تحسين استهلاك تطبيقك للطاقة

يوضّح هذا المستند أفضل الممارسات التي يمكنك اتّباعها لتحسين استهلاك الطاقة في تطبيق مخصّص للملاحة على الأجهزة الجوّالة تنشئه باستخدام Navigation SDK. في الوقت نفسه، توضّح هذه المقالة الحلول الوسط التي يجب مراعاتها عند تطبيق هذه الممارسات. على وجه الخصوص، يتناول هذا المستند ما يلي:

• مصادر استهلاك الطاقة العالي، مرتّبة من الأعلى إلى الأدنى
• استراتيجيات لتحسين استهلاك الطاقة، مرتّبة حسب الأهمية، بدءًا بعدد اللقطات في الثانية.
• استراتيجيات المستخدمين النهائيين لتثقيف مستخدمي تطبيقك بشأن كيفية إدارة استخدامهم للأجهزة أثناء التنقّل

لماذا يجب تحسين تطبيق التنقّل؟

قد يحتاج مستخدمو تطبيقك إلى تشغيل إرشادات التنقّل لفترات طويلة، وذلك حسب حالتهم. على سبيل المثال، يمكن لسائقي سيارات الأجرة وسعاة البريد العمل لساعات طويلة وإكمال المهام في مناطق غير مألوفة. وفي هذه الحالات، يعتمدون بشكل كبير على الإرشادات التفصيلية داخل التطبيق. يؤدي ذلك إلى حدوث بعض المشاكل المعتادة:

• استنزاف البطارية وتوفّر الشواحن: قد يؤدي الاستخدام المكثّف لميزة التنقّل إلى نفاد شحن بطاريات الأجهزة بشكل أسرع من المتوقّع. على الرغم من أنّ العديد من المستخدمين يمكنهم حلّ هذه المشكلة من خلال شحن أجهزتهم في المركبة، لا يمكن لسائقي الدرّاجات النارية فعل ذلك.
• تقليل سرعة الجهاز بسبب ارتفاع درجة حرارته وحتى المستخدمون الذين يشحنون أجهزتهم باستمرار قد يواجهون مشاكل. قد يؤدي استهلاك الطاقة العالي لفترات طويلة إلى ارتفاع درجة حرارة الجهاز، ما يؤدي إلى خفض سرعة المعالجة وبالتالي انخفاض الأداء.

تعتمد تطبيقات اتجاهات مفصّلة على ميزات تستهلك الكثير من الطاقة، مثل الشاشة ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والتواصل اللاسلكي مع أبراج الاتصالات، لذا من أفضل الممارسات تحسين استهلاك الطاقة في تطبيقك على الأجهزة الجوّالة. بالإضافة إلى ذلك، عليك مراعاة احتياجات الجمهور المستهدف من حيث استهلاك الطاقة حتى تتمكّن من تحقيق التوازن المناسب بين الأداء وتحسين استهلاك الطاقة.

ما هي الأنشطة التي تستهلك أكبر قدر من الطاقة؟

يقسّم هذا القسم الأنشطة داخل التطبيق المرتبطة باستهلاك كبير للطاقة إلى فئتين:

• عرض الشاشة
• تحديثات الموقع

عرض الشاشة

عادةً ما يتسبب عرض الشاشة في أعلى معدل استهلاك للطاقة في تطبيقات التنقّل على الأجهزة الجوّالة. في كل مرة يرسم فيها الجهاز خريطة وعناصر أخرى من واجهة المستخدم على الشاشة، يعتمد على معالجة وحدة معالجة الرسومات ووحدة المعالجة المركزية. وبالمثل، عندما يترك المستخدم تلك الشاشة مفتوحة لفترات طويلة، يؤدي ذلك أيضًا إلى استهلاك المزيد من الطاقة.

إلى حدّ ما، يمكن توقّع ارتفاع استهلاك الطاقة لدى السائقين أو الركاب الذين يعتمدون على خريطة مرئية للتنقّل، خاصةً إذا كانوا يستخدمون التطبيق بشكل مستمر لعدة ساعات. في هذه الحالة، ينفّذ التطبيق أيضًا معدّل عرض أعلى على الشاشة لأنّ الخريطة يتم تعديلها في الوقت الفعلي. في بعض الحالات، يمكن إعادة رسم الشاشة بشكل مستمر تقريبًا، خاصةً عندما يتنقّل المستخدم من موقع جغرافي إلى آخر بدون توقّف.

تحديثات الموقع

بالإضافة إلى عرض الشاشة، هناك نشاطان آخران للتنقّل يستهلكان طاقة الجهاز، وهما:

• استخدام برج الاتصالات ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
• تعديل الموقع الجغرافي ومشاركته، مثلاً لتقديم وقت الوصول المقدَّر أو الإبلاغ عن مواقع المركبات في أسطول

تعتمد كل من شبكة GPS واتصالات الراديو الخلوي على عمليات بدء تشغيل تستهلك الكثير من الطاقة، إذ يجب أن يعثر نظام GPS على الأقمار الصناعية، وأن تتفاوض أجهزة الراديو الخلوية مع الأبراج وتنشئ اتصالاً. لهذه الأسباب، يتم تشغيلها بشكل مستمر أثناء التنقّل، على الرغم من أنّ أجهزة الراديو الخلوية تظل نشطة لمدة تتراوح بين 20 و30 ثانية في محاولة لتقليل تكاليف بدء التشغيل. يتحكّم نظام التشغيل في هذه الإعدادات، ولا يمكنك ضبطها بسهولة في تطبيقك.

بالنسبة إلى تعديلات الموقع الجغرافي، يختلف استهلاك الطاقة استنادًا إلى عوامل لا يمكن التنبؤ بها. على سبيل المثال، تحدّد المسافة بين الجهاز ومحطة قاعدة شبكة الجوّال مقدار استهلاك الطاقة، لأنّ الجهاز سيستخدم الحد الأدنى من الإشارة اللازمة لمواصلة التنقّل من أجل تجنُّب التبديل بين الأبراج. لذلك، سيستهلك الجهاز الذي يتنقّل في منطقة ذات اتصال ضعيف طاقة أكبر من الجهاز الذي يكون قريبًا من محطة أساسية. بالإضافة إلى ذلك، قد تشارك بعض التطبيقات آخر المعلومات عن الموقع الجغرافي مع خدمة مركزية لإدارة أسطول المركبات، وبالتالي ستحتاج إلى التواصل مع خادم لإجراء ذلك.

تحسين استخدام تطبيقك للطاقة

تتمثّل صعوبة تحسين استخدام الطاقة في تطبيقات الملاحة في أنّ هذه التطبيقات تعتمد بشكل كبير على موارد تستهلك الكثير من الطاقة، ما يحدّ من خياراتك لتقليل التأثير بدون تقديم تنازلات، مثل تقييد استخدام الشاشة. يقدّم هذا القسم قائمة بالأساليب التي يمكنك اتّخاذها عند تحسين تطبيقك، مرتّبة من الأكثر تأثيرًا إلى الأقل تأثيرًا.

تغيير عدد اللقطات في الثانية

تحدّث الشاشة ما تعرضه بمعدّل يُعرف باسم عدد اللقطات في الثانية. يتم عادةً قياس عدد اللقطات في الثانية (FPS). بما أنّ عرض الشاشة يستهلك الكثير من وحدة المعالجة المركزية (CPU) أو وحدة معالجة الرسومات (GPU)، يمكنك تقليل عدد اللقطات في الثانية لتوفير استهلاك الطاقة.

عند خفض عدد اللقطات في الثانية، قد يبدو عرض الشاشة أقل سلاسة، خاصةً إذا تم تعديل الخريطة بشكل متكرّر. وقد يكون ذلك أكثر وضوحًا عند تكبير الخريطة، أو عندما يتنقّل المستخدم بسرعة عالية، أو عند تغيير السرعة أو الاتجاه بشكل كبير.

على أجهزة iOS، تعرض حزمة تطوير البرامج بالاستناد إلى بيانات "خرائط Google" للتطبيقات المتوافقة مع iOS السمة preferredFrameRate للتحكّم في عدد اللقطات في الثانية. يعرض الجدول أدناه قيم أداة التعداد GMSFrameRate التي يمكنك تعديلها:

kGMSFrameRatePowerSave	استخدِم الحد الأدنى لعدد اللقطات في الثانية للحفاظ على استخدام البطارية.
kGMSFrameRateConservative	استخدِم معدّل لقطات في الثانية متوسطًا لتوفير عرض أكثر سلاسة والحفاظ على دورات المعالجة.
kGMSFrameRateMaximum	استخدام الحد الأقصى لعدد اللقطات في الثانية على الجهاز بالنسبة إلى الأجهزة المنخفضة المستوى، يكون هذا المعدّل 30 لقطة في الثانية، أما الأجهزة العالية المستوى، فيكون 60 لقطة في الثانية.

للحصول على مرجع، يُرجى الاطّلاع على GMSFrameRate في مستندات حزمة تطوير البرامج Google Navigation SDK لنظام التشغيل iOS.

التنقّل بدون خريطة

على الرغم من أنّه لا يمكنك التحكّم في كيفية ضبط المستخدم النهائي لسطوع شاشة الجهاز أو مدة إبقائها مضاءة، يمكنك توفير خيار للحصول على إرشادات التنقّل بدون خريطة. سيسمح ذلك للمستخدم النهائي باختيار هذا الخيار من أجل الحفاظ على الطاقة. على سبيل المثال، إذا كان السائقون يعملون بانتظام في الحي نفسه، قد لا يحتاجون إلى إرشادات مستندة إلى الخريطة بشكل متكرر. يمكن تفعيل التنقّل بدون خريطة من خلال ضبط وجهة وبدء الإرشادات في Navigation SDK بدون عرض خريطة.

أضِف سطرًا من الرمز البرمجي لإخفاء GMSMapView:

mapView.isHidden = true

ستواصل حزمة تطوير البرامج للتنقّل تعديل المواقع الجغرافية المحدّدة على الطرق والوقت المقدر للوصول ومسافة الرحلة المتبقية، وسيظل بإمكان تطبيقك الاشتراك في جميع الأحداث التي تنشئها حزمة تطوير البرامج أثناء تنقّل السائق. هذه الطريقة غير مناسبة لكل حالات الاستخدام، وهي بالطبع ليست نصيحة جيدة في الحالات التي يحتاج فيها السائق إلى رؤية الخريطة واتّباع الإرشادات المرئية. توضّح لقطات الشاشة التالية مقارنة جنبًا إلى جنب بين طريقتَي عرض الخريطة أثناء التنقّل النشط.

الشكل 1:تطبيق تجريبي لحزمة تطوير البرامج (SDK) الخاصة بخدمة Navigation API على أجهزة iOS يعرض العرض التوضيحي Data Back

الشكل 2.تطبيق تجريبي يعمل بدون عرض خريطة مرئي. يُرجى العِلم أنّه لا يزال يتم تعديل الوقت والمسافة المتبقّيَين، بالإضافة إلى الموقع الجغرافي الذي تم ضبطه على الطريق.

استخدام نمط خريطة داكن

ننصحك بتصميم الخريطة باستخدام مظهر داكن لتقليل مقدار الطاقة اللازمة لعرض الخريطة على الشاشة.

تعرض حزمة Navigation SDK الخرائط باستخدام حزمة تطوير البرامج بالاستناد إلى بيانات "خرائط Google" لتطبيقات iOS، التي تتضمّن خيارات لتصميم أي طرق عرض للخرائط غير المتعلّقة بالتنقّل في تطبيقك. تتيح طريقة عرض التنقّل أيضًا فرض استخدام الوضع الداكن. قد لا يؤثّر ذلك في كل الأجهزة بالطريقة نفسها بسبب الاختلافات في نوع الشاشة، ولكنّه يتيح إمكانية توفير الطاقة في بعض الحالات. أظهرت دراسة حديثة أنّ مقدار الطاقة التي يتم توفيرها باستخدام الوضع الداكن على بعض الشاشات يعتمد على مدى سطوع الشاشة في البداية. على سبيل المثال، يحفظ الوضع الداكن المزيد من الطاقة على الشاشات المضبوطة على السطوع الكامل مقارنةً بالشاشات التي تم ضبط سطوعها على 30 إلى 50% من الحد الأقصى. من المهم مراعاة ذلك عند استخدام الوضع الداكن في تطبيقاتك، لأنّ توفير الطاقة سيكون مرتبطًا بمستوى سطوع الشاشة الذي يضبطه المستخدم النهائي.

لمزيد من المعلومات حول تعديل واجهة مستخدم التنقّل، يُرجى الاطّلاع على تعديل واجهة مستخدم التنقّل.

الشكل 3.حزمة تطوير البرامج لواجهة Navigation API تم ضبطها باستخدام نمط خريطة داكن

اضبط GMSMapView باستخدام mapID يمثّل نمط خريطة مستند إلى السحابة الإلكترونية تم تحديده في مشروعك.

يتطلّب تصميم الخرائط المستند إلى السحابة الإلكترونية معرّف خريطة يمثّل إعدادات خريطة من جهة الخادم تم إنشاؤها في مشروع Google Console. لمزيد من المعلومات حول إنشاء معرّف خريطة، يُرجى الاطّلاع على مستندات المطوّرين الخاصة بمعرّف الخريطة. لمزيد من التفاصيل حول تصميم ونشر نمط خريطة مستند إلى السحابة الإلكترونية، راجِع مستندات المطوّرين حول إنشاء أنماط خرائط مستندة إلى السحابة الإلكترونية وإدارتها.

تغيير معدّل تعديل موقع GPS

عند التفكير في استهلاك الطاقة الناتج عن تحديثات الموقع الجغرافي المرسَلة من الجهاز، ركِّز أكثر على معدّل تكرار تحديثات الموقع الجغرافي بدلاً من كمية البيانات المرسَلة في عملية الإرسال.

هذا ليس شيئًا يمكنك التحكّم فيه مباشرةً في حزمة تطوير البرامج (SDK) الخاصة بخدمة Navigation. تنطبق النصيحة نفسها على استخدام مصادر الموقع الجغرافي غير المستندة إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) (الشبكة الخلوية وشبكة Wi-Fi).

تثقيف المستخدمين

قد يريد مستخدمو تطبيقك معرفة كيفية تحسين استهلاك الطاقة. لمساعدة المستخدمين على تقليل استهلاك الطاقة في تطبيقاتهم، ننصحك بإرشادهم إلى اتّباع الخطوات التالية:

• إقفال الهاتف
• وضع تطبيق الملاحة في الخلفية
• استخدام ميزة التنقّل بدون خريطة إذا أمكن
• تقليل سطوع الشاشة، إما باستخدام الوضع الداكن لشاشات OLED وAMOLED، أو من خلال تفعيل ميزة "السطوع التكيّفي"
• الحفاظ على برودة الجهاز
• الاتصال بشبكة Wi-Fi داخل السيارة إذا كانت متاحة

قياس استهلاك الطاقة

يمكنك استخدام أدوات احترافية لقياس استهلاك الطاقة، ولكن غالبًا ما يكون من الصعب أو المكلف الحصول عليها. تقيس أدوات تحليل الأداء في التطبيقات وبيئات التطوير المتكاملة، مثل Power Profiler في "استوديو Android" ولوحة "استخدام البطارية" في XCode Organizer، معدّل استهلاك الطاقة، ولكن قد يصعب إزالة تأثير العمليات التي تعمل في الخلفية أو تحديد مستوى أساسي للأداء للقياس استنادًا إليه. في بعض الحالات، قد تمنع قيود الجهاز الوصول إلى البيانات اللازمة.

يمكنك استخدام أجهزة خاصة لمراقبة استهلاك الطاقة وتعديل إعدادات توصيل البطارية، وتتوفّر منتجات وخدمات تجارية لمساعدتك في ذلك. يُرجى العِلم أنّ تعديل الأجهزة بهذه الطريقة قد يؤدي إلى إلغاء ضمان الجهاز.