论文总字数：35956字

摘 要

如今，越来越多高性能、智能化的电子产品进入人们的生活。由于对产品便捷性的需要，笔记本电脑已经成为人们工作和生活中不可缺少的工具。相较于台式电脑，笔记本电脑的便携性使得人们的办公地点不再固定，人们可以随时随地地享受笔记本电脑带来的便利，而电源则是这一特性得以实现的基础，而电源的性能将直接影响到笔记本电脑的性能。为了更好地满足人们工作便利的需求，笔记本电脑对于轻薄的要求越来越高，随之而来的是对电源性能要求的提高。由于电池能量密度的提高速度无法满足需要，因而优化电源管理来提高电源性能就显得非常重要。如何使得电源进行合理的功率输出和有效的热管理，进而实现电源的持久续航是电源管理系统面对的主要问题。一个高效的笔记本电源管理系统，应当可以控制电源高效稳定地输出，最大化电源利用率，从而提高电池的续航时间和电脑的性能。

本毕设目的在于开发一个手提电脑电池的管理系统，用于实现对于笔记本电脑电源、CPU和内存等硬件的实时监控，并获取进程信息，告知用户进程的耗能状况，让用户可以方便地管理笔记本电脑的电源。在本次毕设中，将使用python来进行代码编写，使用psutil来实时获取软硬件状态，使用Pyqt5模块进行UI设计，以及使用Pyqtgraph模块来实现数据的可视化，把数据转化为图表显示在用户界面中。

关键词：手提电脑电源管理；CPU、内存和进程监控；Python;Psutil模块

Abstract

Nowadays, more and more high-performance, intelligent electronic products have entered people‘s lives. Due to the need for product convenience ,laptops have become an indispensable tool in people‘s work and life. Compared to desktop computers, the portability of laptops makes people‘s office locations no longer fixed, People can enjoy the convenience of laptop wherever they are, and power is the basis for this feature.The performance of the power supply will directly affect the performance of the notebook. In order to better meet the needs of people‘s work convenience, the demand for thin and light laptops is getting higher and higher, which is followed by the improvement of power supply performance requirements. Since the increase in battery energy density is not sufficient, it is important to optimize power management to improve power performance. How to make the power supply with reasonable power output and effective thermal management, and thus achieve the long-lasting battery life is the main problem faced by the power management system. An efficient laptop’s power management system is supposed to control the power supply‘s efficient and stable output,while maximizing power utilization to improve battery life and computer performance.

The purpose of this graduation project is to develop a management system for laptop batteries for real-time monitoring of hardware such as notebook power, CPU and memory, as well as obtain process information, inform the user of the energy consumption of the process, and facilitate the user to manage the power of the laptop.In this project, Python will be used for code writing, Psutil module for hardware information, Pyqt5 module for UI design, and Pyqtgraph module for data visualization, which will be converted into charts for display in the UI interface.

Keywords: Laptop power management, CPU, memory and process monitoring, Python, Psutil module

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 开发背景和意义 1

1.2 研究现状 1

1.3 研究的方法 2

1.4 论文的结构 2

第二章 可行性分析与需求分析 3

2.1 可行性分析 3

2.1.1 技术可行性 3

2.1.2 经济可行性 3

2.1.3 社会可行性 3

2.1.4 营运可行性 3

2.1.5操作可行性 3

2.2 需求分析 4

2.2.1 系统开发的目的 4

2.2.2 系统的开发要求 4

2.2.3 系统的主要功能 4

2.2.4 系统的E-R图 4

2.2.5 系统角色分析 6

2.2.6 用例说明 6

2.3 用户对象分析 7

2.4 本章小结 7

第三章 系统概要设计 8

3.1系统的开发环境和相关技术 8

3.1.1系统开发环境 8

3.1.2 系统开发语言 8

3.1.3 Pycharm工具 8

3.1.4 系统主要模块介绍 9

3.2数据库设计 9

3.2.1 数据库概念结构设计 9

3.2.2 数据库逻辑结构设计 9

3.2.3 数据库表详细设计 10

3.3本章小结 11

第四章 系统的详细设计与实现 12

4.1 系统设计 12

4.1.1 连接数据库 12

4.1.2 电源和CPU模块 12

4.1.3 内存模块 13

4.1.4 进程信息模块 14

4.2 UI界面设计 17

4.2.1 数据库连接 17

4.2.2 创建和初始化容器 18

4.2.3 电源信息可视化 21

4.2.4 CPU和内存信息可视化 22

4.2.5 进程信息可视化 22

4.2.6 省电模式 24

4.2.7 进程能耗占比模块 25

4.3本章小结 27

第五章 系统测试与评价 28

5.1测试的作用 28

5.2 功能测试 28

5.2.1 电源信息模块测试 28

5.2.2 CPU和内存可视化模块测试 28

5.2.3进程信息模块测试 29

5.2.4进程耗能占比模块测试 30

5.2.5省电模式模块测试 31

5.3本章小结 31

第六章 总结 32

第七章 致谢 33

参 考 文 献 34

引言

开发背景和意义

如今，笔记本电脑的性能有了飞跃式的发展，已经可以满足人们对于工作和娱乐的需要。由于台式电脑过于笨重，使得办公地点、方式非常固定，难以适应如今工作和生活的节奏。而笔记本电脑以其便携性的显著优势，将人们从固定的办公方式中解脱出来，使得人们能够随时随地进行工作、学习和娱乐。如今，越来越多的人使用笔记本电脑来满足工作和生活需要，笔记本电脑市场发展迅速。

由于笔记本电脑功能的实现依赖于电源，而其轻、小、薄的特点也进一步提升了它对于电源的要求。有文献[21]可知，虽然微型燃料电池发展迅速，将会逐步取代锂电池的地位，但目前电池的能量密度仍无法满足需要，因此通过笔记本电源管理系统来实现对于电源的监控和输出控制，从而延长电源的续航就显得格外重要。

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