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🧭 前言｜“快”和“省”，不矛盾

穿戴设备最怕三件事：卡顿、发热、一天一充。而鸿蒙“分布式能力 + 轻内核 + 原生 ArkUI/ArkTS”这套组合拳，已经把底子打好了——关键在怎么“顺着系统的路走”。本文我们按“测—稳—省—快”四步走，把性能与功耗拧成一股绳。

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🎯 目标与指标：先把仗怎么赢写清楚

核心 KPI

维度	指标	目标（参考）	说明
交互性能	首帧时间（TTFP）	≤ 150 ms	抬腕亮屏到首帧
渲染稳定	交互帧率	60→30→15 Hz 自适应	动静态分级
功耗	典型场景功耗	交互 1.8–2.2 W，待机 < 20 mW	SoC 中端水平
续航	总续航	+20%（对标基线）	同电池，功能等价
温控	峰值温度	≤ 42 ℃	手腕接触舒适线
稳定性	卡死/崩溃率	< 0.1%/日	带回归用例

方法论：先建立基线固件与目标固件，所有优化单点进、整体验；有 A/B，无“体感”。

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🧱 系统画像：穿戴设备功耗大头在哪？

结论（九成场景都符合）：显示与无线占大头；算法和渲染是“峰值刺客”；持续功耗看连接，瞬时功耗看渲染/推理。

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🔍 一、量化与画像：没有数据，就没有优化

1.1 采样与埋点

• 电流/电压：PMIC 采样 + 外部电表（示波表更准）
• 帧率/掉帧：ArkUI 渲染管线统计
• CPU/GPU/频点：PowerMgr/Scheduler 监控
• 温度：ThermalMgr 传感

1.2 典型脚本（ArkTS）

// ets/common/metrics.ts —— 极简帧率/耗时统计
export class FrameMeter {
  private last = Date.now(); private acc = 0; private frames = 0;
  tick() {
    const now = Date.now(); this.acc += (now - this.last); this.frames++; this.last = now;
    if (this.acc >= 1000) {  // 每秒输出一次
      console.info(`[FPS] ${(this.frames * 1000 / this.acc).toFixed(1)}`);
      this.acc = 0; this.frames = 0;
    }
  }
}

1.3 续航估算（简模型）

$$T\approx \frac{C_{\text{battery}}}{P_{\text{avg}}}=\frac{mAh\times V}{{\sum }_i{d}_i\cdot P_i}$$

以 450 mAh@3.85 V、典型 P_avg=0.28 W 估算：约 6.2 小时运动高负载；降 20% 无线占空即可再多出 ~45 分钟。

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🖼️ 二、显示与渲染：先把“看起来”省下来

2.1 自适应刷新与动态帧率

• 策略：交互期 60 Hz、动画期 30 Hz、静止期 15 Hz；表盘常亮 1–5 Hz（AOD）
• 动作：按场景下发刷新 Hint，空闲时降低合成频次

// ets/common/display.ts —— 简化示意
import display from '@ohos.display';

export enum Scene { INTERACT, ANIM, IDLE, AOD }

export function setScene(scene: Scene) {
  const rates = { [Scene.INTERACT]: 60, [Scene.ANIM]: 30, [Scene.IDLE]: 15, [Scene.AOD]: 5 };
  const rate = rates[scene];
  display.setRefreshRate(rate); // 实际以 SDK 能力为准
}

2.2 ArkUI 绘制原则

• 少重排：合并状态更新，使用 @State/@Provide 谨慎扩散
• 少离屏：阴影、模糊适度；避免层层叠
• 矢量优先：SVG/Path 替代大 PNG；AOD 用单色图层

2.3 动画节流

// 动画驱动按 Visibility 控制
@State playing: boolean = false;
if (this.playing) {
  animateTo({ duration: 300, curve: Curve.Ease }, () => { /* update props */ });
}

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🛰️ 三、连接：BLE/Wi-Fi/GNSS，按需点火、用完即关

3.1 BLE 连接参数（靠它“白拿”续航）

• 连接间隔（Conn Interval）：11.25–50 ms（交互期），500–1000 ms（待机）
• 从设备延迟（Slave Latency）：允许 N 个 interval 不上报
• 监督超时（Supervision Timeout）：> 4 s

// ets/common/ble.ts —— 更新 BLE 连接参数（示意）
import ble from '@ohos.bluetooth';

export async function relaxBle() {
  await ble.updateConnectionParameters({
    minInterval: 400, maxInterval: 800, // 单位 1.25ms → 500–1000ms
    peripheralLatency: 4,
    supervisionTimeout: 600 // 7.5ms × 600 ≈ 4.5s
  });
}

经验值：将待机 Conn Interval 从 50 ms 拉到 800 ms，BLE 常驻功耗可降 60–75%。

3.2 Wi-Fi

• 避免常驻扫描；上报/同步采用定时批量或被动触发
• 热点共享退出及时回收高功耗路径（tx power/AMPDU）

3.3 GNSS

• 轨迹类：Cold→Warm→Hot 启动阶梯；1 Hz 轨迹 + 惯导融合
• 日常类：地理围栏 + 移动阈值触发，阈值 50–150 m

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💓 四、传感器：批处理、融合、下沉

4.1 批处理（Batching）

• IMU/PPG 高采样→批量上送，减少唤醒
• 利用 SensorHub/MCU 在低功耗域做前置滤波

// ets/common/sensors.ts —— 批处理订阅（示意）
import sensor from '@ohos.sensor';

export function subscribeStep(batchMs = 1000) {
  sensor.on(sensor.SensorId.HUMAN_DETECTOR, (data) => {
    // data 内含批量窗口
  }, { samplingPeriodNs: 20_000_000, reportDelayNs: batchMs * 1_000_000 });
}

4.2 融合与降采样

• 穿戴常用：加速度 + 陀螺 + 磁力 → 姿态估计
• 人体静止阈值判定后，PPG/IMU 自动降采样或暂停

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🔊 五、音频与提示：做“短促明确的反馈”，别“长开大炮”

• TTS/提示音合成缓存复用；短提示走 PCM/ADPCM，避开重型编码器冷启
• 骨传导/扬声器输出前置音量映射，低音量段直线化，避免抬大功放
• 麦克风VAD（语音活动检测）→ 静音不取样/不编码
• 蓝牙路由：SCO（通话）与 A2DP（媒体）显式切换

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🧠 六、算力：DVFS、绑定与异构加速

6.1 DVFS & 线程绑定（谨慎但有效）

• UI 线程固定中档频点，算法线程短突发升频
• 绑定 big 核只用于峰值阶段，结束立即释放

// ets/common/perf.ts —— 性能 Hint（示意）
import powermgr from '@ohos.powermgr';

export function burst(ms = 500) {
  powermgr.setPowerMode('performance'); // SDK 具体接口名称以版本为准
  setTimeout(() => powermgr.setPowerMode('balanced'), ms);
}

6.2 异构加速

• 心率/睡眠检测等 DSP/NPU 友好算法，将滤波/卷积下沉
• NPU 算子不全 → 子图切分，非热点走 CPU NEON
• 推理批处理：N 帧合一推，降低调度/缓存抖动

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🌡️ 七、温控与场景编排：让“热”变成“可控”

• 温度曲线：40 ℃ 轻限频、41 ℃ 适度降帧、>42 ℃ 禁止重负载
• 表盘/运动分场景限额：运动优先算法与传感，表盘优先显示与交互
• 充电中自动切低功耗：传感降级 + 背景任务延后

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🧰 八、工程化：WorkScheduler、前后台、通知

• WorkScheduler：批量后台任务（日志上传、OTA 资源）
• 前后台切换：进入后台 3–5 s 内降刷、降采样、放松 BLE
• 通知与震动：短震优先，复杂通知统一合并推送

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🧪 九、场景化案例：运动记录 App 的整套优化

9.1 目标

• 跑步 60 分钟：轨迹精度不降，功耗从 400 mW → < 300 mW
• 交互时不卡顿，AOD 常亮续航 +25%

9.2 策略表

子系统	优化项	效果
GNSS	1 Hz + 惯导融合；急转弯瞬时 5 Hz 提升	轨迹平滑，均功耗降 ~20%
传感	IMU/PPG 批处理 1000 ms 上报	SoC 唤醒减少 60%
BLE	实时界面 50 ms，息屏 800 ms	BLE 常驻功耗 -65%
显示	交互 60 Hz、跑步中 30 Hz、息屏 5 Hz	显示功耗 -35%
算法	步频与卡路里合批，每 2 s 更新	CPU 占比 -30%
温控	41 ℃ 降帧 + 降频	稳态温度 -1.5 ℃

9.3 关键代码拼装

// 进入运动
setScene(Scene.ANIM);          // 30Hz
burst(800);                    // 起跑时短促升频
subscribeStep(1000);           // 传感批处理
// 运动息屏
setScene(Scene.AOD);           // 5Hz 常亮
relaxBle();                    // BLE 放松
// 亮屏交互
setScene(Scene.INTERACT);      // 60Hz

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🧪 十、测试与回归：把优化写进流水线

用例矩阵

维度	取值
表盘	动/静/息屏
连接	BLE 直连 / BLE+Wi-Fi / 无线关闭
传感	低/中/高 采样
算法	开/关 / INT8/FP16
温度	25℃/35℃/充电中

自动化要点

• 每轮 ≥ 30 min；记录 功耗、温度、FPS、CPU、掉帧
• 关键 KPI 生成 趋势图 & 回归阈值（CI 里 fail fast）
• 产出 功耗剖面（Top N 线程/模块）

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🧾 十一、上线守则（Checklist）

• 刷新率分级：60/30/15/5 Hz 场景切换
• BLE 连接参数按前台/后台/息屏切换
• GNSS 阶梯启动 + 围栏触发
• 传感批处理与静止检测降采样
• VAD 静音节流 + TTS 缓存复用
• DVFS Hint 仅短促使用、及时回落
• 温控曲线/限额 与业务解耦，可热更新
• 后台合批任务（WorkScheduler）
• 指标埋点：FPS、功耗、温度、崩溃率
• A/B 回归：基线对比、超阈报警

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🧠 结语｜“续航是系统工程”

穿戴的优化不是某一个“黑科技开关”，而是场景驱动 + 系统配合的工程活：显示、连接、传感、算法、调度、温控，任何一个拉胯，整体就被拖慢。好消息是——HarmonyOS 已经把可控的旋钮留给了你：只要你量化、分场景、少打扰，就能把“快”和“省”同时装进口袋。

🎁 附：可复制的最小工程骨架

entry/src/main/ets/
  common/
    display.ts      # 刷新率控制
    ble.ts          # 连接参数管理
    sensors.ts      # 批处理订阅
    perf.ts         # DVFS/性能提示
    metrics.ts      # FPS/耗时采集
  pages/
    WatchFace.ets   # 表盘：动/静/AOD
    Workout.ets     # 运动：GNSS/IMU/PPG编排
    Settings.ets    # 温控/策略开关

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