关于应用节电软件提升智能手机电池性能的构思 ——梁也凡

关于应用节电软件提升智能手机电池性能构思——致力于解决智能手机的致命短板摘要:本应用节电软件旨在通过优化智能手机的电池应用模式与充电模
式而达到提升智能手机电池性能、延长待机时间的目的，解决目前智能手机发展所遇到的瓶颈，进一步提升智能手机的市场竞争力。

由于智能手机拥有着广阔的前景，该构思若能付诸实践会产生良好的社会效益和经济效益，值得作为今后进一步研究的方向。

该论文则主要从该软件灵感来源、设计构思、应用原理、市场前景等几方面进行阐述。

关键词:跟踪电量智能充放电优化进程
引言:用过智能手机的人可能都有这样的感受，目前在电子市场大放异彩
吸引无数人眼球的智能手机有一个突出缺点：电池续航能力差。

这个缺点严重影响了智能手机的普及应用。

的确，无论你的手机屏幕多么大、性能配置多么高，电池没电了一切都是徒然。

智能手机具有独立的操作系统，可以由用户自行安装第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入，但其CPU、触摸式彩屏、Wi-Fi等耗电量都是惊人的。

而另一方面，电池在其出厂的时候电量的大小与性能的好坏就已经被确定了，在现有制造电池的工业化手段没能得到飞跃的时候，就读于软件工程专业的笔者就想到了利用应用软件来提升智能手机的电池性能，这不失为一种巧妙的解决方案。

而提升智能手机电池性能这一课题在全世界范围内受到了广泛的关注。

针对这一问题，传统的解决方案大都从某特殊点入手，希冀略作改动便能极大地提升智能手机电池性能，但迄今为止还没有一种较佳方案出现，因此有必要另辟蹊径，将提升智能手机电池性能看作一个完整宏伟的工程，每一个能提升其性能的改动都是这个宏伟工程不可或缺的一部分，积跬步以至千里，积小流以成江海，或许每一个努力微不足道，但集合在一起就会显示出强大的力量。

1.核心创意
本款全面提升智能手机电池性能的软件旨在解决智能手机发展过程中的瓶颈，其中包含了不少令人眼前一亮的创意：如在低电量的情况下该软件给予用户选择继续高耗电应用还是禁止高耗电应用以确保所需要的待机时长的机会；根据锂离子电池自身特点而设计的在未达最佳充电剩余电量而用户进行充电时的提醒不应充电与达到最佳储能电压即切断与外接充电电源联系的程序，并进行了实现耗时短
充电与理想缓充二者结合起来的有益尝试；该软件融合进程管理器功能彻底实现应用软件的随开随用，进行接通电话关屏与屏幕背光随光照而改变的处理旨在减少背光耗电等等。

最终达到该节电软件解决越来越突出的智能手机电池技术缺陷问题的目的。

图注:智能手机电池技术的缺陷会在2010年后更明显
2.功能设想
制作这样一款保护电池的应用软件，其应具有以下功能：首先能够实时更新显示电池用量百分比，这是为了能够提供准确电量数据使智能手机在电池电量的不同阶段分别采用不同的手机工作模式以及提示使用者把握电池充电时机进而达到对电池的进行保养防止电池过早劳损的目的。

其次能够完整控制电池充放电周期，一旦实现完全循环充电激活，电池的寿命将会比现在一般电池高出数倍，电池的损耗率也会成倍下降。

该软件可以精确地控制智能手机的充电电流与充电时间以采用更为科学的充电模式，全方位呵护智能手机娇弱的电池，
在延长电池寿命的同时也会增加智能手机的待机与应用时长。

最后能够直接控制手机各种功能的使用，这是为了合理规划智能手机各软件的使用，避免同时在后台运行多个软件以及减少乃至消除待机时使用第三方的屏幕保护程序，此外还可以对一些高耗电的功能进行随用随开、用后即关处理（譬如该软件开关蓝牙，要进行短距离数据传送的时候开启蓝牙，若达到设定时间没有进行新的蓝牙使用便自动关闭蓝牙。

又如该软件对播放器的控制，使得使用者在不听音乐、不看视频的时候自动关闭播放器。

）其中该软件的第一种与第二种功能主要是从降低智能手机电池损耗进而提升电池性能与续航时间上考虑的，而第三种功能则是基于电池电量一定的条件下单位时间内耗电量低则续航时间长这一朴素的观点，减少以至杜绝不必要的消耗电量，将有限的电能运用于使用者最需要的方面。

以上是对该款软件功能的具体要求，下面主要介绍一下该软件的既定功能要求的实现以及其工业产业化的大体过程。

3.具体设计理念
3.1.实时更新电量
现在能够实时更新显示电池用量百分比的软件已经投入了市场运作，笔者的iPhone 3GS就安装了这样一款软件，可以将该成型软件的功能整合到设计软件中使其具备该项功能，此后达到第一个要求功能就只需将智能手机的运行模式与准确电量联系起来。

当电池处于低电量的状态下该软件便启动智能手机低耗模式，在此模式下非常耗电的应用都将被禁止启用以确保智能手机能剩余进行一定时间待机
的电量，打电话与发短信永远是手机最基本的功能，智能手机无论其它功能多么先进也要首先保证这两个功能的应用；当电池处于高电量的状态下该软件便进入智能手机正常应用模式。

当智能手机由正常应用模式转变为低耗模式的时候，使用者便可根据自己的需要选择及时补充电能以使用高耗电应用或者短期内无法及时补充电能为了保证一定的待机时长而继续应用低耗模式了。

3.2.智能化充放电
很多电池都有记忆效应，充电过程应进行得格外谨慎。

目前智能手机应用广泛的锂离子电池虽说没有记忆效应，但其充电过程也是应给予足够重视的，毕竟锂离子电池寿命由充电次数与放电深度直接决定。

理论上每进行一次适度放电（过放电对锂离子电池危害极大，因此并不能等到电量耗尽再对其充电）达到最佳充电剩余电量（实验数据表明充电时剩余电量越少锂离子电池的循环寿命越短而每次充电量越大，但实际充电的相对总容量是由其循环寿命与每次充电量的乘积决定的，因此应找到二者最佳结合点，即最佳充电剩余电量）后再在电池不向外输送电能的情况下（即未处于工作状态中）缓充直至最佳储存电压（并非最大电压）是锂离子电池的最佳应用模式，但是实际上由于条件的限制，人们往往不能严格按照此最佳应用模式执行。

而该款软件在电池充电的过程中可以拓宽锂离子电池储存电能的渠道，将以往的大电流单一渠道的充电模式转变为小电流多渠道的充电模式（即调控活性锂离子的聚集区域，将整体电流分散至多个聚集区域，进行小股电流多区域充电），如此这般便可以一举解决人们对于
减少充电时间的要求与锂离子电池所要求的缓冲模式而非快冲模式之间的矛盾。

其次该软件也能够在电量未达到最佳充电剩余电量的时候提示使用者不应进行充电，避免减少实际充电的相对总容量，以达到完全循环充电的目的。

最后该软件可通过及时结束充电过程对充电电压与电流的限度进行控制，避免对锂离子电池损害极大的过充现象发生，并在充电结束后锂离子电池已达最佳储存电压的时候结束充电进程，防止进行充放电循环对锂离子电池造成损伤。

3.3.控制优化进程
能直接控制智能手机各种应用的软件首先必须掌握智能手机的各种进程。

很多软件在未使用时，在后台运行并未退出，依然耗费电能，这些电能便被用去做了无用功，而将进程管理器整合入该设计软件中，使其能筛选出在后台自动运行却并未被使用者正在应用的软件，从而可以及时结束无用进程，彻底实现应用软件的随开随用。

此外有些应用程序，譬如在待机时应用的第三方提供的屏幕保护程序，虽然一般看起来比较绚丽，但其实用价值实在有限，最起码与其耗电量相比是这样。

该软件在达到设定手机未工作时间之后直接进入黑屏状态，省略屏幕保护程序，使手机处于睡眠状态，等到使用者再操作手机的时候便立刻恢复。

从细节着手处理方能取得最佳效果，该款软件还改良了许多大家习以为常却在不知不觉之中耗费电能的显示效果，例如接听电话的时候现行手机一般都会开启屏幕背光，可几乎没有人会在接听电话的时候再去用双眼盯着手机屏幕，该款软件便开启了一旦接入电话自动屏幕暗光的功能，通话过程本身便使锂离子电池高强度放
电，接通电话就关屏有助于减小通话进行时锂离子电池的负荷。

又如用光敏材料制作智能手机的屏幕，将不同光照强度的信息转化为电信号传递给该软件，由该软件对收到电信号进行综合处理来控制背光的强弱，从而使其具备自动光控功能，可以根据光照强度自动调节背光的亮度，进一步降低占耗电总量较大部分的背光耗电。

4.市场前景展望
可以预计在不久的将来，智能手机会以其无可匹敌的功能可扩展性进一步挤压普通手机而占据手机销售市场份额的绝对多数。

而智能手机发展的致命短板就是其电池性能问题，也早已有人断言谁成功地解决了智能手机电池续航时间短的问题谁就将成为未来智能手机市场的最大赢家。

虽然该软件仍处在设计构思阶段，还未到具体应用实施阶段，但它凭借着广阔的应用前景必将吸引越来越多的软件行业精英投入到其研发的过程中来，加之越来越先进的科技水平，可以想见把该论文的设计构思付诸实践成功研发出该款软件直至将其市场化应在不久之后，我也会为实现这一目标做出自己应有的贡献的。

参考文献:
[1]何向明锂离子电池发展的前瞻——第14届国际锂电池会议评述[A] 北京:清华大学出版社 2008
[2] 温敏、王志国 Android智能手机系统中文件实时监控的研究和发现 [B] 科学技术与工程2009年第9卷第7期。