專利名稱：感知系統(tǒng)情境的智能手機(jī)電池使用時(shí)間指示方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手機(jī)電池，具體涉及一種感知系統(tǒng)情境的智能手機(jī)電池剩余使用時(shí)間 指示方法及系統(tǒng)，屬于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)算能力、存儲(chǔ)容量、多媒體處理能力快速發(fā)展，智能手機(jī)能夠 支持的應(yīng)用越來越多，功能越來越強(qiáng)大，向著多樣化、個(gè)性化的方向發(fā)展。然而，電池技術(shù)的 發(fā)展非常緩慢，難以滿足智能手機(jī)設(shè)備對(duì)電量的需求。智能手機(jī)面臨的一個(gè)主要問題是有 限電池容量限制了設(shè)備的使用時(shí)間和用戶體驗(yàn)。為了解決這個(gè)問題，人們一方面研究和開 發(fā)降低能耗、提高電池使用效率的各類方法；另一方面就是通過改進(jìn)智能手機(jī)和用戶的人 機(jī)交互方法，提高用戶的使用體驗(yàn)。智能手機(jī)是典型的交互式設(shè)備，用戶與系統(tǒng)的交互主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面1)智能 手機(jī)通過顯示器或發(fā)聲設(shè)備，向用戶指示系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀況和電池使用狀況，例如顯示 當(dāng)前剩余的電池電量或電池剩余使用時(shí)間；2)用戶通過智能手機(jī)的輸入設(shè)備和菜單啟動(dòng) 或終止應(yīng)用程序，調(diào)控使用系統(tǒng)的模式，例如啟動(dòng)不同的應(yīng)用，或者讓手機(jī)待機(jī)，從而改變 手機(jī)電池的使用時(shí)間。因此，從與電池使用時(shí)間相關(guān)的角度，提高用戶體驗(yàn)的一種方法就是能夠在智能 手機(jī)上提供良好的電池電量指示功能，準(zhǔn)確及時(shí)地把電池剩余使用時(shí)間信息以合理的方式 提供給用戶；或者能夠向用戶指示出如果用戶持續(xù)執(zhí)行某種特定應(yīng)用或操作情況下(如 打電話、看視頻、瀏覽網(wǎng)頁)的電池剩余使用時(shí)間；如果用戶調(diào)整操作或改變系統(tǒng)情境屬性 (降低顯示屏亮度或者減小聲音)，電池剩余使用時(shí)間延長或縮短的變化量。從而便于用戶 準(zhǔn)確地了解手機(jī)電池的狀況，根據(jù)自己對(duì)電池剩余使用時(shí)間的期望來調(diào)節(jié)自己的手機(jī)使用 模式。目前已有的手機(jī)上，大多數(shù)都只是用5-7格的條狀圖來顯示剩余電池電量的百分 比，用戶無法獲得手機(jī)使用時(shí)間的信息，也無法知道自己執(zhí)行某種操作情況下，手機(jī)使用時(shí) 間變化的準(zhǔn)確情況，不方便用戶做出合理的使用決策。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于使智能手機(jī)用戶能夠以電池剩余使用時(shí)間的方式，得到關(guān)于手 機(jī)電池的信息，還能夠獲得用戶改變操作或系統(tǒng)情境情況下，電池剩余使用時(shí)間的變化量 (延長或縮短)信息，以便用戶根據(jù)自己對(duì)電池剩余使用時(shí)間的期望來調(diào)節(jié)對(duì)手機(jī)的使用 模式。在本方法中，引入了系統(tǒng)情境屬性的概念，建立系統(tǒng)情境屬性與電池放電率以及 電池剩余使用時(shí)間三者的關(guān)系。這里所述系統(tǒng)情境指手機(jī)系統(tǒng)中影響電池消耗并且可以通 過軟件方式監(jiān)測(cè)得到的系統(tǒng)部件狀態(tài)的集合，所述系統(tǒng)情境屬性指構(gòu)成集合的單個(gè)系統(tǒng)部 件狀態(tài)，不同的系統(tǒng)情境屬性及其取值描述不同的系統(tǒng)情境。研究表明，系統(tǒng)情境特征與手
5機(jī)電池消耗有密切關(guān)系。利用實(shí)時(shí)的系統(tǒng)情境監(jiān)測(cè)獲取數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)手機(jī)電池使用時(shí)間的 方法，比利用電池放電率歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的方法，具有更高的準(zhǔn)確性和對(duì)變化負(fù)載的適 應(yīng)性。具體來說，本發(fā)明針對(duì)智能手機(jī)的電池使用時(shí)間指示方法包括下列步驟A.監(jiān)測(cè)不同的系統(tǒng)情境下電池放電過程的電池電量_時(shí)間信息，其實(shí)現(xiàn)方法為A1.讓手機(jī)執(zhí)行軟件，獲取穩(wěn)定的系統(tǒng)情境context和系統(tǒng)情境屬性。所述的“軟件”，指的是手機(jī)操作系統(tǒng)里可以執(zhí)行的程序，可以是任意的應(yīng)用程序 或后臺(tái)執(zhí)行的操作系統(tǒng)程序。所述系統(tǒng)情境指手機(jī)系統(tǒng)中影響電池消耗并且可以通過軟件方式監(jiān)測(cè)得到的系 統(tǒng)部件狀態(tài)的集合，；所述系統(tǒng)情境屬性指構(gòu)成集合的單個(gè)系統(tǒng)部件狀態(tài)，不同的系統(tǒng)情境 屬性及其取值描述不同的系統(tǒng)情境。所述系統(tǒng)情境包括屏幕背光亮度，處理器利用率，無 線網(wǎng)絡(luò)開關(guān)狀態(tài)，處理器等待輸入輸出的空閑時(shí)間比，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，及其他屬性。這些屬 性分別用符號(hào)brt，cpu,wifi, io, spd表示。所述的其他屬性指除上述屬性以外的系統(tǒng)部件狀態(tài)，例如傳感器開關(guān)狀態(tài)，GPS開 關(guān)狀態(tài)等?？紤]到不同型號(hào)的智能手機(jī)中可能包含不同的外設(shè)部件，此處用其他屬性描述， 處理方式與上述屬性相同。由一組確定的屬性值構(gòu)成的一個(gè)元組(brt，cpu, wifi, io, spd)描述一個(gè)特定 的系統(tǒng)情境，記為contextm，m表示本次采樣過程中穩(wěn)定的系統(tǒng)情境編號(hào)，取值范圍是 (1彡m彡M，M是系統(tǒng)情境總數(shù))。所述的“穩(wěn)定”，指的是所述的系統(tǒng)情境屬性值是常數(shù)或者變化范圍小于某一個(gè)值 (例如處理器利用率波動(dòng)范圍< 0.01)；A2.在該系統(tǒng)情境下監(jiān)測(cè)電池電量信息和時(shí)間信息。從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始監(jiān)測(cè)，讀 取電池電量c (用0 100的數(shù)值表示)，當(dāng)時(shí)的操作系統(tǒng)時(shí)間t，組成電池電量-時(shí)間對(duì)。 每當(dāng)智能手機(jī)電池電量發(fā)生變化的時(shí)刻，取得的數(shù)據(jù)元組記為(ti，Ci)寫入文件中。其中i 表示電量_時(shí)間的序列對(duì)編號(hào)，取值范圍是0 100。所述“操作系統(tǒng)”，是提供此類調(diào)用的任何智能手機(jī)操作系統(tǒng)，例如Android、 Symbian、Windows Mobile 操作系統(tǒng)。所述的“操作系統(tǒng)時(shí)間”，是操作系統(tǒng)返回的系統(tǒng)啟動(dòng)以來的相對(duì)時(shí)間或是國際格 林威治時(shí)間；A3.當(dāng)采樣次數(shù)達(dá)到采樣次數(shù)閾值N時(shí)停止采樣。從采樣起始到結(jié)束的這段時(shí)間 稱為采樣時(shí)間。用(、，C0)，(t1 C:), . . . (tN，cN)表示所述采樣時(shí)間內(nèi)的電池電量_時(shí)間對(duì) 序列，N是采樣次數(shù)閾值。所述的“采樣次數(shù)閾值N”應(yīng)當(dāng)保證所獲得的采樣數(shù)據(jù)能夠表征該系統(tǒng)情境狀態(tài)對(duì) 應(yīng)的電池放電率特征，可根據(jù)系統(tǒng)情境狀態(tài)調(diào)節(jié)，缺省值為100 ；A4.按照A1-A3所述方法，改變系統(tǒng)情境的屬性值，獲取m(m= 1，2，...M)個(gè)系統(tǒng) 情境下的電池電量-時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)序列，存入文件。相對(duì)于第一個(gè)系統(tǒng)情境，改變的情況有1)改變一個(gè)屬性的取值，例如屏幕亮度從30到255之間取值；而保持其他屬性值 不變；2)改變多個(gè)屬性的取值，例如保持屏幕亮度不變，改變處理器利用率和網(wǎng)絡(luò)傳輸
6數(shù)據(jù)量；3)改變?nèi)我粋€(gè)屬性值，都定義了一個(gè)新的Contextm ；B.計(jì)算每種系統(tǒng)情境下的電池放電率，建立通過系統(tǒng)情境屬性計(jì)算手機(jī)系統(tǒng)電池 放電率的回歸模型，其實(shí)現(xiàn)方法為Bi.從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)文件中，讀取一個(gè)系統(tǒng)情境Contextm對(duì)應(yīng)的電池電量-時(shí)間對(duì)序 列；B2.利用方法Bl所述電池電量-時(shí)間對(duì)序列，進(jìn)行線性擬合得到放電率曲線，如 圖2所示。圖中放電率曲線記為dr = a_km*t，其中a是該曲線與Y軸的交點(diǎn)處的電量值； km是放電曲線斜率絕對(duì)值，簡稱放電率，即為所述系統(tǒng)情境Contextm下的電池放電率參數(shù) (放電率單位時(shí)間里電池電量變化量，包括諸如用電壓，電流，功率等參量表示的電量變 化量)。把系統(tǒng)情境Contextm及對(duì)應(yīng)的放電率參數(shù)km保存到文件里。B3.從A4所述的文件中獲取不同的系統(tǒng)情境及其參數(shù)，重復(fù)B1-B2所述過程，計(jì) 算得到形如(km，brtm，cpum, wifim, iom, spdm)，(1彡m彡Μ)的數(shù)據(jù)序列組。所述的(brtm, cpum, wifim, iom, spdm)艮口為 Contextm 的展開形式；B4.對(duì)用B3獲得的數(shù)據(jù)序列組，進(jìn)行多元線性回歸分析，建立手機(jī)電池放電率與 系統(tǒng)情境屬性之間的關(guān)系模型。多元線性回歸模型表示為A = cX+ ε(公式 1)其中
在所述公式1中，A是一個(gè)nX 1的向量，表示上述計(jì)算獲得的電池放電率值，η取 值為方法Α4中所述的Μ;Χ是一個(gè)ηΧρ矩陣，表示上述系統(tǒng)情境屬性brt，cpu, wifi, io, spd的每一次取值；ρ是根據(jù)模型選用的系統(tǒng)情境屬性的個(gè)數(shù)，最小值為1，最大值不限，缺 省值為5; ε是模一個(gè)nXl的向量，表示隨機(jī)誤差；c是一個(gè)pXl矩陣，表示回歸模型系數(shù)， 通過回歸分析獲得，保存在文件中，用于下述方法C中計(jì)算電池放電率；C.在手機(jī)運(yùn)行過程中，采樣系統(tǒng)情境屬性值，根據(jù)系統(tǒng)情境屬性值，利用方法B4 獲得的模型系數(shù)，動(dòng)態(tài)計(jì)算電池放電率，用電池放電率預(yù)測(cè)電池使用時(shí)間，其實(shí)現(xiàn)方法為Cl.在任意時(shí)刻，獲取當(dāng)前電池電量值C，系統(tǒng)情境屬性值(brt，cpu, wifi, io, spd)；C2.取得操作系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的標(biāo)志電量耗盡的電量Ctl ；缺省值是2 ；C3.從文件中獲取電池放電率模型系數(shù)，計(jì)算電池放電率參數(shù)
，其中，
Ci是方法Β4所述的模型系數(shù)，Xi是系統(tǒng)情境屬性brt，cpu, wifi, io, spd的值。C4.利用上述方法C3所計(jì)算獲得的電池放電率k計(jì)算電池剩余使用時(shí)間為T = (C-C0)/(k)。時(shí)間以“小時(shí)分鐘”或者“分鐘”方式表示。D.根據(jù)用戶選擇，預(yù)測(cè)在現(xiàn)有電池電量情況下改變系統(tǒng)情境屬性值，手機(jī)電池的剩余使用時(shí)間的變化。實(shí)現(xiàn)方法如下Dl.獲取當(dāng)前電池電量C; D2.獲取用戶期望改變的系統(tǒng)情境屬性值，計(jì)算其對(duì)應(yīng)的電池放電率 D3.預(yù)測(cè)所述k所對(duì)應(yīng)的電池剩余使用時(shí)間為T ’ = (C-C0) / (k)。時(shí)間以“小時(shí) 分鐘”或者“分鐘”方式表示；D4.計(jì)算手機(jī)電池剩余使用時(shí)間的變化量ΔΤ = T' -T ；E.更新指示數(shù)據(jù)，并顯示。包括以下幾種情況El.定期更新顯示電池剩余持續(xù)時(shí)間；“定期”缺省時(shí)間為1分鐘，可由用戶配置為 其他時(shí)間。E2.當(dāng)用戶激活新的操作或改變系統(tǒng)情境屬性值時(shí)，更新所述的電池剩余使用時(shí) 間。E3.當(dāng)用戶選擇查看當(dāng)前電池電量下，其所關(guān)心的特定系統(tǒng)情境屬性值對(duì)應(yīng)的電 池剩余使用時(shí)間時(shí)，更新所述的時(shí)間。本發(fā)明同時(shí)包含一種智能手機(jī)操作系統(tǒng)中指示電池剩余使用時(shí)間的系統(tǒng)，該系統(tǒng) 由以下幾個(gè)模塊組成1).用戶配置模塊，用于讓用戶設(shè)置采樣閥值、時(shí)間指示方式、缺省的電池用完電 量值、定期更新顯示的時(shí)間間隔、預(yù)期改變的系統(tǒng)情境等信息。其中預(yù)期改變的系統(tǒng)情境信 息是必須輸入的信息，在用戶不指定的情況下，系統(tǒng)只顯示當(dāng)前系統(tǒng)情境下的電池剩余使 用時(shí)間；其余配置信息是備選信息，在不輸入的情況下，系統(tǒng)采用缺省信息。2).監(jiān)測(cè)模塊，用于從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)情境屬性、電池電量-時(shí)間信息；3).建模模塊，用于利用監(jiān)測(cè)獲得的系統(tǒng)情境屬性值、電池電量-時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)，建 立系統(tǒng)情境_電池放電率模型。實(shí)現(xiàn)的方法如方法B所示；4).存儲(chǔ)模塊，用于把用戶的各種配置、監(jiān)測(cè)模塊中得到的數(shù)據(jù)、以及建模模塊計(jì) 算得到的模型系數(shù)等信息保存到文件中；5).預(yù)測(cè)模塊，用于計(jì)算系統(tǒng)情境屬性對(duì)應(yīng)的電池使用時(shí)間，以及改變系統(tǒng)情境屬 性導(dǎo)致電池使用時(shí)間的變化。實(shí)現(xiàn)的方法如方法C、D所示；6).采樣模塊，用于讀取當(dāng)前的系統(tǒng)情境屬性及電池電量信息；7).顯示模塊，用于顯示電池在當(dāng)前系統(tǒng)情境下，或者改變系統(tǒng)情境屬性值導(dǎo)致電 池使用時(shí)間的變化量。實(shí)現(xiàn)的方法如方法E所示。以上各模塊間的關(guān)系如圖5所示1).用戶配置模塊接收用戶輸入配置信息，將采樣閾值等信息發(fā)給監(jiān)測(cè)模塊，將顯 示方式等信息發(fā)送給顯示模塊；2).監(jiān)測(cè)模塊將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲(chǔ)模塊；3).建模模塊從存儲(chǔ)模塊處獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將計(jì)算所得模型系數(shù)發(fā)送給存儲(chǔ)模 塊； 4).采樣模塊將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給預(yù)測(cè)模塊； 5).預(yù)測(cè)模塊從存儲(chǔ)模塊處獲得模型系數(shù)信息，從采樣模塊處獲得采樣數(shù)據(jù)；將 計(jì)算
所得結(jié)果發(fā)送給顯示模塊；6).顯示模塊將獲得的電池剩余使用時(shí)間，根據(jù)用戶配置，顯示在屏幕上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠感知用戶使用手機(jī)的當(dāng)前系統(tǒng)情境，不依賴特定的應(yīng)用程序 或者用戶身份，能夠獲得更高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，對(duì)穩(wěn)定和非穩(wěn)定負(fù)載具有更好的適應(yīng)性，向用戶 提供符合用戶心理需求的電池使用時(shí)間指示信息，從而有助于用戶按照自己的期望做出相 應(yīng)的選擇，使得智能手機(jī)的電池使用時(shí)間指示功能更加人性化，更加準(zhǔn)確，具有良好的市場(chǎng) 前景和應(yīng)用價(jià)值。


圖1 感知系統(tǒng)情境的智能手機(jī)電池使用時(shí)間指示方法流程圖；圖2 智能手機(jī)電池放電率曲線及電池使用時(shí)間預(yù)測(cè)公式；圖3 =HTC-Gl智能手機(jī)上系統(tǒng)情境為(255，0. 2,0,0. 008,0)時(shí)電池放電曲線及其 放電率；圖4 =HTC-Gl智能手機(jī)上快速排序程序系統(tǒng)情境為(255，1,0,0,0)時(shí)的電池放電 曲線；圖5 感知系統(tǒng)情境的智能手機(jī)電池使用時(shí)間指示軟件系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，通過一套在HTC-Gl智能手機(jī)上的手機(jī)電池剩余使用時(shí)間指示器 實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)現(xiàn)一個(gè)如圖5所示的應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括如圖所示的用戶配置、監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、 建模、預(yù)測(cè)、采樣、顯示7個(gè)模塊。方法流程圖如圖1所示。本發(fā)明方法包括a)在手機(jī)在多種系統(tǒng)情境下執(zhí)行期 間，監(jiān)測(cè)電池電量-時(shí)間對(duì)信息；b)用本發(fā)明方法對(duì)獲得的數(shù)據(jù)做分析，建立系統(tǒng)情境屬 性-電池放電率關(guān)系模型，獲得模型系數(shù)，保存在文件中；c)在手機(jī)軟件執(zhí)行期間，監(jiān)測(cè)電 池電量信息和系統(tǒng)情境屬性信息；d)根據(jù)系統(tǒng)情境屬性-電池放電率關(guān)系模型計(jì)算在該系 統(tǒng)情境狀態(tài)下的電池放電率；用放電率預(yù)測(cè)電池使用時(shí)間；e)根據(jù)放電率預(yù)測(cè)用戶改變系 統(tǒng)情境屬性值時(shí)，電池剩余使用時(shí)間延長或縮短的變化量。f)更新指示數(shù)據(jù)并顯示。具體 步驟如下1.監(jiān)測(cè)不同的系統(tǒng)情境下電池放電過程的電池電量-時(shí)間信息。具體監(jiān)測(cè)的步驟 描述如下a)手機(jī)操作系統(tǒng)啟動(dòng)后，用VideoPlayer播放一個(gè)“日落之前”的影片。設(shè)置屏幕 顯示亮度為255，關(guān)閉WiFi，聲音級(jí)別為3。b)在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，獲取當(dāng)前的系統(tǒng)情境context，包含5個(gè)系統(tǒng)情境屬性 (brt, cpu, wifi, io, spd)的取值為(255,0. 2,0,0. 008，0)。c)從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始采樣。第一個(gè)采樣點(diǎn)的操作系統(tǒng)時(shí)間是14:26:32，作為起始 時(shí)間點(diǎn)0，電池電量數(shù)值是99。記Uc^ctl)為(0，99)。每當(dāng)電池電量發(fā)生變化的時(shí)刻，進(jìn)行 一次采樣，共采樣100次。取得的數(shù)據(jù)對(duì)序列見表1 表1HTC-G1智能手機(jī)電池電量采樣數(shù)據(jù)d)改變系統(tǒng)情境屬性的取值，可以采取的方法包括但不限于改變屏幕亮度、執(zhí)行 不同的應(yīng)用程序如calculator，quicksort, ping等程序，開啟WiFi等，獲取如表2第1列 所示的16個(gè)系統(tǒng)情境屬性取值，監(jiān)測(cè)電池電量-時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)。受篇幅所限，此處略去采樣 數(shù)據(jù)。2.計(jì)算每種系統(tǒng)情境下的電池放電率，建立通過系統(tǒng)情境屬性計(jì)算手機(jī)系統(tǒng)電池 放電率的回歸模型。其具體實(shí)現(xiàn)方法為a)利用方法B1對(duì)表1所述電池電量_時(shí)間對(duì)序列，進(jìn)行線性擬合得到放電率曲 線，如圖3所示，得到放電曲線斜率絕對(duì)值，如表2第1行第2列所示。 表2示例系統(tǒng)情境屬性值及其對(duì)應(yīng)的電池放電率b)對(duì)上述步驟1的d)步驟所獲取的各個(gè)系統(tǒng)情境屬性值對(duì)應(yīng)的電池放電電 量_時(shí)間數(shù)據(jù)序列，按照方法Bl計(jì)算放電率，如表2的第2列所示，保存到文件里。c)對(duì)表2所示的數(shù)據(jù)序列組，進(jìn)行多元線性回歸分析，建立手機(jī)電池放電率與系 統(tǒng)情境屬性之間的模型，表達(dá)式如下k = 0. 252+0. 0008*brt+0. 118*cpu+0. 22*wifi+7. 090*io+0. 0017*spd (公式 2)
3.在手機(jī)運(yùn)行過程中，采樣系統(tǒng)情境屬性值，根據(jù)系統(tǒng)情境屬性值，利用方法B4 獲得的模型系數(shù)，動(dòng)態(tài)計(jì)算電池放電率，用電池放電率預(yù)測(cè)電池使用時(shí)間。具體步驟如下a)在手機(jī)上執(zhí)行一個(gè)快速排序程序(放電曲線如圖4所示)。當(dāng)電池電量為80時(shí)，獲取系統(tǒng)情境屬性值為(255，1，0，0，0)。b)利用所述系統(tǒng)情境屬性值和上述公式2，計(jì)算得到電池放電率為0. 574，預(yù)測(cè)電 池剩余使用時(shí)間為136分鐘；用基于歷史方法過去20分鐘的電池放電率預(yù)測(cè)的電池剩余使 用時(shí)間為108分鐘。實(shí)際測(cè)量，繼續(xù)執(zhí)行該程序，電池可用時(shí)間為135分鐘。因此用本方法 的誤差為1分鐘(1% )，用基于歷史方法誤差為27分鐘(15% )；4.根據(jù)用戶選擇，預(yù)測(cè)在現(xiàn)有電池電量情況下改變系統(tǒng)情境屬性值，手機(jī)電池使 用時(shí)間的變化量。預(yù)測(cè)的具體步驟如下a)假設(shè)用戶啟動(dòng)一個(gè)VideoPlayer程序播放視頻，屏幕亮度為255，當(dāng)電池電量為 60時(shí)，采樣得到系統(tǒng)情境屬性值為(255，0. 183,0,0. 007,0)。b)利用所述系統(tǒng)情境屬性值和上述公式2，計(jì)算得到電池放電率為0. 527，預(yù)測(cè) 電池剩余使用時(shí)間為110分鐘；用基于歷史方法的電池放電率預(yù)測(cè)的電池剩余使用時(shí)間為 104分鐘。實(shí)際測(cè)量如果繼續(xù)執(zhí)行該程序，電池可用時(shí)間為112分鐘。用本方法的誤差為2 分鐘(1.8%)，用基于歷史的方法誤差為8分鐘(7%)；c)如果此時(shí)用戶想知道改變屏幕亮度為80的情況下電池剩余使用時(shí)間的變化 量，則根據(jù)用戶輸入的屏幕亮度值，得到系統(tǒng)情境屬性值為(80，0. 183，0，0.007，0)。d)利用所述系統(tǒng)情境屬性值和上述公式2，計(jì)算得到電池放電率為0. 386，預(yù)測(cè)電 池使用時(shí)間為149分鐘。得到現(xiàn)有系統(tǒng)情境下的電池剩余使用時(shí)間與用戶選擇的新系統(tǒng)情 境下的電池剩余使用時(shí)間的變化量為ΔΤ = 149-110 = 39分鐘。實(shí)際測(cè)量，如果用戶確實(shí) 改變了當(dāng)前的屏幕亮度值為80，則電池實(shí)際使用時(shí)間為139分鐘，電池剩余使用時(shí)間的變 化量為27分鐘。本方法預(yù)測(cè)的誤差為39-27 = 12分鐘(7% )。如果采用基于歷史方法預(yù) 測(cè)電池剩余使用時(shí)間仍為104分鐘，電池剩余使用時(shí)間的變化量為Δ T ‘ = 104-104 = 0則 誤差為27分鐘(20% )05.更新指示數(shù)據(jù)，并顯示。具體步驟如下a)每隔1分鐘更新顯示電池使用時(shí)間。b)當(dāng)用戶使用手機(jī)時(shí)，每當(dāng)系統(tǒng)情境屬性值發(fā)生變化，即更新電池使用時(shí)間。c)當(dāng)用戶選擇查看更改某種系統(tǒng)情境屬性值時(shí)，更新對(duì)應(yīng)的電池使用時(shí)間變化量。在本實(shí)施例中，利用本方法預(yù)測(cè)誤差范圍為 7%，如果用基于歷史的方法預(yù) 測(cè)，誤差范圍為7% 20%?？梢姳痉椒軌?yàn)橛脩籼峁└鼮闇?zhǔn)確有效的指示，便于用戶按 照期望調(diào)節(jié)自己的使用模式，改進(jìn)用戶體驗(yàn)。最后需要注意的是，公布實(shí)施例的目的在于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修 改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán) 利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種智能手機(jī)操作系統(tǒng)中指示電池使用時(shí)間的方法，其特征在于，包括以下步驟A.監(jiān)測(cè)不同的系統(tǒng)情境下電池放電過程的電池電量-時(shí)間信息；B.計(jì)算每種系統(tǒng)情境下的電池放電率，建立通過系統(tǒng)情境屬性計(jì)算手機(jī)系統(tǒng)電池放電率的回歸模型；C.在手機(jī)運(yùn)行過程中，采樣系統(tǒng)情境屬性值，根據(jù)系統(tǒng)情境屬性值，利用方法B獲得的模型系數(shù)，動(dòng)態(tài)計(jì)算電池放電率，用電池放電率預(yù)測(cè)電池使用時(shí)間；D.根據(jù)用戶選擇，預(yù)測(cè)在現(xiàn)有電池電量情況下改變系統(tǒng)情境屬性值，手機(jī)電池的使用時(shí)間的變化；E.更新指示數(shù)據(jù)，并顯示在手機(jī)屏幕上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)測(cè)的電池時(shí)間顯示格式為“小時(shí)分鐘”或 “分鐘”；所述系統(tǒng)情境為影響手機(jī)系統(tǒng)能耗并且可以通過軟件方式監(jiān)測(cè)得到的情境，至少 包括屏幕亮度，處理器利用率，無線網(wǎng)絡(luò)開關(guān)狀態(tài)，處理器等待輸入輸出的空閑時(shí)間比，網(wǎng) 絡(luò)傳輸速度。這些屬性分別用符號(hào)brt，cpu,wifi, io, spd表示，由一組確定的屬性值構(gòu)成 的一個(gè)元組(brt，cpu, wifi, io, spd)描述一個(gè)特定的系統(tǒng)情境，記為contextm，m表示本 次采樣過程中穩(wěn)定的系統(tǒng)情境編號(hào)，取值范圍是1 < m < M，M是系統(tǒng)情境總數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟A的實(shí)現(xiàn)方法為A1.讓手機(jī)執(zhí)行軟件，獲取穩(wěn)定的系統(tǒng)情境context和系統(tǒng)情境屬性；A2.在該系統(tǒng)情境下監(jiān)測(cè)電池電量信息和時(shí)間信息，從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始監(jiān)測(cè)，讀取電池 電量c，當(dāng)時(shí)的操作系統(tǒng)時(shí)間t，組成電池電量-時(shí)間對(duì)，每當(dāng)智能手機(jī)電池電量發(fā)生變化的 時(shí)刻，取得的數(shù)據(jù)元組記為(ti，Ci)，寫入文件中；A3.當(dāng)采樣次數(shù)達(dá)到采樣次數(shù)閾值N時(shí)停止采樣，用(、， )，(、，。)，...(tN，cN)表示 所述采樣時(shí)間內(nèi)的電池電量-時(shí)間時(shí)序?qū)Γ籄4.按照A1-A3所述方法，改變系統(tǒng)情境的屬性值，獲取m(m = 1，2，. . . M)個(gè)系統(tǒng)情境 下的電池電量-時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)序列，存入文件。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟B的實(shí)現(xiàn)方法為B1.從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)文件中，讀取一個(gè)系統(tǒng)情境contextm對(duì)應(yīng)的電池電量-時(shí)間對(duì)序列；B2.把方法B1所述電池電量-時(shí)間對(duì)序列，進(jìn)行線性擬合得到放電率曲線，放電曲線 斜率的絕對(duì)值，簡稱放電率，即為所述系統(tǒng)情境contextm下的電池放電率參數(shù)，把系統(tǒng)情境 context,及對(duì)應(yīng)的放電率參數(shù)km保存到文件里；B3.從A4所述的文件中獲取不同的系統(tǒng)情境及其參數(shù)，重復(fù)B1-B2所述過程，計(jì)算得到 形如(km，brtm, cpum，wifim, iom，spdm)，(1 ≤ m ≤ M)的數(shù)據(jù)序列組；B4.對(duì)用B3獲得的數(shù)據(jù)序列組，進(jìn)行多元線性回歸分析，建立手機(jī)電池放電率與系統(tǒng) 情境屬性之間的關(guān)系模型，多元線性回歸模型表示為A = cX+ e其中 A是一個(gè)nXl的向量，表示上述計(jì)算獲得的電池放電率值，n取值為方法A4中所述的M ；X是一個(gè)nXp矩陣，表示上述系統(tǒng)情境屬性brt，cpu,wifi，io, spd的每一次取值；p是根 據(jù)模型選用的系統(tǒng)情境屬性的個(gè)數(shù)，最小值為1，最大值不限，缺省值為5; e是模一個(gè)nXl 的向量，表示隨機(jī)誤差；c是一個(gè)pXl矩陣，表示回歸模型系數(shù)，通過回歸分析獲得，保存在 文件中，用于后面計(jì)算電池放電率。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟C的實(shí)現(xiàn)方法為C1.在任意時(shí)刻，獲取當(dāng)前電池電量值C，系統(tǒng)情境屬性值(brt, cpu, wifi, io, spd)； C2.取得操作系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的標(biāo)志電量耗盡的電量C3.從文件中獲取電池放電率模型系數(shù)，計(jì)算電池放電率參數(shù) ，其中，。是方法B4所述的模型系數(shù)，Xi是系統(tǒng)情境屬性brt, cpu, wifi, io, spd的值；C4.利用上述方法C3所計(jì)算獲得的電池放電率k計(jì)算電池使用時(shí)間為T= (C-C0)/(k)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟D的實(shí)現(xiàn)方法為 D1.獲取當(dāng)前電池電量C;D2.獲取用戶期望改變的系統(tǒng)情境屬性值，計(jì)算其對(duì)應(yīng)的電池放電率 D3.預(yù)測(cè)所述k所對(duì)應(yīng)的電池使用時(shí)間為T' = (C-C0)/(k)； D4.計(jì)算手機(jī)電池使用時(shí)間的變化量AT = T' -T。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟E包括以下情況E1.定期更新顯示電池剩余持續(xù)時(shí)間；“定期”的缺省時(shí)間為1分鐘，可由用戶配置為其 他時(shí)間；E2.當(dāng)用戶激活新的操作或改變系統(tǒng)情境屬性時(shí)，更新所述的電池剩余使用時(shí)間； E3.當(dāng)用戶選擇查看當(dāng)前電池電量下，其所關(guān)心的特定系統(tǒng)情境屬性值對(duì)應(yīng)的電池剩 余使用時(shí)間時(shí)，更新所述的時(shí)間。
8.一種智能手機(jī)操作系統(tǒng)中指示電池使用時(shí)間的軟件系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 以下幾個(gè)模塊1)用戶配置模塊，用于讓用戶設(shè)置采樣閥值、時(shí)間指示方式、缺省的電池用完電量值、 定期更新顯示的時(shí)間間隔、預(yù)期改變的系統(tǒng)情境等信息，其中預(yù)期改變的系統(tǒng)情境信息是 必須輸入的信息，在用戶不指定的情況下，系統(tǒng)只顯示當(dāng)前系統(tǒng)情境下的電池剩余使用時(shí) 間；其余配置信息是備選信息，在不輸入的情況下，系統(tǒng)采用缺省信息；2)監(jiān)測(cè)模塊，用于從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)情境屬性、電池電量-時(shí)間信息；3)建模模塊，用于利用監(jiān)測(cè)獲得的系統(tǒng)情境屬性值、電池電量_時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)，建立系統(tǒng) 情境_電池放電率模型，實(shí)現(xiàn)的方法如方法B所示；4)存儲(chǔ)模塊，用于把用戶的各種配置、監(jiān)測(cè)模塊中得到的數(shù)據(jù)、以及建模模塊計(jì)算得到 的模型系數(shù)等信息保存到文件中；5)預(yù)測(cè)模塊，用于計(jì)算系統(tǒng)情境屬性對(duì)應(yīng)的電池使用時(shí)間，以及改變系統(tǒng)情境屬性導(dǎo) 致電池使用時(shí)間的變化，實(shí)現(xiàn)的方法如方法C、D所示；6)采樣模塊，用于讀取當(dāng)前的系統(tǒng)情境屬性及電池電量信息；7)顯示模塊，用于顯示電池在當(dāng)前系統(tǒng)情境下，或者改變系統(tǒng)情境屬性值導(dǎo)致電池使用時(shí)間的變化量，實(shí)現(xiàn)的方法如方法E所示。
9.如權(quán)利要求8所述的軟件系統(tǒng)，其特征在于1)用戶配置模塊接收用戶輸入配置信息，將采樣閾值等信息發(fā)給監(jiān)測(cè)模塊，將顯示方 式等信息發(fā)送給顯示模塊；2)監(jiān)測(cè)模塊將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲(chǔ)模塊；3)建模模塊從存儲(chǔ)模塊處獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將計(jì)算所得模型系數(shù)發(fā)送給存儲(chǔ)模塊；4)采樣模塊將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給預(yù)測(cè)模塊；5)預(yù)測(cè)模塊從存儲(chǔ)模塊處獲得模型系數(shù)信息，從采樣模塊處獲得采樣數(shù)據(jù)；將計(jì)算所 得結(jié)果發(fā)送給顯示模塊；6)顯示模塊將獲得的電池剩余使用時(shí)間，根據(jù)用戶配置，顯示在屏幕上。
10.如權(quán)利要求8所述的軟件系統(tǒng)，其特征在于，在手機(jī)上顯示電池可使用時(shí)間的格式 為“小時(shí)分鐘”或“分鐘”。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種感知系統(tǒng)情境的智能手機(jī)電池使用時(shí)間指示方法及系統(tǒng)，屬于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件領(lǐng)域。本發(fā)明方法包括采集電池電量-時(shí)間、系統(tǒng)情境屬性信息并做分析，建立系統(tǒng)情境屬性-電池放電率模型，根據(jù)系統(tǒng)情境屬性-電池放電率模型計(jì)算在各種系統(tǒng)情境下的電池放電率，根據(jù)電池放電率預(yù)測(cè)電池剩余使用時(shí)間，根據(jù)電池放電率預(yù)測(cè)用戶改變系統(tǒng)情境屬性值時(shí)，電池剩余使用時(shí)間延長或縮短的變化量。本發(fā)明可用于在智能手機(jī)上指示電池剩余使用時(shí)間，以及改變系統(tǒng)情境屬性值對(duì)電池剩余使用時(shí)間的影響，使得智能手機(jī)的電池電量指示功能更加人性化，對(duì)電池剩余使用時(shí)間預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確，具有良好的市場(chǎng)前景和應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H04M1/725GK101860623SQ201010199410
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者馮青, 趙霞, 郭耀, 陳向群 申請(qǐng)人:北京大學(xué)