基于Android移動Sink節(jié)點負載預(yù)測的低功耗的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

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

2、能耗模塊能在第一時間被關(guān)閉，從而盡可能地為移動終端節(jié)約更多的能源。并且開發(fā)的基于Android的應(yīng)用程序是運行在Dalvik虛擬機上的，因此具有很強的可移植性，只要移動終端采用的是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終端上運行。
　　由于Android系統(tǒng)在移動終端上的這些優(yōu)勢，那么在移動Sink節(jié)點上移植Android系統(tǒng)也將給移動Sink節(jié)點帶來這些優(yōu)勢。但是通過對Androi

3、d系統(tǒng)內(nèi)核的電源管理機制的分析發(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)，沒有針對具體的移動Sink節(jié)點提供更細粒度的電源管理，并且Android系統(tǒng)中CPU負載的預(yù)測算法是前值預(yù)測算法(PAST)，該算法負載預(yù)測的精度比較低。
　　為了使Android系統(tǒng)更適合移動Sink節(jié)點，降低更多的能耗，本文將從兩個方面來對基于Android移動Sink節(jié)點進行低功耗設(shè)計:
　　(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接口對移動Sink的USB設(shè)備進行注銷和枚舉，以使Android系統(tǒng)進入和退出預(yù)掛起狀態(tài)，實現(xiàn)更細粒度的電源管理，降低移動Sink外圍設(shè)備的功耗。
　　(2)對Android系統(tǒng)默認的Ondemand調(diào)頻器的CPU負載預(yù)測算法(PAST)進行改進，提出權(quán)值自適應(yīng)的線性預(yù)測算法(SAWDLP)

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