简述Windows CE 电源管理的三种方式

WindowsCE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统，它是精简的Windows 95，Windows CE的图形用户界面相当出色。Windows CE作业系统是Windows家族中最新的成员，专门设计给掌上型电脑(HPCs)所使用的电脑环境。这样的作业系统可使完整的可携式技术与现有的Windows桌面技术整合工作。 Windows CE 被设计成针对小型设备(它是典型的拥有有限内存的无磁盘系统)的通用操作系统，

Windows CE 可以通过设计一层位于内核和硬件之间代码来用设定硬件平台，这即是众所周知的硬件抽象层(HAL)(在以前解释时，这被称为 OEMC (原始设备制造)适应层，即 OAL; 内核压缩层，即 KAL。 以免与微软的 Windows NT 操作系统 HAL 混淆) 。

当用户关闭了一个使用电池的Windows CE 设备，电源系统不会关闭PC电源，事实上，只是系统被挂起用户打开设备电源，设备不会像PC一样重新启动，而是被唤醒，返回到与系统挂起前一样的状态。这样导致一个应用程序在唤醒后会像挂起前一样运行。

1 查询电源状态

要查询系统当前的电源状态，你必须调用DWORD GetSystemPowerStatusEx2 (PSYSTEM_POWER_STATUS_EX2 pSystemPowerStatusEx2， DWORD dwLen， BOOL fUpdate);

函数带了三个参数：一个指向SYSTEM_POWER_ STATUS_EX2结构的指针，结构的长度，和一个布尔值，表示告诉操作系统是否应该查询电池驱动来得到最后的信息或者直接返回电池缓存中的信息。系统大约每5秒查询一次电池状态，因此，如果第三个差数是FALSE，得到的数据不会太旧。结构SYSTEM_POWER_STATUS_EX2被定义为

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;

在我描述的这个巨大的结构之前，我必须告诫你，这个结构返回的数据精确程度和电池驱动一样。应用程序使用GetSystemPowerStatusEx2来自动预防和检测系统是否可能运行应用程序。

第一个区域，ACLineStatus，包含一个标志，表示系统是否连接到AC 电源。BatteryFlag区域，提供了一个总的标识，表示当前系统的电池状态，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区域包含估计的电池电量能够维持的百分比。数值可能是0到100之间的一个，或用255表示百分比未知。BatteryLifeTime区域表示电池耗尽之前可以维持的秒数。如果该值不能估计，填入BATTERY_LIFE_UNKNOWN。

接下来的第四个区域(不计算保留区域)重复了前面的表述，只不过是对系统备份电池来说。因为这些值大多数难以测量，许多系统简单地返回“unknown”给这些区域。

剩下的区域描述了电池和备用电池的电力状态，因为许多系统缺少测量这些值的能力，这些区域也被简单地默认为“unknown”。最后一个区域，BatteryChemistry，包含一个标志，表示系统中电池的类型。

Windows CE是典型的使用电池供电的系统。这使得正确操作系统十分关键，应用程序大多数时间都不需要关注Windows CE 设备的电源损耗，但是在某些时候，你可能要注意这些损耗。

当用户关闭了一个使用电池的Windows CE 设备，电源系统不会关闭PC电源，事实上，只是系统被挂起当用户打开设备电源，设备不会像PC一样重新启动，而是被唤醒，返回到与系统挂起前一样的状态。事实上，应用程序根本不知道它被挂起，除非它明确地请求当系统挂起时通知它。

2 改变电源状态

应用程序能通过一系列的方式改变系统的电源状态。在基于Windows CE.NET系统的较新系统中，首选的方式是使用电源管理程序，在之后的章节将会讨论。可是无论如何，还有大量的基于早期Windows CE版本的系统以及Windows CE.NET不包含电源管理程序版本。对这些系统来说，下面的技术会很方便。

3 关闭电源

应用程序可以通过调用一个少有资料的GwesPowerOffSystem函数挂起系统。这个函数可以在大多数版本Windows CE中使用，但是最近才被公开。事实上，大多数SDK没有包含这个函数的原型，你可能要提供原型。这个函数定义为 void GwesPowerOffSystem(void);

如果你想避免使用很少资料的函数，你可以通过简单地模拟用户按关闭按钮来关闭系统。你可以通过使用keybd_event函数很容易地允许你的应用程序挂起系统，如下：

keybd_event (VK_OFF， 0， KEYEVENTF_SILENT， 0);

keybd_event (VK_OFF， 0， KEYEVENTF_SILENT │ KEYEVENTF_KEYUP， 0);

这两个keybd_event调用模拟了按和释放电源按钮，电源按钮的虚拟键值是VK_OFF。执行前面的两行代码将挂起系统。因为虚拟键代码在执行时会由GWES表现，两个函数可能在系统挂起前有一些状态的表现(译者注：屏幕上会有关闭对话框之类的图像，和真实按下按钮的画面一样)。如果你的程序无法在keybd_event函数之前停止工作，添加一个Sleep调用来使应用程序暂停一些毫秒来让GWES真实地挂起系统。

3 关闭系统

如果系统有有色背光显示，主要的电源消耗不是CPU而是背光。在一些环境下，一个应用程序需要运行却不需要显示在屏幕上。一个例子是音乐播放器应用程序，当用户听音乐的时候，不关注屏幕。在这些情形下，有能力关闭背光将意味着提高电池寿命。

在Windows CE中，显示的控制是通过Ext-Escape函数。这是一个显示和打印机驱动的后门。Windows CE显示驱动支持许多设备转义代码(escape codes)，这些被公布在Platform Builder中。对于我们的目的来说，只有两个转义代码被用到：SETPOWERMANAGEMENT来设置显示的电源状态和QUERYESCSUPPORT来查询是否SETPOWERMANAGEMENT被驱动支持。下面的例子打开或关闭系统显示通过显示驱动，并且支持完全的转义代码：

//

// 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;

}

前面的代码通过调用ExtEscape和QUERYESCSUPPORT命令来查询是否支持转移代码。被查询的命令首先交给输入缓冲，如果SETPOWERMANAGEMENT命令被支持，程序就填充VIDEO_POWER_MANAGEMENT结构并再次调用ExtEscape设置电源状态。

4 打开电源系统

首先，一个应用程序通过给定一个时间，并使用11章提到的消息API(Notification API)做系统被唤醒的计划。在一般情况下，OEM厂商会分配一些中断条件，以便管理系统电源打开，或唤醒。这种方式的一个例子是一个系统当防止了一个同步架(synchronization cradle)时被唤醒。

5 防止系统关闭电源

相反的情况，防止系统挂起也是一个问题。Windows CE系统通常被设置为当一段时间没有用户输入就自动挂起。要防止自动挂起，一个应用程序可以周期性地调用一下函数：

void WINAPI SystemIdleTimerReset (void);

这个函数重设Windows CE用来监视用户输入的定时器。如果定时器到达预先的没有用户输入的间隔，系统会自动挂起。因为挂起超时值可以被改变，一个应用程序需要知道超时值，这样就要多一点调用SystemIdleTimerReset。系统维护三个超时值，这些都能够使用SystemParametersInfo来查询。传递给SystemParametersInfo的常量的不同表现，显示如下：

SPI_GETBATTERYIDLETIMEOUT

SPI_GETEXTERNALIDLETIMEOUT

SPI_GETWAKEUPIDLETIMEOUT

要防止电源被自动挂起，你需要查询这三个值，并在最短时间内返回之前调用SystemIdleTimerReset。如果超时值被设置为0，表示超时值被禁止。

6 电源管理程序

一个新的，独立的电源管理组件在Windows CE .NET 4.0中被引入了。这个电源管理程序替代了许多GWES以前完成的函数。电源管理程序定义了一系列的电源状态，如D0，D1，D2，和D3。这些看起来神秘的名字被对应于一些友好的系统级别名称。

从应用程序的观点看，新的电源管理程序提供了通知电源状态改变的能力以及通过一系列的函数统一改变电源状态的能力。

系统的电源状态被定义在注册表中，SDK定义了PWRMGR_REG_KEY，以致你不得不知道注册表的字符串，但是当常量没定义的时间，电源管理程序注册数据被保留在HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\Power。电源状态被定义作为子键，位于Key State。

7 电源通知

电源管理程序一个十分受欢迎的特点是，可以在系统电源状态改变时通知应用程序。这可以让应用程序从手动检测电源状态中解脱出来。一个应用程序可以通过调用RequestPowerNotifications请求电源管理程序当电源状态改变的时候发送一个通知给应用程序。电源管理程序会通过一个由应用程序前面建立的消息队列发送通知。

RequestPowerNotifications原型如下。

HANDLE RequestPowerNotifications (HANDLE hMsgQ， DWORD Flags);

第一个参数是一个应用程序在之前建立的消息队列的句柄。第二个参数是一系列参数，表示应用程序想接收的通知。

PBT_TANSITION

PBT_RESUME

PBT_POWERSTATUSCHANGE

PBT_POWERINFOCHANGE

POWER_NOTIFY_ALL

RequestPowerNotifications函数返回一个电源通知的句柄，失败返回NULL。消息队列建立的时候必须使应用程序有读权限，因为应用程序将从消息队列中读取电源通知。

要接收通知，应用程序必须使用WaitForSingleObject来阻塞消息句柄。实际的通知将由结构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;

第一个要注意的是，这个结构长度是可变的。第一个字段是通知自己的标识，这个字段可以填前面PBT_标志列表之一。Flags区可以包括以下标志，依赖于被接收的通知：

POWER_STATE_ON

POWER_STATE_OFF

POWER_STATE_CRITICAL

POWER_STATE_BOOT

POWER_STATE_IDLE

POWER_STATE_SUSPEND

POWER_STATE_RESET

最后两个字段是相互关联的。Length字段是SystemPowerState字段数据的长度。SystemPowerState中包含的数据依赖于被发送的通知。注意，Length字段是以字节为单位的，当字符是双字节的Uncode字符时，需要获得字符串字符的长度，就需要用Length字段去除TCHAR的size。

对于PBT_POWERINFOCHANGE通知来说，SystemPowerState字段包含一个PPOWER_BROADCAST_POWER_INFO结构：

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，这里有一些字段的名字和函数十分相似于前面讨论的SYSTEM_POWER_STATUS_EX2结构。

8 设置电源状态

电源管理程序提供的函数也允许应用程序来控制电源状态。有两个方式来控制电源。第一个方式是应用程序给定一个电源设定。第二个方式是应用程序请求电源状态不要低于给定的级别。

一个应用程序通过调用函数SetSystemPowerState可以请求特定的电源状态。

电源状态可以被请求通过指定前两个参数。如果第一个参数是非零值，它指向一个字符串标识被请求的状态。这个字符串必须和注册表中列出的电源状态之一相匹配。

调用SetSystemPowerState是一个直接改变电源状态的方法。更巧妙的方法是通过调用SetPowerRequirement来请求系统维持应用程序所需最低限度的电源状态。SetSystemPowerState是假定应用程序知道所需状态，而调用SetPowerRequirement是允许系统对电源设定做优化以满足应用程序的需要。一个使用SetPowerRequirement会比较方便的例子是，一个使用串口的应用程序需要串口在进行通信时保持住电源状态。SetPowerRequirement被定义如下。

HANDLE SetPowerRequirement (PVOID pvDevice，

CEDEVICE_POWER_STATE DeviceState，

ULONG DeviceFlags， PVOID pvSystemState，

ULONG StateFlags);

第一个参数指定了应用程序需要维护电源状态的设备。DeviceState参数定义了设备的电源状态。CEDEVICE_POWER_STATE指定了状态范围是从D0(意味着设备是处于最大功耗状态)到D4表示设备被关闭。DeviceFlags参数由两个标志合并而成：POWER_NAME，表示设备名有效;POWER_FORCE，表示设备应当维持当前状态甚至当系统挂起时。如果pvSystemState不为NULL，它表示只有对于在pvSystemState中已命名的电源请求才是有效的。设备可能无法更改请求的状态。

应用程序应当注销通过调用ReleasePowerRequirement来注销请求，原型如下。

DWORD ReleasePowerRequirement (HANDLE hPowerReq);

这里唯一的参数是从SetPowerRequirement里返回的句柄。