李奕杉 曹蘇恬

摘要：智能可穿戴設(shè)備技術(shù)在信息化時(shí)代和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展下得到了廣泛重視和快速發(fā)展。智能空調(diào)是智能家居領(lǐng)域中的典型應(yīng)用。本文通過(guò)全球及中國(guó)申請(qǐng)量、技術(shù)來(lái)源國(guó)、重點(diǎn)技術(shù)申請(qǐng)人等方面，分析和梳理智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用的整體狀況和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能可穿戴設(shè)備;空調(diào);傳感器;專利

中圖分類號(hào)：TP368.33? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1003-5168（2019）33-0062-03

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

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）已經(jīng)逐漸走進(jìn)人們生活和工作的各個(gè)方面。國(guó)際電信聯(lián)盟于2005年在世界信息峰會(huì)上發(fā)布了指出物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨[1]。

智能可穿戴設(shè)備技術(shù)（smart wearable device technology）最早是由美國(guó)麻省理工學(xué)院于20世紀(jì)60年代提出的。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，智能可穿戴設(shè)備也取得了顯著的進(jìn)步，工信部提及了加強(qiáng)智能可穿戴設(shè)備等新型消費(fèi)終端產(chǎn)品的研發(fā)創(chuàng)新，支持面向互聯(lián)網(wǎng)的智能可穿戴等智能硬件核心關(guān)鍵技術(shù)突破，加強(qiáng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)等公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)[2]。

智能空調(diào)是智能家居領(lǐng)域中的典型應(yīng)用。傳統(tǒng)的空調(diào)控制方法是基于環(huán)境溫度變化而做出相應(yīng)的制冷或制熱調(diào)節(jié)，一些空調(diào)內(nèi)部設(shè)置了睡眠模式等控制模式，增加了時(shí)間變量，但仍舊難以根據(jù)用戶的個(gè)體身體情況或舒適性選擇為目標(biāo)來(lái)制定針對(duì)當(dāng)前用戶身體情況的智能運(yùn)行控制方式。同時(shí)，由于室內(nèi)環(huán)境溫度的不均勻性，進(jìn)而使得空調(diào)運(yùn)行的控制方式進(jìn)一步偏離了用戶舒適化和人性化的控制需求。

本文從專利文獻(xiàn)出發(fā)，通過(guò)全球及中國(guó)申請(qǐng)量、技術(shù)來(lái)源國(guó)、重點(diǎn)技術(shù)申請(qǐng)人等方面，分析和梳理智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用的整體狀況和發(fā)展趨勢(shì)。

2 數(shù)據(jù)分析結(jié)論

2.1 專利申請(qǐng)布局分析

在全球范圍內(nèi)，關(guān)于智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用的專利申請(qǐng)最早于2007年開(kāi)始出現(xiàn)，在2007—2011年的時(shí)間范圍內(nèi)處于萌芽階段，這個(gè)時(shí)期全球相關(guān)申請(qǐng)非常少，全部是國(guó)外申請(qǐng)。中國(guó)關(guān)于智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用的申請(qǐng)最早于2012年開(kāi)始出現(xiàn)，并且在2012—2016年度申請(qǐng)量大幅增加，與此同時(shí)，在2012—2016年，在全球范圍內(nèi)關(guān)于智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用的申請(qǐng)量也同樣大幅增加（見(jiàn)圖1）。上述變化趨勢(shì)主要是因?yàn)橹悄芸纱┐髟O(shè)備的蓬勃興起與發(fā)展。隨著智能可穿戴設(shè)備能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)用戶的生理參數(shù)以及識(shí)別用戶動(dòng)作的特性，其與智能家居設(shè)備的可聯(lián)動(dòng)性的研究和相關(guān)申請(qǐng)也越來(lái)越受到重視。雖然我國(guó)在該領(lǐng)域的研究起步較晚，最早的專利申請(qǐng)直到2012年才出現(xiàn)，但是我國(guó)關(guān)于智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用的研究發(fā)展異常迅速，尤其是2014年以后，我國(guó)關(guān)于智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用的專利申請(qǐng)迎來(lái)了井噴式的發(fā)展，這一部分原因是我國(guó)創(chuàng)新企業(yè)較多，申請(qǐng)主體較多，另一部分原因是與我國(guó)關(guān)于“互聯(lián)網(wǎng)+”的戰(zhàn)略政策的扶持。同時(shí)需要注意的是，從2016—2018年，全球范圍內(nèi)關(guān)于智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用的申請(qǐng)量開(kāi)始下降，這主要可能有兩方面的原因，其一是2016下半年之后申請(qǐng)的專利申請(qǐng)部分尚未公開(kāi);其二是在關(guān)鍵元器件包括計(jì)算芯片、傳感器、電池等的研究沒(méi)有進(jìn)一步的直接的較為創(chuàng)新的發(fā)展之前，其在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用研究同樣受到了阻礙。

專利申請(qǐng)的技術(shù)來(lái)源國(guó)分布可反映出各國(guó)創(chuàng)新主體、申請(qǐng)人對(duì)于智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中應(yīng)用上的研究的重視程度和創(chuàng)新意愿。智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中應(yīng)用的專利申請(qǐng)主要來(lái)源國(guó)為中國(guó)、日本、韓國(guó)和美國(guó)。雖然中國(guó)在該領(lǐng)域的研發(fā)起步較晚，但在后期發(fā)展迅速。而在空調(diào)領(lǐng)域，日本一直以來(lái)處于領(lǐng)先地位，且其專利申請(qǐng)起步時(shí)期早，因此申請(qǐng)量也具有大幅占比（見(jiàn)圖2）。

智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用領(lǐng)域，全球主要申請(qǐng)人按申請(qǐng)量依次為：美的集團(tuán)、三星集團(tuán)、格力集團(tuán)、小米集團(tuán)、三菱株式會(huì)社、東芝株式會(huì)社、樂(lè)金集團(tuán)、華為公司、電裝株式會(huì)社和谷歌公司，上述申請(qǐng)人主要集中在空調(diào)設(shè)備制造商、半導(dǎo)體、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商，這是由于該技術(shù)領(lǐng)域同時(shí)涉及通信領(lǐng)域智能設(shè)備制造和傳統(tǒng)空調(diào)設(shè)備制造的交叉領(lǐng)域。

2.3 專利技術(shù)路線演進(jìn)分析

通過(guò)對(duì)智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用的技術(shù)分支以及發(fā)展階段進(jìn)行梳理，得出了智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用的技術(shù)路線演進(jìn)示意圖，如圖3所示。在2009年以前，該技術(shù)領(lǐng)域的研究主要集中于日本公司，技術(shù)核心是利用智能可穿戴設(shè)備能夠測(cè)量人體生理參數(shù)，尤其是體溫參數(shù)，直接控制空調(diào)設(shè)定溫度。在2010—2012年，由于智能可穿戴設(shè)備研究的技術(shù)瓶頸，上述三年間發(fā)展緩慢，同樣是主要檢測(cè)用戶體溫和環(huán)境溫度，但在控制方式上，美國(guó)企業(yè)進(jìn)一步考慮到了節(jié)能減排的問(wèn)題，通過(guò)用戶體溫和環(huán)境溫度參數(shù)，控制空調(diào)的開(kāi)啟和關(guān)閉。2013—2015年，智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的申請(qǐng)迎來(lái)了超高速發(fā)展，該時(shí)期內(nèi)將多種人體生理參數(shù)，包括體溫、心率、血壓等參數(shù)，以及多種環(huán)境參數(shù)，包括室內(nèi)外環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、噪聲量、光強(qiáng)度、輻射強(qiáng)度等均引入人體熱舒適度評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，進(jìn)而通過(guò)各種數(shù)學(xué)方式進(jìn)行空調(diào)運(yùn)行方式的優(yōu)化研究。在2016—2018年，國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)主體對(duì)于將人體生理參數(shù)和環(huán)境參數(shù)應(yīng)用于人體熱舒適度評(píng)價(jià)體系的研究在上述研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化和優(yōu)化，同時(shí)通過(guò)智能可穿戴設(shè)備對(duì)于用戶動(dòng)作的捕捉和識(shí)別，將其映射為控制指令的技術(shù)方案得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

綜上所述，智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用技術(shù)的專利技術(shù)方案主要分為兩個(gè)分支，其一是，智能可穿戴設(shè)備通過(guò)對(duì)佩戴者指令（動(dòng)作或語(yǔ)音）的識(shí)別，將識(shí)別到的動(dòng)作映射成存儲(chǔ)的相關(guān)控制指令進(jìn)行控制，另一種是，智能可穿戴設(shè)備通過(guò)傳感器對(duì)于環(huán)境參數(shù)的測(cè)量和/或佩戴者生理參數(shù)的測(cè)量，將上述測(cè)量數(shù)據(jù)上傳云端處理器或根據(jù)內(nèi)部處理器的控制函數(shù)對(duì)空調(diào)的運(yùn)行模式做出自動(dòng)控制。同時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)的是，其技術(shù)主體方案已經(jīng)日趨成熟，并且，該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展在很大程度上受限于智能可穿戴設(shè)備中核心元器件——計(jì)算芯片、傳感器和電池的技術(shù)研究的發(fā)展程度。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)智能可穿戴設(shè)備在空調(diào)中的應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了分析、統(tǒng)計(jì)和整理，對(duì)申請(qǐng)量隨年度的變化、技術(shù)來(lái)源國(guó)、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、主要申請(qǐng)人進(jìn)行分析。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉云浩.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[2] 張茂于.產(chǎn)業(yè)專利分析報(bào)告：智能可穿戴設(shè)備[M].北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2017.