基于Android移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)負(fù)載預(yù)測(cè)的低功耗的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)的使用可以減少能量空洞等問(wèn)題，并且可以通過(guò)優(yōu)化移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)路徑以更合理的利用傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，從而延長(zhǎng)整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。然后移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)是采用電池供電，其上的LCD和協(xié)調(diào)器等都是高能耗的模塊，因此通過(guò)系統(tǒng)軟件對(duì)這些高能模塊進(jìn)行有效的管理對(duì)減少移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)的低能耗有重要的意義。
　　Android作為目前移動(dòng)終端非常流行的操作系統(tǒng)，其積極的電源管理機(jī)制能夠保證移動(dòng)終端上的高

2、能耗模塊能在第一時(shí)間被關(guān)閉，從而盡可能地為移動(dòng)終端節(jié)約更多的能源。并且開(kāi)發(fā)的基于Android的應(yīng)用程序是運(yùn)行在Dalvik虛擬機(jī)上的，因此具有很強(qiáng)的可移植性，只要移動(dòng)終端采用的是Android系統(tǒng)，那么相關(guān)的Android應(yīng)用程序不需要任何修改即可順利地安裝到移動(dòng)終端上運(yùn)行。
　　由于Android系統(tǒng)在移動(dòng)終端上的這些優(yōu)勢(shì)，那么在移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)上移植Android系統(tǒng)也將給移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)帶來(lái)這些優(yōu)勢(shì)。但是通過(guò)對(duì)Androi

3、d系統(tǒng)內(nèi)核的電源管理機(jī)制的分析發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)的Android系統(tǒng)只有喚醒、早起掛起、睡眠三種功耗狀態(tài)，沒(méi)有針對(duì)具體的移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)提供更細(xì)粒度的電源管理，并且Android系統(tǒng)中CPU負(fù)載的預(yù)測(cè)算法是前值預(yù)測(cè)算法(PAST)，該算法負(fù)載預(yù)測(cè)的精度比較低。
　　為了使Android系統(tǒng)更適合移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)，降低更多的能耗，本文將從兩個(gè)方面來(lái)對(duì)基于Android移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì):
　　(1)在標(biāo)準(zhǔn)Android系統(tǒng)

4、已有的喚醒、早起掛起、睡眠三種功耗狀態(tài)的基礎(chǔ)上增加一種預(yù)掛起狀態(tài)，通過(guò)DPM技術(shù)，利用電源管理的sys接口文件新增加的offdev和ondev接口對(duì)移動(dòng)Sink的USB設(shè)備進(jìn)行注銷和枚舉，以使Android系統(tǒng)進(jìn)入和退出預(yù)掛起狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的電源管理，降低移動(dòng)Sink外圍設(shè)備的功耗。
　　(2)對(duì)Android系統(tǒng)默認(rèn)的Ondemand調(diào)頻器的CPU負(fù)載預(yù)測(cè)算法(PAST)進(jìn)行改進(jìn)，提出權(quán)值自適應(yīng)的線性預(yù)測(cè)算法(SAWDLP)

5、。和PAST算法相比，SAWDLP算法能夠利用更多的歷史負(fù)載，并且歷史負(fù)載的權(quán)值可以隨著歷史負(fù)載的變化而變化，以保持當(dāng)前權(quán)值的最優(yōu)，從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的負(fù)載預(yù)測(cè)，然后通過(guò)DVFS技術(shù)選擇更適合的頻率，在保證性能的同時(shí)降低CPU的功耗。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)可以通過(guò)預(yù)掛起狀態(tài)對(duì)USB設(shè)備進(jìn)行管理，并且與PAST算法相比，SAWDLP能提高負(fù)載預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度85.20％，降低移動(dòng)Sink整體功耗0.40％，達(dá)到了移動(dòng)Sink低功耗設(shè)計(jì)的目的，