簡述Windows CE 電源管理的三種方式
WindowsCE是微軟公司嵌入式、移動計(jì)算平臺的基礎(chǔ),它是一個(gè)開放的、可升級的32位嵌入式操作系統(tǒng),是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作系統(tǒng),它是精簡的Windows 95,Windows CE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。Windows CE作業(yè)系統(tǒng)是Windows家族中最新的成員,專門設(shè)計(jì)給掌上型電腦(HPCs)所使用的電腦環(huán)境。這樣的作業(yè)系統(tǒng)可使完整的可攜式技術(shù)與現(xiàn)有的Windows桌面技術(shù)整合工作。 Windows CE 被設(shè)計(jì)成針對小型設(shè)備(它是典型的擁有有限內(nèi)存的無磁盤系統(tǒng))的通用操作系統(tǒng),
Windows CE 可以通過設(shè)計(jì)一層位于內(nèi)核和硬件之間代碼來用設(shè)定硬件平臺,這即是眾所周知的硬件抽象層(HAL)(在以前解釋時(shí),這被稱為 OEMC (原始設(shè)備制造)適應(yīng)層,即 OAL; 內(nèi)核壓縮層,即 KAL。 以免與微軟的 Windows NT 操作系統(tǒng) HAL 混淆) 。
當(dāng)用戶關(guān)閉了一個(gè)使用電池的Windows CE 設(shè)備,電源系統(tǒng)不會關(guān)閉PC電源,事實(shí)上,只是系統(tǒng)被掛起用戶打開設(shè)備電源,設(shè)備不會像PC一樣重新啟動,而是被喚醒,返回到與系統(tǒng)掛起前一樣的狀態(tài)。這樣導(dǎo)致一個(gè)應(yīng)用程序在喚醒后會像掛起前一樣運(yùn)行。
1 查詢電源狀態(tài)
要查詢系統(tǒng)當(dāng)前的電源狀態(tài),你必須調(diào)用DWORD GetSystemPowerStatusEx2 (PSYSTEM_POWER_STATUS_EX2 pSystemPowerStatusEx2, DWORD dwLen, BOOL fUpdate);
函數(shù)帶了三個(gè)參數(shù):一個(gè)指向SYSTEM_POWER_ STATUS_EX2結(jié)構(gòu)的指針,結(jié)構(gòu)的長度,和一個(gè)布爾值,表示告訴操作系統(tǒng)是否應(yīng)該查詢電池驅(qū)動來得到最后的信息或者直接返回電池緩存中的信息。系統(tǒng)大約每5秒查詢一次電池狀態(tài),因此,如果第三個(gè)差數(shù)是FALSE,得到的數(shù)據(jù)不會太舊。結(jié)構(gòu)SYSTEM_POWER_STATUS_EX2被定義為
typedef struct _SYSTEM_POWER_STATUS_EX2 {
BYTE ACLineStatus;
BYTE BatteryFlag;
BYTE BatteryLifePercent;
BYTE Reserved1;
DWORD BatteryLifeTime;
DWORD BatteryFullLifeTime;
BYTE Reserved2;
BYTE BackupBatteryFlag;
BYTE BackupBatteryLifePercent;
BYTE Reserved3;
DWORD BackupBatteryLifeTime;
DWORD BackupBatteryFullLifeTime;
WORD BatteryVoltage;
DWORD BatteryCurrent;
DWORD BatteryAverageCurrent;
DWORD BatteryAverageInterval;
DWORD BatterymAHourConsumed;
DWORD BatteryTemperature;
DWORD BackupBatteryVoltage;
BYTE BatteryChemistry;
} SYSTEM_POWER_STATUS_EX2;
在我描述的這個(gè)巨大的結(jié)構(gòu)之前,我必須告誡你,這個(gè)結(jié)構(gòu)返回的數(shù)據(jù)精確程度和電池驅(qū)動一樣。應(yīng)用程序使用GetSystemPowerStatusEx2來自動預(yù)防和檢測系統(tǒng)是否可能運(yùn)行應(yīng)用程序。
第一個(gè)區(qū)域,ACLineStatus,包含一個(gè)標(biāo)志,表示系統(tǒng)是否連接到AC 電源。BatteryFlag區(qū)域,提供了一個(gè)總的標(biāo)識,表示當(dāng)前系統(tǒng)的電池狀態(tài),可以有以下值:
BATTERY_FLAG_HIGH
BATTERY_FLAG_LOW
BATTERY_FLAG_CRITICAL
BATTERY_FLAG_CHARGING
BATTERY_FLAG_NO_BATTERY
BATTERY_FLAG_UNKNOWN
BatteryLifePercent區(qū)域包含估計(jì)的電池電量能夠維持的百分比。數(shù)值可能是0到100之間的一個(gè),或用255表示百分比未知。BatteryLifeTime區(qū)域表示電池耗盡之前可以維持的秒數(shù)。如果該值不能估計(jì),填入BATTERY_LIFE_UNKNOWN。
接下來的第四個(gè)區(qū)域(不計(jì)算保留區(qū)域)重復(fù)了前面的表述,只不過是對系統(tǒng)備份電池來說。因?yàn)檫@些值大多數(shù)難以測量,許多系統(tǒng)簡單地返回“unknown”給這些區(qū)域。
剩下的區(qū)域描述了電池和備用電池的電力狀態(tài),因?yàn)樵S多系統(tǒng)缺少測量這些值的能力,這些區(qū)域也被簡單地默認(rèn)為“unknown”。最后一個(gè)區(qū)域,BatteryChemistry,包含一個(gè)標(biāo)志,表示系統(tǒng)中電池的類型。
Windows CE是典型的使用電池供電的系統(tǒng)。這使得正確操作系統(tǒng)十分關(guān)鍵,應(yīng)用程序大多數(shù)時(shí)間都不需要關(guān)注Windows CE 設(shè)備的電源損耗,但是在某些時(shí)候,你可能要注意這些損耗。
當(dāng)用戶關(guān)閉了一個(gè)使用電池的Windows CE 設(shè)備,電源系統(tǒng)不會關(guān)閉PC電源,事實(shí)上,只是系統(tǒng)被掛起當(dāng)用戶打開設(shè)備電源,設(shè)備不會像PC一樣重新啟動,而是被喚醒,返回到與系統(tǒng)掛起前一樣的狀態(tài)。事實(shí)上,應(yīng)用程序根本不知道它被掛起,除非它明確地請求當(dāng)系統(tǒng)掛起時(shí)通知它。
2 改變電源狀態(tài)
應(yīng)用程序能通過一系列的方式改變系統(tǒng)的電源狀態(tài)。在基于Windows CE.NET系統(tǒng)的較新系統(tǒng)中,首選的方式是使用電源管理程序,在之后的章節(jié)將會討論??墒菬o論如何,還有大量的基于早期Windows CE版本的系統(tǒng)以及Windows CE.NET不包含電源管理程序版本。對這些系統(tǒng)來說,下面的技術(shù)會很方便。
3 關(guān)閉電源
應(yīng)用程序可以通過調(diào)用一個(gè)少有資料的GwesPowerOffSystem函數(shù)掛起系統(tǒng)。這個(gè)函數(shù)可以在大多數(shù)版本W(wǎng)indows CE中使用,但是最近才被公開。事實(shí)上,大多數(shù)SDK沒有包含這個(gè)函數(shù)的原型,你可能要提供原型。這個(gè)函數(shù)定義為 void GwesPowerOffSystem(void);
如果你想避免使用很少資料的函數(shù),你可以通過簡單地模擬用戶按關(guān)閉按鈕來關(guān)閉系統(tǒng)。你可以通過使用keybd_event函數(shù)很容易地允許你的應(yīng)用程序掛起系統(tǒng),如下:
keybd_event (VK_OFF, 0, KEYEVENTF_SILENT, 0);
keybd_event (VK_OFF, 0, KEYEVENTF_SILENT │ KEYEVENTF_KEYUP, 0);
這兩個(gè)keybd_event調(diào)用模擬了按和釋放電源按鈕,電源按鈕的虛擬鍵值是VK_OFF。執(zhí)行前面的兩行代碼將掛起系統(tǒng)。因?yàn)樘摂M鍵代碼在執(zhí)行時(shí)會由GWES表現(xiàn),兩個(gè)函數(shù)可能在系統(tǒng)掛起前有一些狀態(tài)的表現(xiàn)(譯者注:屏幕上會有關(guān)閉對話框之類的圖像,和真實(shí)按下按鈕的畫面一樣)。如果你的程序無法在keybd_event函數(shù)之前停止工作,添加一個(gè)Sleep調(diào)用來使應(yīng)用程序暫停一些毫秒來讓GWES真實(shí)地掛起系統(tǒng)。
3 關(guān)閉系統(tǒng)
如果系統(tǒng)有有色背光顯示,主要的電源消耗不是CPU而是背光。在一些環(huán)境下,一個(gè)應(yīng)用程序需要運(yùn)行卻不需要顯示在屏幕上。一個(gè)例子是音樂播放器應(yīng)用程序,當(dāng)用戶聽音樂的時(shí)候,不關(guān)注屏幕。在這些情形下,有能力關(guān)閉背光將意味著提高電池壽命。
在Windows CE中,顯示的控制是通過Ext-Escape函數(shù)。這是一個(gè)顯示和打印機(jī)驅(qū)動的后門。Windows CE顯示驅(qū)動支持許多設(shè)備轉(zhuǎn)義代碼(escape codes),這些被公布在Platform Builder中。對于我們的目的來說,只有兩個(gè)轉(zhuǎn)義代碼被用到:SETPOWERMANAGEMENT來設(shè)置顯示的電源狀態(tài)和QUERYESCSUPPORT來查詢是否SETPOWERMANAGEMENT被驅(qū)動支持。下面的例子打開或關(guān)閉系統(tǒng)顯示通過顯示驅(qū)動,并且支持完全的轉(zhuǎn)義代碼:
//
// Defines and structures taken from pwingdi.h in the Platform Builder
//
#define QUERYESCSUPPORT 8
#define SETPOWERMANAGEMENT 6147
#define GETPOWERMANAGEMENT 6148
typedef enum _VIDEO_POWER_STATE {
VideoPowerOn = 1,
VideoPowerStandBy,
VideoPowerSuspend,
VideoPowerOff
} VIDEO_POWER_STATE, *PVIDEO_POWER_STATE;
typedef struct _VIDEO_POWER_MANAGEMENT {
ULONG Length;
ULONG DPMSVersion;
ULONG PowerState;
} VIDEO_POWER_MANAGEMENT, *PVIDEO_POWER_MANAGEMENT;
//----------------------------------------------------------------------
// SetVideoPower - Turns on or off the display
//
int SetVideoPower (BOOL fOn) {
VIDEO_POWER_MANAGEMENT vpm;
int rc, fQueryEsc;
HDC hdc;
// Get the display dc.
hdc = GetDC (NULL);
// See if supported.
fQueryEsc = SETPOWERMANAGEMENT;
rc = ExtEscape (hdc, QUERYESCSUPPORT, sizeof (fQueryEsc),
(LPSTR)&fQueryEsc, 0, 0);
if (rc == 0) {
// No support, fail.
ReleaseDC (NULL, hdc);
return -1;
}
// Fill in the power management structure.[!--empirenews.page--]
vpm.Length = sizeof (vpm);
vpm.DPMSVersion = 1;
if (fOn)
vpm.PowerState = VideoPowerOn;
else
vpm.PowerState = VideoPowerOff;
// Tell the driver to turn on or off the display.
rc = ExtEscape (hdc, SETPOWERMANAGEMENT, sizeof (vpm),
(LPSTR)&vpm, 0, 0);
// Always release what you get.
ReleaseDC (NULL, hdc);
return 0;
}
前面的代碼通過調(diào)用ExtEscape和QUERYESCSUPPORT命令來查詢是否支持轉(zhuǎn)移代碼。被查詢的命令首先交給輸入緩沖,如果SETPOWERMANAGEMENT命令被支持,程序就填充VIDEO_POWER_MANAGEMENT結(jié)構(gòu)并再次調(diào)用ExtEscape設(shè)置電源狀態(tài)。
4 打開電源系統(tǒng)
首先,一個(gè)應(yīng)用程序通過給定一個(gè)時(shí)間,并使用11章提到的消息API(Notification API)做系統(tǒng)被喚醒的計(jì)劃。在一般情況下,OEM廠商會分配一些中斷條件,以便管理系統(tǒng)電源打開,或喚醒。這種方式的一個(gè)例子是一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)防止了一個(gè)同步架(synchronization cradle)時(shí)被喚醒。
5 防止系統(tǒng)關(guān)閉電源
相反的情況,防止系統(tǒng)掛起也是一個(gè)問題。Windows CE系統(tǒng)通常被設(shè)置為當(dāng)一段時(shí)間沒有用戶輸入就自動掛起。要防止自動掛起,一個(gè)應(yīng)用程序可以周期性地調(diào)用一下函數(shù):
void WINAPI SystemIdleTimerReset (void);
這個(gè)函數(shù)重設(shè)Windows CE用來監(jiān)視用戶輸入的定時(shí)器。如果定時(shí)器到達(dá)預(yù)先的沒有用戶輸入的間隔,系統(tǒng)會自動掛起。因?yàn)閽炱鸪瑫r(shí)值可以被改變,一個(gè)應(yīng)用程序需要知道超時(shí)值,這樣就要多一點(diǎn)調(diào)用SystemIdleTimerReset。系統(tǒng)維護(hù)三個(gè)超時(shí)值,這些都能夠使用SystemParametersInfo來查詢。傳遞給SystemParametersInfo的常量的不同表現(xiàn),顯示如下:
SPI_GETBATTERYIDLETIMEOUT
SPI_GETEXTERNALIDLETIMEOUT
SPI_GETWAKEUPIDLETIMEOUT
要防止電源被自動掛起,你需要查詢這三個(gè)值,并在最短時(shí)間內(nèi)返回之前調(diào)用SystemIdleTimerReset。如果超時(shí)值被設(shè)置為0,表示超時(shí)值被禁止。
6 電源管理程序
一個(gè)新的,獨(dú)立的電源管理組件在Windows CE .NET 4.0中被引入了。這個(gè)電源管理程序替代了許多GWES以前完成的函數(shù)。電源管理程序定義了一系列的電源狀態(tài),如D0,D1,D2,和D3。這些看起來神秘的名字被對應(yīng)于一些友好的系統(tǒng)級別名稱。
從應(yīng)用程序的觀點(diǎn)看,新的電源管理程序提供了通知電源狀態(tài)改變的能力以及通過一系列的函數(shù)統(tǒng)一改變電源狀態(tài)的能力。
系統(tǒng)的電源狀態(tài)被定義在注冊表中,SDK定義了PWRMGR_REG_KEY,以致你不得不知道注冊表的字符串,但是當(dāng)常量沒定義的時(shí)間,電源管理程序注冊數(shù)據(jù)被保留在HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\Power。電源狀態(tài)被定義作為子鍵,位于Key State。
7 電源通知
電源管理程序一個(gè)十分受歡迎的特點(diǎn)是,可以在系統(tǒng)電源狀態(tài)改變時(shí)通知應(yīng)用程序。這可以讓應(yīng)用程序從手動檢測電源狀態(tài)中解脫出來。一個(gè)應(yīng)用程序可以通過調(diào)用RequestPowerNotifications請求電源管理程序當(dāng)電源狀態(tài)改變的時(shí)候發(fā)送一個(gè)通知給應(yīng)用程序。電源管理程序會通過一個(gè)由應(yīng)用程序前面建立的消息隊(duì)列發(fā)送通知。
RequestPowerNotifications原型如下。
HANDLE RequestPowerNotifications (HANDLE hMsgQ, DWORD Flags);
第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)應(yīng)用程序在之前建立的消息隊(duì)列的句柄。第二個(gè)參數(shù)是一系列參數(shù),表示應(yīng)用程序想接收的通知。
PBT_TANSITION
PBT_RESUME
PBT_POWERSTATUSCHANGE
PBT_POWERINFOCHANGE
POWER_NOTIFY_ALL
RequestPowerNotifications函數(shù)返回一個(gè)電源通知的句柄,失敗返回NULL。消息隊(duì)列建立的時(shí)候必須使應(yīng)用程序有讀權(quán)限,因?yàn)閼?yīng)用程序?qū)南㈥?duì)列中讀取電源通知。
要接收通知,應(yīng)用程序必須使用WaitForSingleObject來阻塞消息句柄。實(shí)際的通知將由結(jié)構(gòu)POWER_BROADCAST表中被接收到。
typedef struct _POWER_BROADCAST {
DWORD Message;
DWORD Flags;
DWORD Length;
WCHAR SystemPowerState[1];
} POWER_BROADCAST, *PPOWER_BROADCAST;
第一個(gè)要注意的是,這個(gè)結(jié)構(gòu)長度是可變的。第一個(gè)字段是通知自己的標(biāo)識,這個(gè)字段可以填前面PBT_標(biāo)志列表之一。Flags區(qū)可以包括以下標(biāo)志,依賴于被接收的通知:
POWER_STATE_ON
POWER_STATE_OFF
POWER_STATE_CRITICAL
POWER_STATE_BOOT
POWER_STATE_IDLE
POWER_STATE_SUSPEND
POWER_STATE_RESET
最后兩個(gè)字段是相互關(guān)聯(lián)的。Length字段是SystemPowerState字段數(shù)據(jù)的長度。SystemPowerState中包含的數(shù)據(jù)依賴于被發(fā)送的通知。注意,Length字段是以字節(jié)為單位的,當(dāng)字符是雙字節(jié)的Uncode字符時(shí),需要獲得字符串字符的長度,就需要用Length字段去除TCHAR的size。
對于PBT_POWERINFOCHANGE通知來說,SystemPowerState字段包含一個(gè)PPOWER_BROADCAST_POWER_INFO結(jié)構(gòu):
typedef struct _POWER_BROADCAST_POWER_INFO {
DWORD dwNumLevels;
DWORD dwBatteryLifeTime;
DWORD dwBatteryFullLifeTime;
DWORD dwBackupBatteryLifeTime;
DWORD dwBackupBatteryFullLifeTime;
BYTE bACLineStatus;
BYTE bBatteryFlag;
BYTE bBatteryLifePercent;
BYTE bBackupBatteryFlag;
BYTE bBackupBatteryLifePercent;
} POWER_BROADCAST_POWER_INFO, *PPOWER_BROADCAST_POWER_INFO;
注意,這里有一些字段的名字和函數(shù)十分相似于前面討論的SYSTEM_POWER_STATUS_EX2結(jié)構(gòu)。
8 設(shè)置電源狀態(tài)
電源管理程序提供的函數(shù)也允許應(yīng)用程序來控制電源狀態(tài)。有兩個(gè)方式來控制電源。第一個(gè)方式是應(yīng)用程序給定一個(gè)電源設(shè)定。第二個(gè)方式是應(yīng)用程序請求電源狀態(tài)不要低于給定的級別。
一個(gè)應(yīng)用程序通過調(diào)用函數(shù)SetSystemPowerState可以請求特定的電源狀態(tài)。
電源狀態(tài)可以被請求通過指定前兩個(gè)參數(shù)。如果第一個(gè)參數(shù)是非零值,它指向一個(gè)字符串標(biāo)識被請求的狀態(tài)。這個(gè)字符串必須和注冊表中列出的電源狀態(tài)之一相匹配。
調(diào)用SetSystemPowerState是一個(gè)直接改變電源狀態(tài)的方法。更巧妙的方法是通過調(diào)用SetPowerRequirement來請求系統(tǒng)維持應(yīng)用程序所需最低限度的電源狀態(tài)。SetSystemPowerState是假定應(yīng)用程序知道所需狀態(tài),而調(diào)用SetPowerRequirement是允許系統(tǒng)對電源設(shè)定做優(yōu)化以滿足應(yīng)用程序的需要。一個(gè)使用SetPowerRequirement會比較方便的例子是,一個(gè)使用串口的應(yīng)用程序需要串口在進(jìn)行通信時(shí)保持住電源狀態(tài)。SetPowerRequirement被定義如下。
HANDLE SetPowerRequirement (PVOID pvDevice,
CEDEVICE_POWER_STATE DeviceState,
ULONG DeviceFlags, PVOID pvSystemState,
ULONG StateFlags);
第一個(gè)參數(shù)指定了應(yīng)用程序需要維護(hù)電源狀態(tài)的設(shè)備。DeviceState參數(shù)定義了設(shè)備的電源狀態(tài)。CEDEVICE_POWER_STATE指定了狀態(tài)范圍是從D0(意味著設(shè)備是處于最大功耗狀態(tài))到D4表示設(shè)備被關(guān)閉。DeviceFlags參數(shù)由兩個(gè)標(biāo)志合并而成:POWER_NAME,表示設(shè)備名有效;POWER_FORCE,表示設(shè)備應(yīng)當(dāng)維持當(dāng)前狀態(tài)甚至當(dāng)系統(tǒng)掛起時(shí)。如果pvSystemState不為NULL,它表示只有對于在pvSystemState中已命名的電源請求才是有效的。設(shè)備可能無法更改請求的狀態(tài)。
應(yīng)用程序應(yīng)當(dāng)注銷通過調(diào)用ReleasePowerRequirement來注銷請求,原型如下。
DWORD ReleasePowerRequirement (HANDLE hPowerReq);
這里唯一的參數(shù)是從SetPowerRequirement里返回的句柄。