簡(jiǎn)述Windows CE 電源管理的三種方式

WindowsCE是微軟公司嵌入式、移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)，它是一個(gè)開(kāi)放的、可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類(lèi)的電子設(shè)備操作系統(tǒng)，它是精簡(jiǎn)的Windows 95，Windows CE的圖形用戶(hù)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(zhuān)門(mén)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(duì)小型設(shè)備(它是典型的擁有有限內(nèi)存的無(wú)磁盤(pán)系統(tǒng))的通用操作系統(tǒng)，

Windows CE 可以通過(guò)設(shè)計(jì)一層位于內(nèi)核和硬件之間代碼來(lái)用設(shè)定硬件平臺(tái)，這即是眾所周知的硬件抽象層(HAL)(在以前解釋時(shí)，這被稱(chēng)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(hù)關(guān)閉了一個(gè)使用電池的Windows CE 設(shè)備，電源系統(tǒng)不會(huì)關(guān)閉PC電源，事實(shí)上，只是系統(tǒng)被掛起用戶(hù)打開(kāi)設(shè)備電源，設(shè)備不會(huì)像PC一樣重新啟動(dòng)，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(huì)像掛起前一樣運(yùn)行。

1 查詢(xún)電源狀態(tài)

要查詢(xún)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(zhǎng)度，和一個(gè)布爾值，表示告訴操作系統(tǒng)是否應(yīng)該查詢(xún)電池驅(qū)動(dòng)來(lái)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(xún)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(huì)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(dòng)一樣。應(yīng)用程序使用GetSystemPowerStatusEx2來(lái)自動(dòng)預(yù)防和檢測(cè)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(shí)，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(lái)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(guò)是對(duì)系統(tǒng)備份電池來(lái)說(shuō)。因?yàn)檫@些值大多數(shù)難以測(cè)量，許多系統(tǒng)簡(jiǎn)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(cè)量這些值的能力，這些區(qū)域也被簡(jiǎn)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(lèi)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(hù)關(guān)閉了一個(gè)使用電池的Windows CE 設(shè)備，電源系統(tǒng)不會(huì)關(guān)閉PC電源，事實(shí)上，只是系統(tǒng)被掛起當(dāng)用戶(hù)打開(kāi)設(shè)備電源，設(shè)備不會(huì)像PC一樣重新啟動(dòng)，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(qǐng)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(guò)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(huì)討論。可是無(wú)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(duì)這些系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，下面的技術(shù)會(huì)很方便。

3 關(guān)閉電源

應(yīng)用程序可以通過(guò)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(kāi)。事實(shí)上，大多數(shù)SDK沒(méi)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(guò)簡(jiǎn)單地模擬用戶(hù)按關(guān)閉按鈕來(lái)關(guān)閉系統(tǒng)。你可以通過(guò)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(huì)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(huì)有關(guān)閉對(duì)話框之類(lèi)的圖像，和真實(shí)按下按鈕的畫(huà)面一樣)。如果你的程序無(wú)法在keybd_event函數(shù)之前停止工作，添加一個(gè)Sleep調(diào)用來(lái)使應(yīng)用程序暫停一些毫秒來(lái)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(lè)播放器應(yīng)用程序，當(dāng)用戶(hù)聽(tīng)音樂(lè)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(guò)Ext-Escape函數(shù)。這是一個(gè)顯示和打印機(jī)驅(qū)動(dòng)的后門(mén)。Windows CE顯示驅(qū)動(dòng)支持許多設(shè)備轉(zhuǎn)義代碼(escape codes)，這些被公布在Platform Builder中。對(duì)于我們的目的來(lái)說(shuō)，只有兩個(gè)轉(zhuǎn)義代碼被用到：SETPOWERMANAGEMENT來(lái)設(shè)置顯示的電源狀態(tài)和QUERYESCSUPPORT來(lái)查詢(xún)是否SETPOWERMANAGEMENT被驅(qū)動(dòng)支持。下面的例子打開(kāi)或關(guān)閉系統(tǒng)顯示通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)，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(guò)調(diào)用ExtEscape和QUERYESCSUPPORT命令來(lái)查詢(xún)是否支持轉(zhuǎn)移代碼。被查詢(xún)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(kāi)電源系統(tǒng)

首先，一個(gè)應(yīng)用程序通過(guò)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(huì)分配一些中斷條件，以便管理系統(tǒng)電源打開(kāi)，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(wèn)題。Windows CE系統(tǒng)通常被設(shè)置為當(dāng)一段時(shí)間沒(méi)有用戶(hù)輸入就自動(dòng)掛起。要防止自動(dòng)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(lái)監(jiān)視用戶(hù)輸入的定時(shí)器。如果定時(shí)器到達(dá)預(yù)先的沒(méi)有用戶(hù)輸入的間隔，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)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(lái)查詢(xún)。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(dòng)掛起，你需要查詢(xún)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(lái)神秘的名字被對(duì)應(yīng)于一些友好的系統(tǒng)級(jí)別名稱(chēng)。

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(guò)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(cè)表中，SDK定義了PWRMGR_REG_KEY，以致你不得不知道注冊(cè)表的字符串，但是當(dāng)常量沒(méi)定義的時(shí)間，電源管理程序注冊(cè)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?xiě)?yīng)用程序從手動(dòng)檢測(cè)電源狀態(tài)中解脫出來(lái)。一個(gè)應(yīng)用程序可以通過(guò)調(diào)用RequestPowerNotifications請(qǐng)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(huì)通過(guò)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(lái)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(zhǎng)度是可變的。第一個(gè)字段是通知自己的標(biāo)識(shí)，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(lài)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(zhǎng)度。SystemPowerState中包含的數(shù)據(jù)依賴(lài)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(zhǎng)度，就需要用Length字段去除TCHAR的size。

對(duì)于PBT_POWERINFOCHANGE通知來(lái)說(shuō)，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(lái)控制電源狀態(tài)。有兩個(gè)方式來(lái)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(qǐng)求電源狀態(tài)不要低于給定的級(jí)別。

一個(gè)應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用函數(shù)SetSystemPowerState可以請(qǐng)求特定的電源狀態(tài)。

電源狀態(tài)可以被請(qǐng)求通過(guò)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(shí)被請(qǐng)求的狀態(tài)。這個(gè)字符串必須和注冊(cè)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(guò)調(diào)用SetPowerRequirement來(lái)請(qǐng)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(duì)電源設(shè)定做優(yōu)化以滿(mǎn)足應(yīng)用程序的需要。一個(gè)使用SetPowerRequirement會(huì)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(duì)于在pvSystemState中已命名的電源請(qǐng)求才是有效的。設(shè)備可能無(wú)法更改請(qǐng)求的狀態(tài)。

應(yīng)用程序應(yīng)當(dāng)注銷(xiāo)通過(guò)調(diào)用ReleasePowerRequirement來(lái)注銷(xiāo)請(qǐng)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。