Artículo en la ROC&C, 2006, Acapulco.

1. Ahorro de energía visualizando páginas Web en
dispositivos móviles heterogéneos
Juan Carlos Olivares Rojas1,2
, Juan Gabriel González Serna1
1
Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (cenidet)
Cuernavaca, Morelos, México
2
Instituto Tecnológico de Morelia
Morelia, Michoacán, México
jcolivar@itmorelia.edu.mx, gabriel@cenidet.edu.mx
RESUMEN
Debido a la gran versatilidad con la que
cuentan los dispositivos móviles, el consumo
energético ha aumentado considerablemente,
por lo que en el presente artículo se presenta
una solución para tratar de reducir el costo de
consumo energético de dispositivos móviles
en general, aplicando sobre todo a la
visualización de recursos Web.
Palabras clave: Energía, Redes Inalámbricas,
Windows CE, Dispositivos Móviles,
Visualización de Recursos Web.
I INTRODUCCIÓN
En la actualidad el acceder a la
información se ha vuelto muy importante a tal
punto de autodenominarnos sociedades de la
información. En el pasado, la riqueza se
media por los bienes que una persona poseía,
actualmente se mide por el capital (dinero) y
se cree que en el futuro se medirá por el
conocimiento que se posea.
Por otra parte la Web e Internet en su
totalidad han revolucionado los medios de
comunicación como lo fueron la radio y la
televisión en su momento.
Para acceder a la información presente en
Internet se necesitan de mecanismos que nos
permitan ver los recursos presentes en la
Web en cualquier lugar, a través de cualquier
medio y en todo momento. Para logarlo, se
necesitan de dispositivos que puedan ser
ubicuos, de tamaño pequeño y con una
capacidad de cómputo razonable. Los
dispositivos que cumplen con dichas
características son los dispositivos móviles.
Los dispositivos móviles se han convertido
actualmente en parte de nuestra vida
cotidiana a tal punto que es difícil
imaginarnos un mundo sin celulares,
dispositivos PDA, portátiles, entre otros.
Desgraciadamente dichos dispositivos
cuentan con diversas restricciones debido a
su principal característica: la movilidad,
también se convierte en su principal
desventaja. Ya que para logar dicha
movilidad, estos dispositivos son
considerados como “dispositivos con
capacidades limitadas” si se compara con
dispositivos de cómputo tradicionales. Esta
analogía se debe a que por ejemplo, cuentan
con métodos deficientes de entrada de
información (por ejemplo, teclados pequeños
si existen, mal reconocimiento de escritura y
de voz); poca cantidad de recursos
informáticos como memoria, periféricos y
velocidad de procesamiento; pantallas
demasiado pequeñas en las cuales la
información no se puede desplegar de
manera adecuada, baja calidad en sus
interfaces de red inalámbricas (poco ancho
de banda, desconexiones frecuentes, etc.) y
por último; cuentan con un consumo de
energía bastante alto y la capacidad de las
baterías es sumamente limitado.
Es en este último punto en donde nos
centramos en este trabajo. Dado que es una
limitante muy importante y que a continuación
ampliamos y detallamos la problemática.
CP 65
P-120
ROC&C’2006 – CP-65 PONENCIA RECOMENDADA
POR EL COMITÉ DE COMPUTACIÓN
DEL IEEE SECCIÓN MÉXICO Y
PRESENTADA EN LA REUNIÓN DE OTOÑO, ROC&C’2006,
ACAPULCO,GRO.,DEL28DENOVIEMBREAL3DEDICIEMBREDE2006.

2. II CONSUMO ENERGÉTICO
El consumo energético es actualmente
uno de los mayores problemas a nivel
mundial. En México, se estima que el
consumo energético del país (incluyendo
hogares, industrias, alumbrado público, etc.)
es de aproximadamente 200 Watts por
persona, lo cual equivale a tener dos focos
prendidos de 100W durante todo el día [1].
Se estima que el consumo de energía en
los dispositivos móviles va en aumento; por
ejemplo, las capacidades de las baterías
crece en el orden del 7% mientras que el
consumo energético es de alrededor del 24%
[2].
La duración de la baterías es muy
variable ya que depende del tipo de baterías
(ion-litio, Niquel-Cadmio, Niquel-Hidruro
Metálico, etc.), la vida útil (desgraciadamente
este es uno de los mayores problemas, ya
que actualmente al recargar dichas baterías
debido a la tecnologías actuales, la vida útil
de las baterías disminuye a tal grado que en
pocos años ya no funcionan y es necesario
reemplazarlas) y sobre todo al tipo de
aplicación (ver un vídeo consume mayor
energía que por ejemplo escribir un mensaje).
Por ejemplo en algunos modelos
recientes las baterías pueden durar más de
48 horas en actividad con una sola recarga
pero en modo de espera, mientras que si
utiliza por ejemplo alguna aplicación
demandante como un videojuego el tiempo
de la batería se reduce a 4 horas.
Se ha visto en últimas fechas que los
dispositivos móviles han aumentado su
versatilidad y ya no sólo sirven para algunas
funciones básicas como hablar en el caso de
los teléfonos celulares o de simples agendas
electrónicas en el caso de PDA; es decir, ya
no son sólo terminales tontas diminutas y se
han convertido en dispositivos
verdaderamente inteligentes.
Debido a estas nuevas características y a
su creciente convergencia en servicios
informáticos (por ejemplo, actualmente un
teléfono celular integra otros elementos de
otros dispositivos como características de
agenda de un PDA, una cámara digital, un
reproductor de música y video, una consola
de videojuegos portátiles y próximamente
hasta televisión portátil). También tienen
capacidades de comunicaciones y pueden
acceder a los recursos Web.
Debido a todas estas características el
consumo energético se ha disparado
enormemente. Cuando un dispositivo está en
estado de inactividad (espera, stand by) no
existe tanto problema ya que el consumo
energético es mínimo, limitado a las
funciones básicas del dispositivo, como es el
estar conectado a la red de telefonía celular.
El problema radica cuando diversas
aplicaciones se están ejecutándose al mismo
tiempo y en especial los navegadores Web
en dispositivos móviles ya que por utilizar
este tipo de aplicaciones que no son tan
vitales para los usuarios, el dispositivo móvil
se quedaría sin energía y el usuario perdería
opciones más cruciales como la opción de
telefonía o la opción de mensajes cortos
(SMS).
En cierto sentido, mientras en la mayoría
de las tecnologías han evolucionado
demasiado, en lo referente a la construcción
de baterías aún estamos utilizando pilas de
carbón.
De acuerdo con [4], se estima que si los
dispositivos de red pudieran ser ahorradores
de energía, podría ahorrarse el mundo
$1,000 millones de dólares al año.
El gran problema con la recarga de
energía radica en que dependemos de la red
eléctríca y como es bien sabido por todo, no
existen lugares públicos con enchufes para
poder conectarnos en cualquier lugar.
La gran mayoría de los dispositivos
móviles permiten manejar las opciones y
modo de energía para ahorrar energía (ver
Figura 1), pero en la mayoría de los casos
esto no resuelve el problema en su totalidad.
III ANTECEDENTES
Los trabajos que hemos encontrado tratan
de atacar el problema del consumo
energético desde la raíz; es decir, desde el
hardware con mejores métodos para
desplegar la información, para administrar los
recursos del sistema, en las interfaces de
redes inalámbricas etc. y así de esta forma
reducir el consumo energético [3] [5] [6] [7] [8]
y [9].
Nuestro trabajo se centra en tratar de
reducir el consumo energético desde las
aplicaciones. Partimos desde está
perspectiva debido a que creemos que el
problema es de nunca acabar y lejos de tratar
de eliminarlo por completo las aplicaciones
en cómputo móvil deben ser adaptativas a las

3. necesidades cambiantes de las plataformas
móviles. La aplicación en la que nos
centramos fue la visualización de páginas
Web por el futuro que se ve en esta
tecnología en dispositivos móviles.
Figura 1 Opciones de configuración de energía
en dispositivos móviles.
IV METODOLOGÍA DE SOLUCIÓN
En el cenidet se desarrolló una plataforma
de software denominada MoviWeb [10], cuyo
objetivo principal fue hacer accesible los
recursos de la Web en los dispositivos
móviles tomando en consideración las
diversas limitantes que presentan los
ambientes móviles, una de las cuales fue el
consumo energético.
La plataforma desarrollada constó de una
variación de la arquitectura cliente/servidor
con intermediarios uno del lado cliente y otra
del lado servidor, tal y como se ilustra en la
Figura 2.
Figura 2 Arquitectura de MoviWeb.
El Proxy en el lado servidor (denominado
GAT -Gestor de Acaparamiento y
Transcodificación-) tiene el objetivo
fundamental de acaparar y transcodificar
documentos Web; mientras que el
intermediario en el lado servidor (denominado
GAP –Gestor de Acaparamiento en Pocket
PC-), tiene la funcionalidad de administrar
una caché de recursos con alta probabilidad
de ser accedidos por los clientes en futuras
peticiones.
Por acaparamiento se entiende el proceso
de replicación y procesamiento en
desconexión de un conjunto de datos que
han sido previamente seleccionados y
copiados en el cliente móvil [11]. El
acaparamiento se puede ver con la analogía
de la “recarga de datos”, así como los
dispositivos móviles necesitan recargar sus
baterías para poder trabajar de manera
autónoma de la red eléctrica, así los
dispositivos móviles necesitan cargar
información que les permita trabajar de
manera aislada de una red de computadoras.
El problema de este esquema es el
determinar el conjunto de datos que deberán
ser replicados en el cliente móvil, ya que
tienen capacidad de almacenamiento muy
limitada y si no se hace de manera adecuada
puede resultar poco útil y consumidor de
espacio. Este problema puede reflejarse con
el problema de la mochila, en el cual un

4. usuario puede cargar cierta cantidad de
cosas en ella para poder trabajar sin regresar
a casa. El problema radica en que la
capacidad está limitada por el tamaño de la
mochilla (memoria) y la fuerza de la persona
(velocidad de procesamiento). En este
sentido, un dispositivo móvil podría
considerarse como un bebé o niño pequeño,
una PC como un adolescente, un servidor
como un adulto y un mainframe como un
físicoculturista.
La idea con el acaparamiento es que el
usuario puede trabajar sin importar el estado
de la conexión del dispositivo. En este
sentido, el usuario podría trabajar en modo
desconexión deshabilitando la interfaz de red
inalámbrica, ahorrando de manera
considerable la energía del dispositivo. La
otra forma de ahorrar energía es a través del
uso de un mecanismo asíncrono de
comunicación, en el que gracias al uso de
una caché de recursos acaparados, las
conexiones a la red se ven disminuidas
considerablemente por que el recurso se
encuentra ya de manera local, logrando unos
mínimos ahorros de energía. También se
ahorra energía ya que al realizar
acaparamiento se reduce el tamaño de un
sitio Web y por consiguiente se necesita
menor cantidad de tiempo y energía al
descargarlo (ver Figura 3).
La transcodificación consiste en adaptar el
contenido de los recursos Web a las
limitantes de despliegue de los dispositivos
móviles [12]. Con ello, además de lograr que
los contenidos se puedan desplegar en
diversas plataformas de cómputo móvil, se
logra reducir el tamaño de los recursos de
manera significativa y al reducirlos de manera
indirecta se logra un consumo menor de
energía ya que se requiere menor tiempo de
conexión a la red y se consume menor
energía.
V PRUEBAS Y RESULTADOS
Para probar que con el uso del prototipo y
en general del acaparamiento y
transcodificación se reduce
considerablemente el consumo de energía
del dispositivo, al trabajar de manera
asíncrona y en modo de desconexión;
consumiendo menor energía al no tener que
acceder los recursos a través de la Web
constantemente; se realizó el siguiente plan
de pruebas.
B
A
C D E F G
H I J K L M N
P Q K R S T U V W X
Y Z 2 3 4 5 6 7
8 9
0
1 121110
13 14 15 16 17 18 19
20 2122
23 24 25
26 10
Figura 3 Acaparamiento de un sitio Web.
Se tomó primeramente el consumo de
energía en los dispositivos móviles. El tiempo
de visualizar 100 sitios Web requiere de un
tiempo aproximado de 52 minutos. Las
características que tenían los dispositivos
móviles para estandarizar las pruebas
consistían en no tener ningún proceso de
usuario ejecutándose (sólo procesos de
sistema, navegador Web y GAP), el brillo de
la pantalla a máxima intensidad, las opciones
de ahorro de energía e hibernación
deshabilitadas, y la interfaz de red encendida.
Una vez obtenido el consumo de energía sin
visualizar sitios Web, se procedió a registrar
el consumo de energía funcionando el
sistema pero sin hacer uso de acaparamiento
y posteriormente con acaparamiento,
obteniendo los siguientes incrementos en el
consumo de energía.
Tabla 1 Resultados obtenidos
visualizando sitios acaparados y sin
acaparar.
Plataforma SA A D
PC -9 -1.5 -7.5
SP -7 -7 0
PPC -14 -4 -10

5. En donde SA indica recursos Sin Acaparar,
A indica recursos Acaparados y D la
diferencia obtenida. PC indica una
computadora, SP indica un SmartPhone con
Windows Mobile 2003 y PPC indica un
dispositivo Pocket PC con Windows Mobile
2003 SE.
Por lo que al obtener un promedio de las
diferencias obtenidas se obtuvo que la
diferencia en el ahorro de energía fue de
8.75% menor usando acaparamiento que sin
utilizarlo.
Con este ahorro por ejemplo, si nuestra
media de energía son 4 horas visualizando
páginas Web en el dispositivo se podría
ahorrar 21 minutos de energía, que se
podrían utilizar para otras actividades, o bien
ahorrar ese costo de energía en dinero.
El prototipo funcionando se ilustra en la
Figura 4, 5, 6 y 7.
Figura 4 GAP en ejecución en un dispositivo
PPC con Windows Mobile 5.
V CONCLUSIONES
En este artículo presentamos una
alternativa para reducir el consumo
energético en dispositivos móviles al
visualizar sitios Web. Logramos obtener
ligeros ahorros. Proponemos que sean las
aplicaciones sean las que traten de lograr
reducir el consumo energético al hacer un
uso más eficiente de los recursos del
dispositivos.
Figura 5 GAP funcionando en modo
desconexión (ahorro de energía máximo).
VI AGRADECIMIENTOS
A la DGEST por el apoyo económico
brindado con la extensión de beca número
052006142-FOG para estudios de maestría.
Figura 6 Visualizando recursos Web
acaparados.

6. Figura 7 Mensaje informativo cuando no existe
conexión y el recurso no se encuentra en la
caché local del dispositivo.
VII REFERENCIAS
[1] Comisión Federal de Electricidad,
http://www.cfe.gob.mx/, última consulta:
noviembre de 2006.
[2] Diario de Tecnologías de la Información,
http://www.diarioti.com/, última consulta:
septiembre de 2006.
[3] Cristhian C. Enz, et al., “WiseNET: An Ultralow-
Power Wirelless Sensor Network Solution”,
IEEE Computer Magazine, ISSN: 0018-9162,
agosto de 2004, pp. 62-70.
[4] Ken Christebsen, et al., “Power Managment in
Networked Devices”, IEEE Computer Magazine,
ISSN: 0018-9162, agosto de 2004, pp. 91-93.
[5] Claudio Talarico, et al., “A New Framework for
Power Estimation of Embedded Sistemas”,
IEEE Computer Magazine, ISSN: 0018-9162,
febrero de 2005, pp. 71-78.
[6] Roberto Casas, et al., “Baterry Sensing for
Energy-Aware System Desing”, IEEE
Computer Magazine, ISSN: 0018-9162,
noviembre de 2005, pp. 48-54.
[7] Lee Garber, “Using Analog to Reduce Mobile
Power Usage”, IEEE Computer Magazine,
ISSN: 0018-9162, agosto de 2006, pp. 27.
[8] Parthasarathy Ranganathan, et al., “Energy-
Aware User Interfaces and Energy-Adaptaive
Displays”, IEEE Comuter Magazine, ISSN:
0018-9162, marzo de 2006, pp. 31-38.
[9] Linda Dailey Paulson, “New Mobile Device
Screen Saves Energy”, IEEE Computer
Magazine, ISSN: 0018.9162, octubre de 2006,
pp. 19,
[10] J. Carlos Olivares, “MoviWeb: Plataforma para
Soportar el Acceso a Sitios Web desde
Dispositivos Móviles”, tesis de maestría,
cenidet, octubre de 2006.
[11] Valenzuela Molina David R., “Mecanismo para
Predicción de Acaparamiento de Datos en
Sistemas Cliente/Servidor Móviles”, tesis de
maestría, cenidet, agosto de 2002.
[12] Uriarte Cabada Claudia Selene.
“Transformador de Contenidos Web para
Asistentes Personales Digitales”, tesis de
maestría, cenidet, julio de 2004.
CURRICULUM VITAE
Juan Carlos Olivares Rojas es
Ingeniero es Maestro en
Ciencias en Ciencias de la
Computación por el cenidet en
2006. Sus áreas de interés
son el cómputo móvil, las
redes inalámbricas, los
sistemas empotrados y
distribuidos.
Es Doctor en Ciencias de la
Computación por el CIC del
IPN. Sus áreas de interés son:
Redes inalámbricas (802.11x y
Bluetooth), Minería de uso de
la Web, tecnologías
GSM/GPRS y Sistemas
Distribuidos.