智能可穿戴设备在空调中的应用专利技术综述论文

智能可穿戴设备在空调中的应用专利技术综述

李奕杉曹苏恬

（国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心，四川成都 610213）

摘要：智能可穿戴设备技术在信息化时代和物联网技术的发展下得到了广泛重视和快速发展。智能空调是智能家居领域中的典型应用。本文通过全球及中国申请量、技术来源国、重点技术申请人等方面，分析和梳理智能可穿戴设备在空调领域的应用的整体状况和发展趋势。

关键词：智能可穿戴设备；空调；传感器；专利

1 引言

物联网（Internet of Things）已经逐渐走进人们生活和工作的各个方面。国际电信联盟于2005年在世界信息峰会上发布了指出物联网时代的来临^［1］。

青海省共和县牧民尕藏加患甲亢13年，在县、州、省各级医院都治过。当问及为什么最后选择莫多寺治疗时，尕藏加说他患病的头几年不能走路，眼睛突出，由于语言沟通问题，县医院没能确诊。确诊后在西宁的人民医院治疗7年，花费39万尚未治愈。

智能可穿戴设备技术（smart wearable device technology）最早是由美国麻省理工学院于20世纪60年代提出的。进入21世纪以来，伴随着物联网的蓬勃发展，智能可穿戴设备也取得了显著的进步，工信部提及了加强智能可穿戴设备等新型消费终端产品的研发创新，支持面向互联网的智能可穿戴等智能硬件核心关键技术突破，加强技术标准和知识产权等公共服务平台建设^［2］。

智能空调是智能家居领域中的典型应用。传统的空调控制方法是基于环境温度变化而做出相应的制冷或制热调节，一些空调内部设置了睡眠模式等控制模式，增加了时间变量，但仍旧难以根据用户的个体身体情况或舒适性选择为目标来制定针对当前用户身体情况的智能运行控制方式。同时，由于室内环境温度的不均匀性，进而使得空调运行的控制方式进一步偏离了用户舒适化和人性化的控制需求。

本文从专利文献出发，通过全球及中国申请量、技术来源国、重点技术申请人等方面，分析和梳理智能可穿戴设备在空调领域的应用的整体状况和发展趋势。

2 数据分析结论

2.1 专利申请布局分析

EPR效应，即实体瘤的高通透性和长滞留效应。大多数实体瘤的血管结构有缺陷，常产生大量的各种血管通透性因子(简称VEGF)，因此，大多数实体瘤显示出高通透性，即大分子药物选择性外渗，这将确保向肿瘤组织提供足够的营养和氧气以便快速生长。大于40kDa的大分子选择性地从肿瘤血管中漏出并积聚在肿瘤组织，即长滞留效应。EPR效应考虑到肿瘤血管独特的生理特性，促使大分子转运到肿瘤组织中，且这种EPR效应驱动的药物递送到肿瘤组织，且并不发生在正常组织中。

图1 申请量年度分布图

通过对智能可穿戴设备在空调中的应用的技术分支以及发展阶段进行梳理，得出了智能可穿戴设备在空调中的应用的技术路线演进示意图，如图3所示。在2009年以前，该技术领域的研究主要集中于日本公司，技术核心是利用智能可穿戴设备能够测量人体生理参数，尤其是体温参数，直接控制空调设定温度。在2010—2012年，由于智能可穿戴设备研究的技术瓶颈，上述三年间发展缓慢，同样是主要检测用户体温和环境温度，但在控制方式上，美国企业进一步考虑到了节能减排的问题，通过用户体温和环境温度参数，控制空调的开启和关闭。2013—2015年，智能可穿戴设备在空调中的申请迎来了超高速发展，该时期内将多种人体生理参数，包括体温、心率、血压等参数，以及多种环境参数，包括室内外环境温度、环境湿度、噪声量、光强度、辐射强度等均引入人体热舒适度评价系统中，进而通过各种数学方式进行空调运行方式的优化研究。在2016—2018年，国内外申请主体对于将人体生理参数和环境参数应用于人体热舒适度评价体系的研究在上述研究的基础上进一步细化和优化，同时通过智能可穿戴设备对于用户动作的捕捉和识别，将其映射为控制指令的技术方案得到了长足的发展。

图2 专利申请原创国分布

智能可穿戴设备在空调中的应用领域，全球主要申请人按申请量依次为：美的集团、三星集团、格力集团、小米集团、三菱株式会社、东芝株式会社、乐金集团、华为公司、电装株式会社和谷歌公司，上述申请人主要集中在空调设备制造商、半导体、互联网设备制造商，这是由于该技术领域同时涉及通信领域智能设备制造和传统空调设备制造的交叉领域。

在全球范围内，关于智能可穿戴设备在空调中的应用的专利申请最早于2007年开始出现，在2007—2011年的时间范围内处于萌芽阶段，这个时期全球相关申请非常少，全部是国外申请。中国关于智能可穿戴设备在空调中的应用的申请最早于2012年开始出现，并且在2012—2016年度申请量大幅增加，与此同时，在2012—2016年，在全球范围内关于智能可穿戴设备在空调中的应用的申请量也同样大幅增加（见图1）。上述变化趋势主要是因为智能可穿戴设备的蓬勃兴起与发展。随着智能可穿戴设备能够随时监测用户的生理参数以及识别用户动作的特性，其与智能家居设备的可联动性的研究和相关申请也越来越受到重视。虽然我国在该领域的研究起步较晚，最早的专利申请直到2012年才出现，但是我国关于智能可穿戴设备在空调中的应用的研究发展异常迅速，尤其是2014年以后，我国关于智能可穿戴设备在空调中的应用的专利申请迎来了井喷式的发展，这一部分原因是我国创新企业较多，申请主体较多，另一部分原因是与我国关于“互联网+”的战略政策的扶持。同时需要注意的是，从2016—2018年，全球范围内关于智能可穿戴设备在空调中的应用的申请量开始下降，这主要可能有两方面的原因，其一是2016下半年之后申请的专利申请部分尚未公开；其二是在关键元器件包括计算芯片、传感器、电池等的研究没有进一步的直接的较为创新的发展之前，其在空调领域的应用研究同样受到了阻碍。

2.3 专利技术路线演进分析

专利申请的技术来源国分布可反映出各国创新主体、申请人对于智能可穿戴设备在空调中应用上的研究的重视程度和创新意愿。智能可穿戴设备在空调中应用的专利申请主要来源国为中国、日本、韩国和美国。虽然中国在该领域的研发起步较晚，但在后期发展迅速。而在空调领域，日本一直以来处于领先地位，且其专利申请起步时期早，因此申请量也具有大幅占比（见图2）。

顺德逢简水乡的旅游项目较少，食宿的配套设施仍不完善。尽管乌篷船游船活动是目前水乡内最具个性化、参与度最高的一项活动，但仍有不少游客表示旅游活动还是过于单一，缺乏创新，体验感不足。虽然2017年初水乡为吸引旅客过夜而推出“夜游水乡”的新项目，但仍离不开游船这一本质，对游客的吸引力有限。此外，水乡内以及附近的旅馆数量较少，并无足够的床位可提供游客过夜。

综上所述，智能可穿戴设备在空调中的应用技术的专利技术方案主要分为两个分支，其一是，智能可穿戴设备通过对佩戴者指令（动作或语音）的识别，将识别到的动作映射成存储的相关控制指令进行控制，另一种是，智能可穿戴设备通过传感器对于环境参数的测量和/或佩戴者生理参数的测量，将上述测量数据上传云端处理器或根据内部处理器的控制函数对空调的运行模式做出自动控制。同时，可以发现的是，其技术主体方案已经日趋成熟，并且，该领域的技术发展在很大程度上受限于智能可穿戴设备中核心元器件——计算芯片、传感器和电池的技术研究的发展程度。

图3 技术路线演进示意图

3 结语

本文对智能可穿戴设备在空调中的应用技术的发展进行了分析、统计和整理，对申请量随年度的变化、技术来源国、技术发展趋势、主要申请人进行分析。

参考文献：

［1］刘云浩.物联网导论［M］.北京：科学出版社，2011.

［2］张茂于.产业专利分析报告：智能可穿戴设备［M］.北京：知识产权出版社，2017.

Patent Analysis of Application of Smart Wearable Devices in Air Condition

LI Yishan CAO Sutian
(Patent Examination Cooperation Sichuan Center of the Patent Office,Chengdu,Sichuan,China,610213)

Abstract: With the development of Internet of Things technology,smart wearable device technology has received extensive attention and rapid development.Smart air conditioners are typical applications of the smart home industry.Based on the patents,we have analyzed the development and situation of the smart wearable devices in air condition technology by trend of patent application,global distribution and important applicants.

Key words: smart wearable device;air condition;sensor;patent analysis

中图分类号： TP368.33

文献标识码： A

文章编号： 1003-5168（2019）33-0062-03

收稿日期： 2019-9-22

作者简介：李奕杉（1992—），男，硕士，研究方向：暖通空调系统及自动化控制，生物质能源转化；曹苏恬（1993—），女，硕士，研究方向：暖通空调系统及自动化控制（等同于第一作者）。