专利示意图

一、技术领域

可穿戴系统技术领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：202211568148.6

发明人：张璇、许嘉禾、孙宏斌、郭庆来、谢乐

2.专利说明书摘要

本发明公开了一种基于人体需求的可穿戴系统规划以及能量管理方法，包括如下步骤：可穿戴系统进行硬件搭建，以及规划基于场景的源网荷储搭配方案；对设备分类类型中能量采集设备、储能设备和负载设备进行建模，以及对穿戴者的人体需求建立行为模型；建立人体需求到能量需求和信息需求的映射，并生成设备连接矩阵和功率调节量；基于人体需求对能量管理策略进行优化，获得最优的连接矩阵和功率调节量。本发明能够充分利用设备与穿戴者之间的协同互补，提高可穿戴系统的服务质量和穿戴者的舒适度。同时实现对系统内设备的协同调度、与穿戴者的高效交互和对人体需求的实时应答，能够满足一套系统的多场景应用需求。

3.创新点

（1）本发明涉及智能可穿戴设备和能量管理系统领域，针对目前没有统一的自供电可穿戴系统设计标准以及对应的能量管理方法的情况，提出了一种基于人体需求的自供电可穿戴系统的设计和能量管理方法；

（2）该方法基于可穿戴设备类型，对系统内设备进行分类和基于应用场景的的规划，给穿戴者提供搭配方案，实现多设备在身上的互连；

（3）本发明基于搭建的可穿戴系统，提出了通用的能量管理方法。该方法实现了对系统内设备的协同调度、与穿戴者的高效交互和对人体需求的实时应答，能够适用于多种应用场景；

（4）本发明所提的能量管理方法考虑了个人需求和行为的影响，为穿戴者提供高质量能量服务的同时，还能对穿戴者的行为进行指导，进一步提升设备对个人需求的响应能力，也提高了个人在能量管理中的参与度。

4.痛点问题

（1）目前并没有一个统一的自供电可穿戴系统设计标准，该方法提供了一种通用的设计思路，为未来可穿戴系统提供参考方案；

（2）该能量管理方法对系统内部所有能量信息资源进行统一调度规划，集中资源平衡系统内所有设备的能源供需，克服了单个设备的能量短板效应；

（3）该方法解决了传统可穿戴设备或者系统难以兼顾使用者多种需求的难题，实现了基于整体需求协同资源的功能；

（4）该方法解决了人体能量利用率低、多种人体能量采集器缺乏协同控制的问题，对于个人减碳有促进作用。

5.技术优势

（1）本发明采用了通用化、平台化的设计思路。通过对设备分类，定义在系统内的功能，从而参与能量管理。系统内的设备可以基于应用场景由穿戴者自行更替，大大增加了可用度；

（2）本发明采用了基于人体需求的能量管理方法，能够提供穿戴者更加符合个人需求的能量服务，对于提高服务智能化程度和避免能量浪费有很大帮助；

（3）本发明把人的行为与能量信息挂钩，可以通过与人交互，促进穿戴者采取绿色低碳行为。

三、产业化信息

1.应用场景

（1）户外运动：在户外运动产场景中，本发明可以通过协同内部的源网荷储设备，延长关键用能设备的续航，另外还可以收集能量并储存起来，以备特殊情况应急使用，为生命提供强力保障；

（2）疫情防护：在疫情防护场景中，医护人员在防护服内使用佩戴恒温设备的穿戴系统，可以在恶劣的气候环境中更舒适地进行作业；

（3）日常办公：在日常办公场景中，穿戴者可以使用可穿戴系统提供的能量服务代替空间用能服务，比如使用可穿戴制冷模块代替空调制冷，大大降低了建筑能耗。

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景，对于可穿戴设备行业有以下市场价值：

（1）本发明提出了一种通用平台，可以兼容多种已有可穿戴设备，并且为未来可穿戴设备设计提供参考标准；

（2）本发明可以应用到一些极端环境中，为穿戴者的生命安全提供长续航保障，提升了人的环境适应能力；

（3）本发明具有巨大的节能减排潜力，促进个人参与到双碳目标中。

3.发展规划

（1）该技术未来可应用至生活中多种场景多个领域，首先需要完善原型机测试，然后实现产业化，快速提高产量、降低成本并推向市场；

（2）该技术通过推广该可穿戴平台，兼容更多的可穿戴设备，促进相关行业开发者基于该平台研发新产品，有利于加速产品普及。

4.合作方式

面议

注:所有成果未经授权，请勿转载

联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn