论文总字数：31568字

摘 要

随着智能手机技术的高速发展，智能手机功能不断提升，其能耗也随之日益增长，手机能耗的提升速度超过了当前锂电池技术的发展速度，导致了智能手机的使用时间、待机时间也不断缩短。优化手机能耗成为需要重点关注的问题。

本文从两个方面研究手机能耗问题，（1）从手机应用程序执行路径角度入手，可具体解答应用程序源代码中哪部分产生较高能耗；（2）从应用程序源代码入手，对应用程序进行优化，进而降低应用程序与智能手机的能耗。从这两个角度解决问题可以使研究者具体得知产生高能耗的代码位置，并针对代码进行优化，从而减少能耗。

本文提出了简单的估算功耗方法，利用Android SDK中的DDMS工具，对音乐播放、GPS定位功能、PULL解析服务与网络上传功能进行了运行时间追踪，并根据追踪结果，分析各个路径以及其指向的函数方法的相应应用程序源代码，提出相应优化意见。最终利用数学模型估算其能耗。并在文章最后对唤醒锁对智能手机能耗的影响进行了初步分析。

关键词：应用程序路径，函数方法，能耗，功耗

REASEARCH ON ENERGY CONSUMPTION

OF MOBILE PHONE APPLICATOIN EXECUTION PATH

Abstract

With the rapid development of intelligent mobile phone technology, its energy consumption increases at the same time, but the speed of the development of the current cell phone lithium battery technology is far less than the speed of the increasing mobile phone power consumption. Therefore, the standby time of smart phones is also shortened. To optimize the energy consumption of mobile phones has become one of the problems that researchers have to consider.

One can consider the problem of mobile consumption from the following two perspectives. Firstly, considering power consumption from the perspective of application path may let researchers know which part of the application’s source code consumes the most energy. Secondly, by optimizing the program’s source code, researchers could reduce the power consumption of the phones. From these two points of view, researchers may be able to find the position of the code that causes high power consumption, and at the same time optimizing these codes will reduce the energy being consumed.

Considering cell phone energy consumption from the perspective of the mobile phone applications’ program execution path, users can answer the question of where the energy is consumed. To reduce the energy consumption of cell phones, developers can optimize smart phone applications from its source code.

In this paper, simple methods for power estimation using Android SDK’s DDMS tool are raised. Music playback function, GPS positioning function, pull service and network upload function are traced and according to the tracking results and analysis for each path, advices of optimizing the experiment application’s source code is given. Finally, the mathematical model is used to estimate the energy consumption. In the end of this paper, the effect of wakelocks on the energy consumption of smart phone is analyzed briefly.

KEY WORDS: application routine, function, power consumption

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.2 高能耗产生原因 2

1.3 基于应用程序路径的研究背景 3

1.4 当前国际相关研究成果 3

1.5 本文的研究内容及其意义 5

第二章 系统方法 6

2.1基础理论 6

2.1.1 能耗相关理论和概念 6

2.1.2 能耗的评估 6

2.1.3 手机应用程序执行路径概念 6

2.2 研究系统与软件工具选择 7

2.3 应用程序路径的获得 7

2.4 可获得的程序特征参数 7

2.5 对相应应用程序调用路径的解读 8

2.6 应用程序调用路径结果中的hotspot定义 8

2.7 估算功耗方法 8

2.8 实验机、实验软件选择 9

2.8.1 实验机选择 9

2.8.2 实验软件选择 10

2.9 实验路径追踪代码段 10

2.10 硬件组件功耗模型 11

第三章 路径追踪结果分析 12

3.1 音频播放 12

3.1.1 mp.setDataSource函数的trace结果 12

3.1.2 mp.prepare函数的trace结果 14

3.1.3 mp.start函数的trace结果 14

3.2 GPS定位服务 16

3.2.1 GPS定位文件中onStartCommand函数trace结果： 16

3.2.2 实际负责GPS定位功能相关应用程序路径 17

3.3 PULL解析服务 18

3.4 网络上传服务 19

3.4.1 网络上传服务trace分析结果 19

3.4.2 网络上传服务中最耗能应用程序路径分析 20

3.5 能耗估算结果 21

3.6 唤醒锁对智能手机能耗的影响 21

第四章 结束语 23

4.1 论文总结 23

4.2 局限性和进一步研究方向 23

参考文献（References） 24

致谢 25

绪 论

1.1 引言

智能手机是目前世界上最流行的通信平台设备。2015年年度智能手机相关报告中指出，2015年全球智能手机出货量达到14亿部，同时在我国，手机网民的数量上升至6.20亿^[1]。可见手机的受普及程度。进一步来看，手机作为市场中快速增长的一部分，提供着比传统手机更多更强大的功能。这些手机设备，包含一系列的通信接口、强大的处理能力、储存能力和无数如光强传感器、GPS定位器等传感器^[2]。

所谓智能手机是指拥有移动操作系统的手机。该设备包含了许多个人电脑处理系统的特性，并且具有许多其他有用的特性。智能手机具有移动电话以及其他流行通信设备的特性，比如掌上电脑（PDA）、媒体播放器、GPS导航单元和数码相机^[2]。大部分智能手机可以连接至互联网，并且运行第三方软件。它们以触摸屏作为人机交互界面，包括如LCD、OLED、AMOLED等等的屏幕^[2]。2012年后生产的智能手机基本带有4G、动作传感器和手机支付等功能^[2]。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：31568字