關(guān)于應(yīng)用節(jié)電軟件提升智能手機(jī)電池性能的構(gòu)思 ——梁也凡

1、關(guān)于應(yīng)用節(jié)電軟件提升智能手機(jī)電池性能構(gòu)思致力于解決智能手機(jī)的致命短板摘要: 本應(yīng)用節(jié)電軟件旨在通過(guò)優(yōu)化智能手機(jī)的電池應(yīng)用模式與充電模式而達(dá)到提升智能手機(jī)電池性能、延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間的目的，解決目前智能手機(jī)發(fā)展所遇到的瓶頸，進(jìn)一步提升智能手機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。由于智能手機(jī)擁有著廣闊的前景，該構(gòu)思若能付諸實(shí)踐會(huì)產(chǎn)生良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，值得作為今后進(jìn)一步研究的方向。該論文則主要從該軟件靈感來(lái)源、設(shè)計(jì)構(gòu)思、應(yīng)用原理、市場(chǎng)前景等幾方面進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞: 跟蹤電量 智能充放電 優(yōu)化進(jìn)程引言:用過(guò)智能手機(jī)的人可能都有這樣的感受，目前在電子市場(chǎng)大放異彩吸引無(wú)數(shù)人眼球的智能手機(jī)有一個(gè)突出缺點(diǎn)：電池續(xù)航能力差。這個(gè)缺

2、點(diǎn)嚴(yán)重影響了智能手機(jī)的普及應(yīng)用。的確，無(wú)論你的手機(jī)屏幕多么大、性能配置多么高，電池沒(méi)電了一切都是徒然。智能手機(jī)具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，可以由用戶自行安裝第三方服務(wù)商提供的程序，通過(guò)此類程序來(lái)不斷對(duì)手機(jī)的功能進(jìn)行擴(kuò)充，并可以通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入，但其CPU、觸摸式彩屏、Wi-Fi等耗電量都是驚人的。而另一方面，電池在其出廠的時(shí)候電量的大小與性能的好壞就已經(jīng)被確定了，在現(xiàn)有制造電池的工業(yè)化手段沒(méi)能得到飛躍的時(shí)候，就讀于軟件工程專業(yè)的筆者就想到了利用應(yīng)用軟件來(lái)提升智能手機(jī)的電池性能，這不失為一種巧妙的解決方案。而提升智能手機(jī)電池性能這一課題在全世界范圍內(nèi)受到了廣泛的關(guān)注。針對(duì)這一問(wèn)題，傳統(tǒng)

3、的解決方案大都從某特殊點(diǎn)入手，希冀略作改動(dòng)便能極大地提升智能手機(jī)電池性能，但迄今為止還沒(méi)有一種較佳方案出現(xiàn)，因此有必要另辟蹊徑，將提升智能手機(jī)電池性能看作一個(gè)完整宏偉的工程，每一個(gè)能提升其性能的改動(dòng)都是這個(gè)宏偉工程不可或缺的一部分，積跬步以至千里，積小流以成江海，或許每一個(gè)努力微不足道，但集合在一起就會(huì)顯示出強(qiáng)大的力量。1. 核心創(chuàng)意本款全面提升智能手機(jī)電池性能的軟件旨在解決智能手機(jī)發(fā)展過(guò)程中的瓶頸，其中包含了不少令人眼前一亮的創(chuàng)意：如在低電量的情況下該軟件給予用戶選擇繼續(xù)高耗電應(yīng)用還是禁止高耗電應(yīng)用以確保所需要的待機(jī)時(shí)長(zhǎng)的機(jī)會(huì)；根據(jù)鋰離子電池自身特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的在未達(dá)最佳充電剩余電量而用戶進(jìn)行充

4、電時(shí)的提醒不應(yīng)充電與達(dá)到最佳儲(chǔ)能電壓即切斷與外接充電電源聯(lián)系的程序，并進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)耗時(shí)短充電與理想緩充二者結(jié)合起來(lái)的有益嘗試；該軟件融合進(jìn)程管理器功能徹底實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件的隨開(kāi)隨用，進(jìn)行接通電話關(guān)屏與屏幕背光隨光照而改變的處理旨在減少背光耗電等等。最終達(dá)到該節(jié)電軟件解決越來(lái)越突出的智能手機(jī)電池技術(shù)缺陷問(wèn)題的目的。圖注:智能手機(jī)電池技術(shù)的缺陷會(huì)在2010年后更明顯2.功能設(shè)想制作這樣一款保護(hù)電池的應(yīng)用軟件，其應(yīng)具有以下功能：首先能夠?qū)崟r(shí)更新顯示電池用量百分比，這是為了能夠提供準(zhǔn)確電量數(shù)據(jù)使智能手機(jī)在電池電量的不同階段分別采用不同的手機(jī)工作模式以及提示使用者把握電池充電時(shí)機(jī)進(jìn)而達(dá)到對(duì)電池的進(jìn)行保養(yǎng)防止電

5、池過(guò)早勞損的目的。其次能夠完整控制電池充放電周期，一旦實(shí)現(xiàn)完全循環(huán)充電激活，電池的壽命將會(huì)比現(xiàn)在一般電池高出數(shù)倍，電池的損耗率也會(huì)成倍下降。該軟件可以精確地控制智能手機(jī)的充電電流與充電時(shí)間以采用更為科學(xué)的充電模式，全方位呵護(hù)智能手機(jī)嬌弱的電池，在延長(zhǎng)電池壽命的同時(shí)也會(huì)增加智能手機(jī)的待機(jī)與應(yīng)用時(shí)長(zhǎng)。最后能夠直接控制手機(jī)各種功能的使用，這是為了合理規(guī)劃智能手機(jī)各軟件的使用，避免同時(shí)在后臺(tái)運(yùn)行多個(gè)軟件以及減少乃至消除待機(jī)時(shí)使用第三方的屏幕保護(hù)程序，此外還可以對(duì)一些高耗電的功能進(jìn)行隨用隨開(kāi)、用后即關(guān)處理（譬如該軟件開(kāi)關(guān)藍(lán)牙，要進(jìn)行短距離數(shù)據(jù)傳送的時(shí)候開(kāi)啟藍(lán)牙，若達(dá)到設(shè)定時(shí)間沒(méi)有進(jìn)行新的藍(lán)牙使用便自動(dòng)關(guān)

6、閉藍(lán)牙。又如該軟件對(duì)播放器的控制，使得使用者在不聽(tīng)音樂(lè)、不看視頻的時(shí)候自動(dòng)關(guān)閉播放器。）其中該軟件的第一種與第二種功能主要是從降低智能手機(jī)電池?fù)p耗進(jìn)而提升電池性能與續(xù)航時(shí)間上考慮的，而第三種功能則是基于電池電量一定的條件下單位時(shí)間內(nèi)耗電量低則續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)這一樸素的觀點(diǎn)，減少以至杜絕不必要的消耗電量，將有限的電能運(yùn)用于使用者最需要的方面。以上是對(duì)該款軟件功能的具體要求，下面主要介紹一下該軟件的既定功能要求的實(shí)現(xiàn)以及其工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的大體過(guò)程。3.具體設(shè)計(jì)理念3.1.實(shí)時(shí)更新電量現(xiàn)在能夠?qū)崟r(shí)更新顯示電池用量百分比的軟件已經(jīng)投入了市場(chǎng)運(yùn)作，筆者的iPhone 3GS就安裝了這樣一款軟件，可以將該成型軟件的

7、功能整合到設(shè)計(jì)軟件中使其具備該項(xiàng)功能，此后達(dá)到第一個(gè)要求功能就只需將智能手機(jī)的運(yùn)行模式與準(zhǔn)確電量聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)電池處于低電量的狀態(tài)下該軟件便啟動(dòng)智能手機(jī)低耗模式，在此模式下非常耗電的應(yīng)用都將被禁止啟用以確保智能手機(jī)能剩余進(jìn)行一定時(shí)間待機(jī)的電量，打電話與發(fā)短信永遠(yuǎn)是手機(jī)最基本的功能，智能手機(jī)無(wú)論其它功能多么先進(jìn)也要首先保證這兩個(gè)功能的應(yīng)用；當(dāng)電池處于高電量的狀態(tài)下該軟件便進(jìn)入智能手機(jī)正常應(yīng)用模式。當(dāng)智能手機(jī)由正常應(yīng)用模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈秃哪Ｊ降臅r(shí)候，使用者便可根據(jù)自己的需要選擇及時(shí)補(bǔ)充電能以使用高耗電應(yīng)用或者短期內(nèi)無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充電能為了保證一定的待機(jī)時(shí)長(zhǎng)而繼續(xù)應(yīng)用低耗模式了。3.2. 智能化充放電很多電池都

8、有記憶效應(yīng)，充電過(guò)程應(yīng)進(jìn)行得格外謹(jǐn)慎。目前智能手機(jī)應(yīng)用廣泛的鋰離子電池雖說(shuō)沒(méi)有記憶效應(yīng)，但其充電過(guò)程也是應(yīng)給予足夠重視的，畢竟鋰離子電池壽命由充電次數(shù)與放電深度直接決定。理論上每進(jìn)行一次適度放電（過(guò)放電對(duì)鋰離子電池危害極大，因此并不能等到電量耗盡再對(duì)其充電）達(dá)到最佳充電剩余電量（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明充電時(shí)剩余電量越少鋰離子電池的循環(huán)壽命越短而每次充電量越大，但實(shí)際充電的相對(duì)總?cè)萘渴怯善溲h(huán)壽命與每次充電量的乘積決定的，因此應(yīng)找到二者最佳結(jié)合點(diǎn)，即最佳充電剩余電量）后再在電池不向外輸送電能的情況下（即未處于工作狀態(tài)中）緩充直至最佳儲(chǔ)存電壓（并非最大電壓）是鋰離子電池的最佳應(yīng)用模式，但是實(shí)際上由于條件的限

9、制，人們往往不能嚴(yán)格按照此最佳應(yīng)用模式執(zhí)行。而該款軟件在電池充電的過(guò)程中可以拓寬鋰離子電池儲(chǔ)存電能的渠道，將以往的大電流單一渠道的充電模式轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰娏鞫嗲赖某潆娔Ｊ剑凑{(diào)控活性鋰離子的聚集區(qū)域，將整體電流分散至多個(gè)聚集區(qū)域，進(jìn)行小股電流多區(qū)域充電），如此這般便可以一舉解決人們對(duì)于減少充電時(shí)間的要求與鋰離子電池所要求的緩沖模式而非快沖模式之間的矛盾。其次該軟件也能夠在電量未達(dá)到最佳充電剩余電量的時(shí)候提示使用者不應(yīng)進(jìn)行充電，避免減少實(shí)際充電的相對(duì)總?cè)萘?，以達(dá)到完全循環(huán)充電的目的。最后該軟件可通過(guò)及時(shí)結(jié)束充電過(guò)程對(duì)充電電壓與電流的限度進(jìn)行控制，避免對(duì)鋰離子電池?fù)p害極大的過(guò)充現(xiàn)象發(fā)生，并在充電結(jié)束后

10、鋰離子電池已達(dá)最佳儲(chǔ)存電壓的時(shí)候結(jié)束充電進(jìn)程，防止進(jìn)行充放電循環(huán)對(duì)鋰離子電池造成損傷。3.3. 控制優(yōu)化進(jìn)程能直接控制智能手機(jī)各種應(yīng)用的軟件首先必須掌握智能手機(jī)的各種進(jìn)程。很多軟件在未使用時(shí)，在后臺(tái)運(yùn)行并未退出，依然耗費(fèi)電能，這些電能便被用去做了無(wú)用功，而將進(jìn)程管理器整合入該設(shè)計(jì)軟件中，使其能篩選出在后臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行卻并未被使用者正在應(yīng)用的軟件，從而可以及時(shí)結(jié)束無(wú)用進(jìn)程，徹底實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件的隨開(kāi)隨用。此外有些應(yīng)用程序，譬如在待機(jī)時(shí)應(yīng)用的第三方提供的屏幕保護(hù)程序，雖然一般看起來(lái)比較絢麗，但其實(shí)用價(jià)值實(shí)在有限，最起碼與其耗電量相比是這樣。該軟件在達(dá)到設(shè)定手機(jī)未工作時(shí)間之后直接進(jìn)入黑屏狀態(tài)，省略屏幕保護(hù)程

11、序，使手機(jī)處于睡眠狀態(tài)，等到使用者再操作手機(jī)的時(shí)候便立刻恢復(fù)。從細(xì)節(jié)著手處理方能取得最佳效果，該款軟件還改良了許多大家習(xí)以為常卻在不知不覺(jué)之中耗費(fèi)電能的顯示效果，例如接聽(tīng)電話的時(shí)候現(xiàn)行手機(jī)一般都會(huì)開(kāi)啟屏幕背光，可幾乎沒(méi)有人會(huì)在接聽(tīng)電話的時(shí)候再去用雙眼盯著手機(jī)屏幕，該款軟件便開(kāi)啟了一旦接入電話自動(dòng)屏幕暗光的功能，通話過(guò)程本身便使鋰離子電池高強(qiáng)度放電，接通電話就關(guān)屏有助于減小通話進(jìn)行時(shí)鋰離子電池的負(fù)荷。又如用光敏材料制作智能手機(jī)的屏幕，將不同光照強(qiáng)度的信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給該軟件，由該軟件對(duì)收到電信號(hào)進(jìn)行綜合處理來(lái)控制背光的強(qiáng)弱，從而使其具備自動(dòng)光控功能，可以根據(jù)光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)背光的亮度，進(jìn)一步降低占耗電總量較大部分的背光耗電。4. 市場(chǎng)前景展望可以預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，智能手機(jī)會(huì)以其無(wú)可匹敵的功能可擴(kuò)展性進(jìn)一步擠壓普通手機(jī)而占據(jù)手機(jī)銷售市場(chǎng)份額的絕對(duì)多數(shù)。而智能手機(jī)發(fā)展的致命短板就是其電池性能問(wèn)題，也早已有人斷言誰(shuí)成功地解決了智能手機(jī)電池續(xù)航時(shí)間短的問(wèn)題誰(shuí)就將成為未來(lái)智能手機(jī)市場(chǎng)的最大贏家。雖然該軟件仍處在設(shè)計(jì)構(gòu)思階段，還未到具體應(yīng)用實(shí)施階段，但它憑借著廣闊的應(yīng)用前景必將吸引越來(lái)越多的軟件行業(yè)精英投入到其研發(fā)的過(guò)程中來(lái)，