【老文档】后台GPS高耗电拦截管控

提案名称*

后台GPS高耗电拦截管控

发明人*

xxx

交底书撰写人*

xxx

撰写人联系方式*

手机：xxxx

邮箱：xxxx

一．发明背景 *

Android 系统中提供4种方式给上层应用获取定位信息，分别如下：

1. GPS 定位: GPS定位利用多个卫星至GPS接收器的距离，使用三角定位确定当前的位置，最少需要三个卫星才可以确定一个二维的位置（经度和纬度）；

例如：不见天空场景或室内场景，GPS无法获取到定位信息或者经常定位出错，一般室外场景导航主要以GPS定位数据为数据源，优点：精度高，缺点是：定位耗时长、功耗大；

1. 网络定位: 定位数据与精度取决为于位置提供商提供的基站或WiFi节点信息；

例如室内场景有定位数据，来回在相同网络区域走动，定位信息保持不变，优点是定位速度快，精度依赖于位置服务商的数据库，优点：定位快，较为省电，确定：精度低，有时不刷新变化；

1. 被动定位: 一个懒惰的位置提供者，它用于接收位置，而并没有像GPS定位、网络定位那样去自己获取位置信息，属于非主动更新定位信息，故较为省电，不需要进行额外省电管控；
2. 融合定位: 结合了所有可能的位置源的输入，提供最佳的位置固定，属于非主动更新定位信息，故较为省电，不需要进行额外省电管控；

经过实验室功耗电流测试中发现：

室内测试定位中，GPS无法定位获取到数据，故定位信息主要来源于网络定位信息，且相同网络区域中，定位几乎没有变化，测试电流也比较稳定，属于正常水平。

当使用GPS信号放大器模拟室外环境，即GPS增强器可以使得室内场景下使用GPS定位获取到位置信息，定位数据不定期相对频繁更新，位置信息变更一般会伴随着联网，导致测试电流波形图频繁出现毛刺与抬起，平均电流被拉高，使用一定时间后，机器后盖也能感知到发热，当移除掉GPS信号增强器，测试电流过一会可以回到正常电流水平，故GPS定位类型确实比较耗电，且定位信息更新一般会触发第三方应用联网行为，故网络也会被调用，若长期运行后，发热也是必然会发生的。

综合上述：GPS耗电原因主要是，GPS定位类型会存在位置刷新频率高且伴随着联网的现象；例如室外场景下，打开GPS进行地图导航或者一些后台应用偷偷使用GPS定位，可能出现手机发热的现象，出现这样的现象就有可能是GPS在频繁更新定位信息和一些联网行为，导致手机负载电流变大，功耗变高，手机掉电快，发热等问题。

故本发明方案：通过实际调研GPS定位类型导致的高耗电现象，提出一种识别GPS高耗电场景，并灵活进行管控与限制的方案，有效解决GPS高耗电现象。

二．技术揭露 *

1. 本发明所要解决的技术问题；

为克服 室外后台GPS定位功耗大导致的手机发热 的体验差现象，本发明创造提供一种 后台场景GPS高耗电拦截管控 的 省电技术。

1. 本发明的技术方案；

2.1 前言

本发明方案的现象发现—根据大数据埋点模块；

本发明方案的现象分析与管控方案—根据于大数据分析；

本发明方案的实施—GPS功耗拦截策略；

故接下来进行一一阐述

2.2 大数据埋点模块

目的：为找出GPS功耗现象，作数据源收集；

采集数据源的原则是对可能使GPS功耗电流大的影响因素进行埋点；

例如当GPS进程可见时，记录进程类型和是否被管控，并统计获取到GPS定位数据的次数和触发联网的次数，平均电流等；

例如当GPS进程不可见时，记录进程类型和是否被管控，并统计获取到GPS定位数据的次数和触发联网的次数，平均电流等；

PS：进程类型：导航类型、计步类型、社交类型、工具类型、游戏类型、视频类型等；

例如可以采用下述字段采集GPS功耗相关信息，即这里只要能体现出是埋点GPS功耗数据的思路即可

2.3 大数据分析

目的：根据大数据埋点信息统计，统计出可能存在的功耗现象和查看优化管控后的效果；

1. 非导航或计步类型应用处于可见状态的GPS和联网使用情况分析；

2. 导航或计步类型应用处于可见状态的GPS和联网使用情况分析；

3. 非导航或计步类型应用处于不可见状态的GPS和联网使用情况分析；

4. 导航或计步类型应用处于不可见状态的GPS和联网使用情况分析；

例如我们可能得到如下表格数据：

(注：上述数据只是填写数值方便理解用途，非真实数据)

通过大数据反馈我们可以发现问题，也可以在查看有无管控的优化效果。

我们观察到一些大数据中反馈的异常电流，在实验室进行使用测试和电流，我们得到如下：

1. 将实际使用中确实需要使用GPS的导航应用或计步类型的应用，且限制了GPS相关行为会影响到地图导航或计步准确的应用，应列为GPS管控白名单

2. 将非导航或计步类型且后台频繁调用GPS与联网的应用，且限制了GPS行为也不影响其功能正常使用的应用，带来不必要的电流增加，应列为GPS管控黑名单；

3. 一些定位属性为定位间隔为小于5分钟，定位类型为GPS定位应用，存在规律性高耗电现象；

综合上述我们制定了，下文描述的GPS功耗拦截策略

2.4 GPS功耗拦截策略

1. 进程不可见达1分钟后，不管黑名单应用是使用GPS定位或者网络定位，进行GPS定位拦截管控；

2. 进程不可见达1分钟后，白名单豁免，即不需要进行GPS 定位拦截管控；

3. 进程不可见达1分钟后，针对高耗电 GPS 定位类型，进行GPS 定位拦截管控；

4. 进程可见时立即执行恢复操作，解除GPS定位拦截管控；

具体GPS拦截管控措施如下：

a. 拦截后台上报GPS消息，从而阻止进程收到定位信息可能的联网操作；

b. 拦截后台上报地图围栏消息，从而阻止进程收到定位信息可能的联网操作；

c. 拦截后台唤醒CPU；

d. 在不关闭GPS开关情况下，下发停止定位状态位给GPS硬件，本状态位下发后，即使GPS开关显示为开启，但是实际上系统是无法收到任何定位数据，同时耗电详情中GPS统计也处于停止统计定位状态；

上述中还需考虑实际使用场景：

可见进程为导航或计步场景中，后台进程被GPS管控中，不能下发停止定位状态给GPS硬件，否则当前可见进程中的导航或定位场景，将无法获取到准确定位状态；

通过上面3个模块的介绍，接下来描述一个实际软件逻辑运行的实例，具体流程图见（附图1）

1. 在GPS定位系统中监听进程状态变化，即监听进程可见与不可见状态；

2. 当用户按Home键、Back键或灭屏待机时，进程处于不可见状态；

3. 判定当前使用定位的进程是否为白名单，若是则结束本次流程；若否则进入下一步；

4. 判定当前进程是否属于黑名单，若是则直接进入延时等待一分钟的逻辑，若否则继续下一步判断；

5. 判定当前进程是否为GPS高耗电类型，如之前描述GPS高耗电类型是指上文介绍的4种定位类型，但是属性为使用GPS类型且定位间隔小于5分钟；若是则直接进入延时等待一分钟的逻辑，若否表明当前定位类型不耗电，不需要进行省电管控，则可结束本次流程

6. 延时一分钟逻辑，出发点是：实际中还有这样一个场景，用户只是短暂退出界面，但是有可能又退回来界面继续操作；

7. 判定当前是否为不可见状态（第二次判定），若是则进行大数据埋点, 记录GPS使用情况，具体见对应模块描述，若否说明用户在这1分钟内又切回可见状态，不需要进行省电操作，故可以结束本流程；

8. 执行GPS拦截管控, 具体见模块描述；

9. 当进程处于可见状态，且需要撤销之前的GPS拦截管控状态，则需要实时恢复，并继续保持大数据埋点，记录GPS使用情况；

1. 最后论述本发明的改进所带来的有益效果

目前本发明方案实施后，我司测试部输出了一组测试数据如下，测试数据表明本发明方案对功耗电流具有改善效果。

备注：不同应用的不同界面在不同场景下可能会存在不同GPS定位逻辑调用，所以GPS省电策略非常依赖测试角度和测试环境；故GPS测试数据结果在不同测试环境和手法下数据可能存在差异。

综上所述：

1. 其他GPS管控方案研究

这里还研究了传统的GPS管控的实现方法：

1. 保存进程注册监听GPS的引用；

2. 当进程处于不可见时，将GPS的引用注销；

3. 当进程处于可见时，将保存的GPS引用再次注册；

上述的方法是从整体角度对不可见的进程GPS进行限制管控，相当于被管控的应用从来没有注册监听过GPS。

但是该传统方案的缺点是：

1. 每次执行GPS注销和再次注册，函数执行过程中，需要设置进程锁、移除或创建GPS对象都需要对内存重新释放与申请，本发明方案只需条件判断，即可灵活切换GPS拦截和解除拦截，故效果执行的时间比本发明方案长；

2. 该传统方法和第三方进程在使用GPS注册与注销监听实现接口与一样的，故容易出现相同时刻同时调用，且系统不同时刻的运行状态不同，如果逻辑没考虑完全的情况下，往往容易带来死锁的现象。故开发设计中一些未知风险，会随着不同进程运行环境而不同，即存在一定风险；

3. 本发明方案是有针对性拦截限制一些耗电相关的操作，而非一棒子政策，直接代替第三方进程本身执行注销操作，故本发明方案是非为省电而省电，而是按需省电，打蛇打七寸的思路完成GPS功耗管控；

综合上述：本方案同传统方案相比较，GPS限制的颗粒度更细，更针对性，也更灵活，执行效率也最高，且采用拦截的方式无死锁方面的风险。

三．参考资料

无

四．发明创造说明及附件 *

发明

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流程图：附图1