以通过注册表查看系统电源状态对应的具体设备的电源状态,[HLM/System/CurrentControlSet/Control/Power/State]。

    现在我们知道,Smartphone没有真正的睡眠模式,即使它会在一段时间后关闭背光和屏幕,但它并没有睡着,只是休息一下眼睛罢了,它的大脑和四肢仍在正常工作。PocketPC所采用的模型比Smartphone要复杂的多,你可以按下电源键让系统睡眠,在必要时,也可以唤醒系统做一些工作然后再继续睡眠。如果你在Smartphone上运行一个桌面精灵之类的程序,她为了引起你的注意,长时间的蹦啊跳啊,不管白天还是黑夜,可想而知,你的待机时间将......

    你可能会觉得PocketPC的“Sleep”模型比Smartphone的“Always On”模型要省电,其实恰恰相反。因为在系统睡眠的过程中,它需要通知所有的设备驱动,为了让它们保存一些重要的信息并关闭相应的硬件设备,在系统被唤醒时也需要通知它们恢复先前的工作。这个过程不仅耗时还可能会耗更多的电,因为一些设备在频繁的状态转换过程中会消耗比较多的能量。这也就是为什么当你收到一条短信时,睡眠状态的PocketPC要花3到6秒的时间来处理,而Smartphone只需要几个微秒:)

2. Windows Mobile的电源管理策略

    我们可以用系统电源状态机来简单的描述Windows Mobile的电源管理策略,以PocketPC为例,系统电源状态机如下图所示:

                           Windows CE的电源管理_第1张图片

    系统内部的电源管理器负责协调电源状态的转换,电源状态的转换主要由一下几种方式触发:

  • 计时器超时:SuspendTimeout和ResumingSuspendTimeout,分别对应于第一节介绍Suspend和Resuming状态时所提到的计时器。细说起来,它们每个又有两个值,分别对应着电源供电时和电池供电时的超时值,也就是注册表[HLM/System/CurrentControlSet/Control/Power/Timeout]中的ACSuspendTimeout、BattSuspendTimeout、ACResumingSuspendTimeout、BattResumingSuspendTimeout;
  • 系统调用:驱动程序或应用程序通过相应的API,请求进入某种电源状态。这类API在前面的文章中已经有所介绍,如SetSystemPowerState、SetPowerRequirement、DevicePowerNotify等;
  • 平台相关的系统调用:通过PowerPolicyNotify通知电源管理器发生了某个事件,它的实现比较灵活,驱动程序或应用程序可以通过相应的参数与电源管理器进行交互,比如PPN_POWERCHANGE、PPN_SUSPENDKEYPRESSED、PPN_UNATTENDEDMODE等,参见"pmpolicy.h";
  • 直接访问内核对象:事件(Event)作为Windows CE系统的内核对象,可以通过事件名称在进程间共享,因此我们可以访问电源管理器中的两个事件,它们的名字分别是_T("PowerManager/ReloadActivityTimeouts")、_T("PowerManager/SystemIdleTimerReset")。如果你的程序需要动态修改那几个计时器的时间长度,可以通过第一个事件通知电源管理器重新读取注册表中计时器的值,而第二个事件与SystemIdleTimerReset功能一样,可以阻止系统进入睡眠状态。

3. Windows Mobile电源管理相关API的应用

    最后,通过几个应用场景简单介绍一下常用的电源管理相关的API的使用:

  • 如果你在设计的是媒体播放器程序,不希望在播放电影时,系统自动转入Suspend状态,这时可以每隔30秒调用一次SystemIdleTimerReset,它会帮你重置那个计时器;如果你还想同时保持背光,那么可以调用SetPowerRequirement(TEXT("BKL1:"), D0, POWER_NAME, NULL, 0);如果你提供一个按钮允许用户关闭屏幕,那么调用SetSystemPowerState(NULL, POWER_STATE_IDLE, 0);
  • 如果你在设计的是天气预报程序,需要每天早上6点在线更新天气信息,这时可以调用CeRunAppAtTime,系统到时会被RTC中断唤醒,还记得前面提到的那个15秒的计时器吗,这时你的程序应该在15秒内请求进入Unattended状态,否则系统将重新回到睡眠状态。在处理更新的过程中,还是应该每隔30秒调用一次SystemIdleTimerReset,在处理完更新后,应该再次调用CeRunAppAtTime,并放弃Unattended状态。请注意,在电源管理器的实现代码中,用了一个引用计数的变量(gdwUnattendedModeRequests)统计所有对Unattended状态的请求,所以PowerPolicyNotify(PPN_UNATTENDEDMODE, TRUE);和PowerPolicyNotify(PPN_UNATTENDEDMODE, FALSE);要成对出现,否则系统将无法回到睡眠状态。
  • 如果你要开发一个监控电池状态的程序,首先应该创建一个接收状态通知的线程,在这个线程里调用RequestPowerNotifications,这个函数的第一个参数是一个消息队列的句柄,所以必须先创建一个消息队列(CreateMsgQueue),第二个参数是你希望得到的通知类型,这里要用到的是PBT_POWERSTATUSCHANGE|PBT_POWERINFOCHANGE,然后线程就可以等待通知了(WaitForSingleObject),一旦有通知到来,线程通过ReadMsgQueue读取消息的内容,再做些更新UI的工作。

    //***************************************************************************
    // Function Name: PowerNotificationThread
    //
    // Purpose: listens for power change notifications
    //
    DWORD PowerNotificationThread(LPVOID pVoid)
    {
       
    // size of a POWER_BROADCAST message
        DWORD cbPowerMsgSize = sizeof POWER_BROADCAST + (MAX_PATH * sizeof TCHAR);

       
    // Initialize our MSGQUEUEOPTIONS structure
        MSGQUEUEOPTIONS mqo;
        mqo.dwSize
    = sizeof(MSGQUEUEOPTIONS);
        mqo.dwFlags
    = MSGQUEUE_NOPRECOMMIT;
        mqo.dwMaxMessages
    = 4;
        mqo.cbMaxMessage
    = cbPowerMsgSize;
        mqo.bReadAccess
    = TRUE;             
                                            
       
    // Create a message queue to receive power notifications
        HANDLE hPowerMsgQ = CreateMsgQueue(NULL, &mqo);
       
    if (NULL == hPowerMsgQ)
       
    {
            RETAILMSG(
    1, (L"CreateMsgQueue failed: %x/n", GetLastError()));
           
    goto Error;
        }


       
    // Request power notifications
        HANDLE hPowerNotifications = RequestPowerNotifications(hPowerMsgQ, PBT_POWERSTATUSCHANGE | PBT_POWERINFOCHANGE);
       
       
    if (NULL == hPowerNotifications)
       
    {
            RETAILMSG(
    1, (L"RequestPowerNotifications failed: %x/n", GetLastError()));
           
    goto Error;
        }


        HANDLE rgHandles[
    2] = {0};
        rgHandles[
    0] = hPowerMsgQ;
        rgHandles[
    1] = g_hEventShutDown;

       
    // Wait for a power notification or for the app to exit
        while(WaitForMultipleObjects(2, rgHandles, FALSE, INFINITE) == WAIT_OBJECT_0)
       
    {
            DWORD cbRead;
            DWORD dwFlags;
            POWER_BROADCAST
    *ppb = (POWER_BROADCAST*) new BYTE[cbPowerMsgSize];
               
           
    // loop through in case there is more than 1 msg
            while(ReadMsgQueue(hPowerMsgQ, ppb, cbPowerMsgSize, &cbRead,
                              
    0, &dwFlags))
           
    {
               
    switch (ppb->Message)
               
    {
                   
    case PBT_POWERINFOCHANGE:
                   
    {
                        RETAILMSG(
    1,(L"Power Notification Message: PBT_POWERINFOCHANGE/n"));

                       
    // PBT_POWERINFOCHANGE message embeds a
                       
    // POWER_BROADCAST_POWER_INFO structure into the
                       
    // SystemPowerState field
                        PPOWER_BROADCAST_POWER_INFO ppbpi =
                            (PPOWER_BROADCAST_POWER_INFO) ppb
    ->SystemPowerState;
                       
    if (ppbpi)
                       
    {
                            RETAILMSG(
    1,(L"Length: %d", ppb->Length));
                            RETAILMSG(
    1,(L"BatteryLifeTime = %d/n",ppbpi->dwBatteryLifeTime));
                            RETAILMSG(
    1,(L"BatterFullLifeTime = %d/n",
                                         ppbpi
    ->dwBatteryFullLifeTime));
                            RETAILMSG(
    1,(L"BackupBatteryLifeTime = %d/n",
                                         ppbpi
    ->dwBackupBatteryLifeTime));
                            RETAILMSG(
    1,(L"BackupBatteryFullLifeTime = %d/n",
                                         ppbpi
    ->dwBackupBatteryFullLifeTime));
                            RETAILMSG(
    1,(L"ACLineStatus = %d/n",ppbpi->bACLineStatus));
                            RETAILMSG(
    1,(L"BatteryFlag = %d/n",ppbpi->bBatteryFlag));
                            RETAILMSG(
    1,(L"BatteryLifePercent = %d/n",
                                         ppbpi
    ->bBatteryLifePercent));
                            RETAILMSG(
    1,(L"BackupBatteryFlag = %d/n",
                                         ppbpi
    ->bBackupBatteryFlag));
                            RETAILMSG(
    1,(L"BackupBatteryLifePercent = %d/n",
                                         ppbpi
    ->bBackupBatteryLifePercent));
                        }

                       
    break;
                    }


                   
    default:
                       
    break;
                }


                UpdateUI();
            }


            delete[] ppb;
        }


    Error:
       
    if (hPowerNotifications)
            StopPowerNotifications(hPowerNotifications);

       
    if (hPowerMsgQ)
            CloseMsgQueue(hPowerMsgQ);

       
    return NULL;
    }

 

 

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