СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
TEMPERATURE CONTROL SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе регулирования температуры для регулирования температуры части тела, в частности тела пользователя.
Уровень техники
Температурный комфорт определяется температурой внутри тела человека и температурой на поверхности тела. Глубинная температура тела человека обычно составляет 37°С, а средняя температура кожи человека обычно составляет 33°С. Люди чувствуют себя не комфортно в температурном отношении при изменении окружающей среды, например, при усилении ветра или повышенной солнечной активности, или когда человек переезжает в более прохладное место. В обычных ситуациях дискомфорт в температурном отношении ощущается пользователем при изменении температуры кожи пользователя, а не при изменении внутренней температуры тела.
Обычные химические или электрические нагревательные системы, используемые в одежде, могут легко передавать тепло на относительно высоком уровне. Большинство доступных в настоящее время устройств состоят из носимой одежды с электрогрелками, которые пользователь может вручную настраивать. В по меньшей мере некоторых устройствах электрогрелки производят одинаковую теплоотдачу, и все электрогрелки активируются для подачи тепла. Существующие изделия часто бывают громоздкими, тяжелыми, требуют ручного управления и имеют ограниченный диапазон действия.
Вдобавок к этому известные системы используют температуру срабатывания, которая используется для включения или выключения нагрева, которая одинакова для всех пользователей и/или одинакова для данного пользователя при любых обстоятельствах и в любое время.
Из документа WO 2017/017698 (А2, опубликован 02.02.20217) известна система с регулированием температуры срабатывания в соответствии с планами перемещений пользователя в поездках. Однако с такой системой, когда пользователь достигает новой зоны перемещения в поездке и температура срабатывания адаптируется соответствующим образом, эта температура срабатывания остается неизменной при любых обстоятельствах и в любое время в пределах указанной зоны перемещения.
Сущность изобретения
Таким образом, настоящее изобретение направлено на решение вышеупомянутых проблем, помимо других проблем.
С этой целью настоящее изобретение предлагает систему регулирования температуры, которая позволяет регулировать температуру части тела на основе профиля пользователя и текущей активности пользователя.
Согласно первому аспекту объектом изобретения является система регулирования температуры для регулирования температуры части тела, в частности тела пользователя.
Система содержит по меньшей мере один датчик температуры, выполненный с возможностью выполнения измерения температуры, которое относится к температуре конкретной части тела; по меньшей мере один элемент регулирования температуры, выполненный с возможностью подачи тепла и/или холода на конкретную часть тела, расположенный на гибкой опоре или в ней; блок памяти, выполненный с возможностью хранения по меньшей мере одного значения, относящегося к пороговой температуре; блок управления, соединенный с датчиком температуры, блоком памяти и элементом регулирования температуры.
Блок управления выполнен с возможностью получения текущей температуры конкретной части тела от датчика температуры; выполнения сравнения по меньшей мере одного значения, относящегося к текущей температуре, и значения, относящегося к температуре запуска; активации элемента регулирования температуры для подачи тепла или холода на конкретную часть тела в зависимости от результата указанного сравнения.
Блок памяти дополнительно выполнен с возможностью хранения по меньшей мере одной информации о профиле пользователя, относящейся к параметру профиля пользователя, а блок управления дополнительно выполнен с возможностью определения значения, относящегося к температуре запуска, на основе указанного значения, относящегося к пороговой температуре, указанной информации о профиле пользователя и по меньшей мере одной информации об активности пользователя, относящейся к параметру текущей активности пользователя.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит один или более из следующих признаков, рассматриваемых отдельно или в соответствии с любой технически возможной комбинацией:
- по меньшей мере один из параметров активности пользователя относится к активности по меньшей мере части тела пользователя, и система дополнительно содержит по меньшей мере один датчик активности пользователя, выполненный с возможностью выполнения измерения активности пользователя, которое относится к активности указанной по меньшей мере конкретной части тела пользователя, причем блок управления соединен с датчиком активности пользователя и выполнен с возможностью получения измерения активности пользователя и определения информации об активности пользователя на основе измерения активности пользователя;
- по меньшей мере один из параметров активности пользователя относится к активности по меньшей мере части тела пользователя, и система дополнительно содержит по меньшей мере один датчик активности пользователя, выполненный с возможностью выполнения измерения активности пользователя, которое относится к активности указанной по меньшей мере конкретной части тела пользователя, и для определения информации об активности пользователя на основе измерения активности пользователя, причем блок управления соединен с датчиком активности пользователя и выполнен с возможностью получения информации об активности пользователя от датчика активности пользователя;
- по меньшей мере один из датчиков активности пользователя является датчиком движения, и/или по меньшей мере один из датчиков активности пользователя является датчиком географического положения, и/или один из датчиков активности пользователя является датчиком сердцебиения;
- по меньшей мере один из параметров активности пользователя относится к активности по меньшей мере части тела пользователя, а блок управления содержит интерфейс, выполненный с возможностью получения от внешнего устройства измерения активности пользователя, которое относится к активности указанной по меньшей мере конкретной части тела пользователя, при этом блок управления выполнен с возможностью определения информации об активности пользователя на основе измерения активности пользователя;
- по меньшей мере один из параметров активности пользователя относится к активности по меньшей мере части тела пользователя, а блок управления содержит интерфейс, выполненный с возможностью получения от внешнего устройства информации об активности пользователя;
- по меньшей мере один из параметров активности пользователя относится к активности по меньшей мере части тела пользователя, а блок управления содержит интерфейс, выполненный с возможностью получения в виде ручного ввода информации об активности пользователя;
- по меньшей мере один из параметров активности пользователя относится к активности по меньшей мере части тела пользователя, а блок управления содержит интерфейс, выполненный с возможностью получения в виде ручного ввода измерения активности пользователя, при этом блок управления выполнен с возможностью определения информации об активности пользователя на основе измерения активности пользователя;
- по меньшей мере один из параметров профиля пользователя относится к одному из следующего: температурная чувствительность, возраст, время суток, время года, пол, жировая масса тела, размер, масса;
- значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, с добавлением или за вычетом величины, которая зависит от информации об активности пользователя и информации о профиле пользователя;
- блок управления выполнен с возможностью активации элемента регулирования температуры для подачи тепла или холода на конкретную часть тела, когда значение, относящееся к текущей температуре, достигает значения, относящегося к температуре запуска;
- блок управления выполнен с возможностью активации элемента регулирования температуры для подачи тепла или холода на конкретную часть тела, когда значение, относящееся к текущей температуре, достигает значения, относящегося к температуре запуска, в течение заданного промежутка времени;
- заданный промежуток времени основан на информации об активности пользователя и информации о профиле пользователя;
- блок памяти является частью блока управления, датчика температуры или внешнего портативного устройства;
- тело представляет собой тело пользователя-человека или животного, а конкретная часть тела является одним из запястий тела пользователя;
- блок управления выполнен с возможностью беспроводного соединения с внешним устройством;
- каждый из элементов регулирования температуры содержит нагревательный элемент и/или охлаждающий элемент;
- система дополнительно содержит источник питания для подачи питания на блок управления и логический блок;
- блок питания представляет собой внешний блок питания.
Согласно второму аспекту объектом изобретения также является предмет одежды, которую носит пользователь, представляющий собой человека или животное, содержащий систему регулирования температуры, как представлено выше.
Краткое описание чертежей
Изобретение и его преимущества можно лучше понять из нижеследующего описания, приведенного в качестве примера и только для иллюстративных целей, а также на основе прилагаемых чертежей, перечисленных ниже:
на фиг. 1 показана обобщенная система регулирования температуры;
на фиг. 2 показано схематическое изображение контроллера, который может использоваться в системе регулирования температуры, показанной на фиг. 1.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показана схема обобщенной системы регулирования температуры. Как показано на фиг. 1, система 100 регулирования температуры содержит датчик 102 температуры, элемент 104 регулирования температуры, такой как нагревательный элемент, блок управления или контроллер 106 и устройство 108 пользователя. Система дополнительно содержит гибкую опору 110, которая может представлять собой изделие 110 одежды, пригодное для носки, или может быть встроена в такое изделие, пригодное для ношения.
Как показано на фиг. 1, по меньшей мере датчик 102 температуры расположен на изделии одежды, пригодном для носки, таким образом, что датчик 102 температуры находится в контакте с частью тела пользователя. Датчик 102 температуры по меньшей мере непосредственно контактирует с кожей пользователя. В качестве альтернативы датчик 102 температуры косвенно контактирует с кожей пользователя, например, через слой предмета или изделия 110 одежды, пригодного для носки. Датчик 102 выполнен с возможностью измерения температуры кожи пользователя.
Предметом 110 одежды, пригодным для носки, может быть любой подходящий предмет 110 одежды, который пользователь может носить на части тела пользователя. Например, предмет 110 одежды может представлять собой рубашку с длинным рукавом, футболку, шляпу, носки, перчатки, брюки, колготки, куртку, шапку или любой другой подходящий предмет одежды, пригодный для носки.
Датчик 102 температуры выполнен с возможностью измерения температуры, которое соответствует температуре на части тела пользователя. Предпочтительно измерение температуры представляет собой температуру кожи.
Элемент 104 регулирования температуры может представлять собой любой подходящий элемент или устройство для подачи тепла или холода пользователю. Например, элемент 104 регулирования температуры может представлять собой электрогрелку, которую можно расположить на предмете 110 одежды и расположить в непосредственном контакте с кожей пользователя или в контакте через слой ткани, чтобы подавать тепло на часть тела пользователя. Элемент 104 регулирования температуры обеспечивает нагревание для повышения температуры кожи пользователя. В качестве альтернативы элемент регулирования температуры может представлять собой кондиционер в автомобиле или доме, или может представлять собой интеллектуальное устройство или систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC; heating, ventilation and air conditioning) здания, или любое другое подходящее устройство или систему для подачи тепла или холода пользователю.
Контроллер 106 выполнен с возможностью получения измерения температуры от датчика 102 температуры. Контроллер 106 имеет проводное или беспроводное соединение с датчиком 102 температуры и элементом 104 регулирования температуры. Контроллер 106 может быть соединен электрическим проводом или беспроводным способом с датчиком 102 температуры и элементом 104 регулирования температуры. Контроллер принимает измерение температуры в виде электронного сигнала от датчика 102 температуры. Контроллер выполнен с возможностью обработки измерения температуры и/или получения уже обработанного измерения температуры.
Система дополнительно содержит блок 101 памяти, выполненный с возможностью хранения по меньшей мере одного значения, относящегося к пороговой температуре. Контроллер 106 также соединен с блоком 101 памяти.
Контроллер 106 выполнен с возможностью получения текущей температуры конкретной части тела от датчика 102 температуры. Затем контроллер 106 выполняет сравнение по меньшей мере одного значения, относящегося к текущей температуре, и значения, относящегося к температуре запуска, и активирует элемент 104 регулирования температуры, подающий тепло или холод на конкретную часть тела в зависимости от результата сравнения.
Блок 101 памяти также предназначен для хранения по меньшей мере одной информации о профиле пользователя, относящейся к параметру профиля пользователя.
Контроллер 106 выполнен с возможностью определения значения, относящегося к температуре запуска, на основе значения, относящегося к пороговой температуре, информации о профиле пользователя и по меньшей мере одной информации об активности пользователя, относящейся к параметру текущей активности пользователя. Параметр активности пользователя относится к активности по меньшей мере части тела пользователя, и система также содержит по меньшей мере один датчик активности пользователя, не показанный на фигурах. Этот датчик активности пользователя предназначен для измерения активности пользователя, которое относится к активности конкретной части тела пользователя.
Контроллер 106 соединен с датчиком активности пользователя и выполнен с возможностью получения измерения активности пользователя и определения информации об активности пользователя на основе измерения активности пользователя.
В качестве альтернативы датчик активности пользователя также предназначен для определения информации об активности пользователя на основе измерения активности пользователя. В этом случае контроллер 106, соединенный с датчиком активности пользователя, выполнен с возможностью непосредственного получения информации об активности пользователя от датчика активности пользователя.
Датчик активности пользователя может представлять собой датчик движения, датчик географического положения или датчик сердцебиения. Система может содержать несколько датчиков активности, каждый из которых, например, является одним из упомянутых выше типов.
В случае датчика движения этот датчик может представлять собой 3-осевой акселерометр. Акселерометр обнаруживает или измеряет движения тела пользователя. Измерение движения - это измерение ускорения или измерения скорости. Измерение движения отбирается контроллером 106 с датчика движения. Датчик движения отбирается с любой подходящей частотой выборки. Контроллер 106 использует измерение движения для регулирования пороговой температуры на основе заданного соотношения. Контроллер 106 может содержать интерфейс, выполненный с возможностью получения от внешнего устройства результатов измерения активности пользователя. Контроллер 106 затем выполнен с возможностью определения информации об активности пользователя на основании измерения активности пользователя, полученного через указанный интерфейс.
В качестве альтернативы интерфейс предназначен для получения непосредственно от внешнего устройства информации об активности пользователя.
Интерфейс также может быть предназначен для получения информации об активности пользователя в виде ручного ввода от пользователя.
В качестве альтернативы интерфейс предназначен для получения результатов измерения активности пользователя в виде ручного ввода. Контроллер 106 затем выполнен с возможностью определения информации об активности пользователя на основании измерения активности пользователя, полученного через интерфейс.
Параметр профиля пользователя относится, например, к одному из следующего: температурная чувствительность, возраст, время суток, время года, пол, жировая масса тела, размер, масса. В качестве примеров:
- параметр температурной чувствительности может быть следующего двойного типа: чувствителен к холоду/нечувствителен к холоду;
- параметр возраста может быть следующего двойного типа: младше 50 лет/равно или больше 50 лет;
- параметр времени суток может быть следующего двойного типа: с 22:00 до 12:00/с 12:01 до 21:59;
- параметр времени года может быть следующего двойного типа: лето/не лето;
- параметр пола может быть следующего двойного типа: мужской пол/женский пол;
- параметр жировой массы тела может быть следующего двойного типа: для мужчин ниже 23%/ равно или выше 23%, а для женщин ниже 32%/равно или выше 32%.
Значение, относящееся к температуре запуска, определенное контроллером 106, соответствует значению, относящемуся к пороговой температуре, с добавлением или за вычетом величины, которая зависит от информации об активности пользователя и информации о профиле пользователя.
В одном примере значение, относящееся к пороговой температуре, соответствует температуре кожи пользователя, для которой считается, что тепловое ощущение будет нейтральным в состоянии покоя. Это значение может быть усреднено для всей поверхности тела и обычно составляет около 33°С. При локальном измерении эта температура варьируется от одной области тела к другой. Чем дальше от туловища и головы, тем ниже эта температура.
Контроллер 106 активирует элемент 104 регулирования температуры для подачи тепла или холода, когда значение, относящееся к текущей температуре, достигает этого значения, относящегося к температуре запуска.
Время, по истечении которого значение, относящееся к текущей температуре, достигает этого значения, относящегося к температуре запуска, может быть принято во внимание. Затем контроллер 106 активирует элемент 104 регулирования температуры для подачи тепла или холода, когда значение, относящееся к текущей температуре, достигает этого значения, относящегося к температуре запуска, в течение заданного промежутка времени. Этот заданный промежуток времени может также быть основан на информации об активности пользователя и информации о профиле пользователя.
Элемент 104 регулирования температуры деактивируется контроллером 106, когда измерение температуры превышает пороговую температуру.
Ниже приведены несколько примеров того, как определяется значение, относящееся к температуре запуска, и элемент 104 регулирования температуры активируется/деактивируется.
В первом примере, когда пороговая температура предварительно установлена на 33°С, низкая активность пользователя или ее отсутствие учитываются при определении значения, относящегося к температуре запуска. Более точно, если:
- датчик активности пользователя не обнаруживает активности, что соответствует состоянию покоя, или
- датчик активности пользователя обнаруживает активность, которая длится менее 3 минут, или
- активность определяется датчиком активности пользователя в течение периода времени, превышающего 3 минуты, но со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые не увеличиваются более чем на 20% в течение указанного периода времени, тогда значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговому значению, за вычетом 0,5°С.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ.
Если:
- датчик активности пользователя не обнаруживает никакой активности, что соответствует состоянию покоя, или
- датчик активности пользователя обнаруживает активность, которая длится меньше первого заданного периода времени d1, или активность обнаруживается датчиком активности пользователя в течение периода времени, превышающего первый заданный период времени d1, но со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые не увеличиваются более чем на первый заданный процент p1, в течение указанного первого периода времени d1, то значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом первого заданного значения δθ1 в °С. В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°С;
- d1=3 минуты;
- p1=20%;
- δθ1=0,5°С.
В другом примере при тех же условиях отсутствия активности пользователя или низкой активности пользователя, как объяснено выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом 9,5°С, когда эта температура достигается за 39 секунд, что соответствует снижению температуры со скоростью 1°С/мин.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ:
при тех же условиях отсутствия активности пользователя или низкой активности пользователя, обобщенных выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом первого заданного значения δθ1 в °С, когда эта температура достигается за заданный промежуток времени t1 что соответствует снижению температуры с первой заданной скоростью v1.
В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°С;
- δθ1=9,5°С;
- t1=30 секунд;
- v1=1°С/мин.
В этих двух случаях активируется элемент 104 регулирования температуры, пока датчик 102 температуры не измеряет температуру, соответствующую пороговой температуре, после чего элемент 104 регулирования температуры деактивируется. В следующих примерах, когда пороговая температура установлена на 33°С, значительная активность пользователя принимается во внимание при определении значения, относящегося к температуре запуска.
Например, если активность обнаруживается датчиком активности в течение более 3 минут и со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые увеличиваются более чем на 20% в течение указанного периода времени, то значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом 2°С.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ:
если активность обнаруживается датчиком активности пользователя в течение периода времени, превышающего первый заданный период времени d1, как упомянуто выше, и со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые увеличиваются на более чем первый заданный процент p1, как упомянуто выше, в течение указанного первого периода времени d1, то значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом второго заданного значения δθ2 в °С.
В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°С;
- d1=3 минуты;
- p1=20%;
- δθ2=2°С.
В другом примере при тех же условиях значительной активности пользователя, как указано выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом 1°С, когда эта температура достигается за 30 секунд, что соответствует снижению температуры со скоростью 2°С/мин.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ:
при тех же условиях активности пользователя, обобщенных выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом половины второго заданного значения δθ2 в °С, когда эта температура достигается за заданный промежуток времени t1, что соответствует снижению температуры со второй заданной скоростью v2.
В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°С;
- δθ2=2°С;
- t1=39 секунд;
- v2=2°C/мин.
В этих двух случаях снова активируется элемент 104 регулирования температуры, пока датчик 102 температуры не измеряет температуру, соответствующую пороговой температуре, после чего элемент 104 регулирования температуры деактивируется.
В еще одном примере значительной активности пользователя пороговая температура предварительно установлена на 33°С, если активность обнаруживается датчиком активности пользователя в течение более 5 минут и со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые увеличиваются более чем на 20% в течение указанного периода времени, тогда значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом 3°С.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ:
если активность обнаруживается датчиком активности пользователя в течение периода времени, превышающего второй заданный период времени d2, и со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые увеличиваются более чем на первый заданный процент p1, как упомянуто выше, во время указанного второго периода времени d2, то значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом третьего заданного значения δθ3 в °С.
В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°С;
- d2=5 минуты;
- p1=20%;
- δθ3=3°С.
В другом примере при тех же условиях активности пользователя, как указано выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом 1,5°С, когда эта температура достигается за 30 секунд, что соответствует снижению температуры со скоростью 3°С/мин.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ:
при тех же условиях активности пользователя, обобщенных выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом половины третьего заданного значения δθ3 в °С, когда эта температура достигается за заданный промежуток времени t1, что соответствует снижению температуры с третьей заданной скоростью v3. В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°С;
- δθ3=3°С;
- t1=30 секунд;
- v3=3°С/мин.
В этих двух случаях снова активируется элемент 104 регулирования температуры, пока датчик 102 температуры не измеряет температуру, соответствующую пороговой температуре, после чего элемент 104 регулирования температуры деактивируется.
В еще одном примере значительной активности пользователя пороговая температура предварительно установлена на 33°С, если активность обнаруживается датчиком активности пользователя в течение периода более 10 минут и со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые увеличиваются более чем на 20% в течение указанного периода времени, то значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом 5°С.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ:
если активность обнаруживается датчиком активности пользователя в течение периода времени, превышающего третий заданный период времени d3, и со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые увеличиваются на более чем первый заданный процент p1, как упомянуто выше, во время указанного третьего периода времени 3, то значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом четвертого заданного значения δθ4 в °С.
В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°С;
- d3=10 минуты;
- p1=20%;
- δθ4=5°С.
В другом примере при тех же условиях активности пользователя, как указано выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом 1,5°С, когда эта температура достигается за 30 секунд, что соответствует снижению температуры со скоростью 3°С/мин.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ:
при тех же условиях активности пользователя, обобщенных выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом половины третьего заданного значения δθ3 в °С, когда эта температура достигается за заданный промежуток времени t, что соответствует снижению температуры с третьей заданной скоростью v3.
В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°C;
- δθ3=3°C;
- t1=30 секунд;
- v3=3°C/мин.
В этих двух случаях снова активируется элемент 104 регулирования температуры, пока датчик 102 температуры не измеряет температуру, соответствующую пороговой температуре, после чего элемент 104 регулирования температуры деактивируется.
В еще одном примере значительной активности пользователя, пороговая температура предварительно установлена на 33°С, если активность обнаруживается датчиком активности пользователя в течение периода времени более 15 минут и со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые увеличивается более чем на 30% в течение указанного периода времени, то значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом 8°С.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ:
если активность обнаруживается датчиком активности пользователя в течение периода времени, превышающего четвертый заданный период времени d4, и со скоростью, ускорением или сердцебиением, которые увеличиваются более чем на второй заданный процент р2, в течение указанного четвертого периода времени d4, то значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом пятого заданного значения δθ5 в °С.
В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°С;
- d4=15 минут;
- р2=30%;
- δθ5=8°С.
В другом примере при тех же условиях активности пользователя, как указано выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом 1,5°С, когда эта температура достигается за 30 секунд, что соответствует снижению температуры со скоростью 3°С/мин.
thresh
Этот пример можно обобщить следующим образом, при этом пороговая температура предварительно устанавливается на заданное значение θ:
при тех же условиях активности пользователя, обобщенных выше, значение, относящееся к температуре запуска, равно значению, относящемуся к пороговой температуре, за вычетом половины третьего заданного значения δθ3 в °С, когда эта температура достигается за заданный промежуток времени t1, что соответствует снижению температуры с третьей заданной скоростью v3. В указанном выше примере:
thresh
- θ=33°С;
- δθ3=3°С;
- t1=30 секунд;
- v3=3°С/мин.
В этих двух случаях снова активируется элемент 104 регулирования температуры, пока датчик 102 температуры не измеряет температуру, соответствующую пороговой температуре, после чего элемент 104 регулирования температуры деактивируется.
Теперь, чтобы учесть не только активность пользователя, но и профиль пользователя, для регулирования температуры запуска используется по меньшей мере одна информация о профиле пользователя.
Давайте рассмотрим, например, информацию о профиле пользователя, относящуюся к температурной чувствительности пользователя. В этом случае во всех приведенных выше примерах, если информация о профиле пользователя представлена как «нечувствительна к холоду», заданное значение δθi (δθ1, δθ2, δθ3, δθ4, δθ5) в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на 0,025°С.
Это можно обобщить следующим образом: если информация о профиле пользователя представлена как «нечувствительна к холоду», заданное значение δθi в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на заданное значение dtemp в °С.
Давайте теперь рассмотрим, например, информацию о профиле пользователя, относящуюся к возрасту пользователя. В этом случае, во всех приведенных выше примерах, если информация о профиле пользователя «меньше 50 лет», заданное значение δθi (δθ1, δθ2, δθ3, δθ4, δθ5) в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на 0,025°С.
Это можно обобщить следующим образом: если информация о профиле пользователя представлена как «меньше 50 лет», заданное значение δθi в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на заданное значение dtemp в °С.
Давайте теперь рассмотрим, например, информацию о профиле пользователя, относящуюся к времени суток. В этом случае во всех приведенных выше примерах, если информация о профиле пользователя представлена как «между 12:01 и 21:59», заданное значение δθi (δθ1, δθ2, δθ3, δθ4, δθ5) в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на 0,025°С.
Это можно обобщить следующим образом: если информация о профиле пользователя представлена как «между 12:01 и 21:59», заданное значение δθi в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на заданное значение dtemp в °С.
Давайте теперь рассмотрим, например, информацию о профиле пользователя, относящуюся к времени года. В этом случае во всех приведенных выше примерах, если информация о профиле пользователя представлена как «лето», заданное значение δθi (δθ1, δθ2, δθ3, δθ4, δθ5) в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на 0,025°С.
Это можно обобщить следующим образом: если информация о профиле пользователя представлена как «лето», заданное значение δθi в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на заданное значение dtemp в °С.
Давайте теперь рассмотрим, например, информацию о профиле пользователя, относящуюся к полу. В этом случае во всех приведенных выше примерах, если информация о профиле пользователя представлена как «мужской пол», заданное значение δθi (δθ1, δθ2, δθ3, δθ4, δθ5) в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на 0,025°С.
Это можно обобщить следующим образом: если информация о профиле пользователя представлена как «мужской пол», заданное значение δθi в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на заданное значение dtemp в °С.
Давайте теперь рассмотрим, например, информацию о профиле пользователя, относящуюся к жировой массе тела в комбинации с полом. В этом случае во всех приведенных выше примерах, если информация о профиле пользователя представлена как «выше 32%» и «женский пол» или «выше 23%» и «мужской пол», заданное значение δθi (δθ1, δθ2, δθ3, δθ4, δθ5) в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на 0,025°С.
Это можно обобщить следующим образом: если информация о профиле пользователя представлена как «выше 32%» и «женский пол» или «выше 23%» и «мужской пол», заданное значение δθi в °С, используемое для изменения пороговой температуры, увеличивается на заданное значение dtemp в °С.
Устройство 108 пользователя представляет собой портативное устройство, которое содержит по меньшей мере процессор, память и пользовательский интерфейс, который может использоваться пользователем в качестве интерфейса ввода-вывода. Устройство 108 пользователя представляет собой беспроводную систему с низким энергопотреблением. Устройство 108 пользователя может представлять собой, например, смартфон или планшет.
Устройство 108 пользователя предназначено для двусторонней связи с контроллером 106, так что информация может передаваться с устройства 108 пользователя на контроллер 106, а информация может передаваться с контроллера 106 на устройство 108 пользователя. Устройство 108 пользователя предпочтительно использует беспроводную систему с низким энергопотреблением, такую как Bluetooth или инфракрасный порт в качестве протокола беспроводной связи.
Система 100 дополнительно содержит источник 112 с питания, который подключен к контроллеру 106 для подачи питания на контроллер 106. Источник 112 с питания может передавать питание через проводное соединение или по беспроводной связи. Контроллер 106 и источник 112 с питания предпочтительно расположены на предмете 110 одежды, пригодном для носки.
В качестве альтернативы источник питания может представлять собой источник питания устройства 108 пользователя.
Контроллер 106 содержит по меньшей мере процессор, блок памяти и блок питания. Блок питания вырабатывает энергию, и блок питания предпочтительно содержит аккумуляторные батареи. Процессор, блок памяти и блок питания предпочтительно расположены в корпусе.
Контроллер 106 также может получать информацию о профиле пользователя от пользователя через устройство 108 пользователя. Информация о профиле пользователя вводится пользователем в устройство 108, 1016 пользователя. Информация о профиле пользователя представляет собой конкретную характеристику пользователя. Некоторые примеры информации о профиле пользователя: возраст, пол, температурная чувствительность, масса и т.д. Контроллер 106 обрабатывает принятую информацию об одном или более профилях пользователя и использует его или их для определения значения, относящегося к температуре запуска, как объяснено выше, в сочетании с информацией об активности пользователя.
Структура и работа контроллера для системы регулирования температуры теперь будут описаны со ссылкой на фиг. 2, на которой показан контроллер 1000. Контроллер 106 имеет такую же структуру, как и контроллер 1000, описанный со ссылкой на фиг. 2, и функционирует подобно этому контроллеру 1000.
На фиг. 2 показана обобщенная схема контроллера 1000, соединенного с датчиками 1004а 1004с температуры, множеством элементов 1006а 1006с регулирования температуры и по меньшей мере одним датчиком активности пользователя, таким как датчик 1010с движения. Он также может содержать один или более датчиков 1008 окружающей среды. Датчики, показанные на фиг. 2, являются общими представлениями для иллюстрации работы обобщенного контроллера 1000. Функциональные возможности контроллера и взаимодействие с датчиками и устройством пользователя применимы в любом из описанных выше вариантов осуществления.
Как показано на фиг. 2, контроллер 1000 содержит логический блок 1022, такой как процессор 1022, блок 1024 памяти и блок 1026 питания. Контроллер 1000 в этом примере представляет собой микроконтроллер, т.е. он содержит все компоненты на одной микросхеме или интегральной схеме. Процессор 1022 представляет собой микропроцессор, который может обрабатывать электронные команды. Процессор 1022 может выполнять команды, хранящиеся в энергонезависимом блоке 1024 машиночитаемой памяти. Процессор 1022 предпочтительно выполнен в виде интегральной схемы. Блок 1024 памяти содержит ПЗУ 1028 и ОЗУ 1030. Блок 1026 питания содержит одну или более аккумуляторных батарей, которые размещены в корпусе и соединены с процессором. Контроллер 1000 также содержит другие важные электронные компоненты для взаимодействия с различными описанными компонентами и соответствующую схему сопряжения.
Контроллер 1000 дополнительно содержит модуль 1032 связи, который функционально является частью блока 1032, 1034 управления. Модуль 1032 связи представляет собой беспроводную систему с низким энергопотреблением, такую как модуль Bluetooth. Модуль 1032 связи поддерживает проводную или беспроводную связь с процессором 1022 и позволяет контроллеру 1000 обмениваться данными с устройством 1016 пользователя.
Локальное приложение, которое выполняется на устройстве 1016 пользователя, обеспечивает соединение устройства 1016 пользователя с контроллером. Приложение также позволяет пользователю получить доступ к интерфейсу, который позволяет пользователю вводить, например, информацию о профиле пользователя (как описано выше), а также дополнительно изменять режимы работы контроллера.
Контроллер 1000 также соединен с множеством датчиков температуры и элементов регулирования температуры, которые расположены, например, на предмете одежды, пригодном для носки. Контроллер 1000 выполнен с возможностью получения измерения температуры от датчика температуры. Измерение температуры относится к температуре кожи пользователя. Контроллер 1000 дополнительно выполнен с возможностью определения температуры запуска, как объяснено выше. Контроллер 1000 непрерывно получает измерения температуры. Контроллер 1000 деактивирует элемент регулирования температуры, как только измерение температуры превышает пороговую температуру. Следует отметить, что описанные в данном документе датчики температуры измеряют температуру кожи, но можно использовать альтернативные датчики, которые позволяют измерять другие температуры, такие как температура мышц или внутренняя температура и так далее.
Каждый датчик температуры связан с элементом регулирования температуры. Контроллер 1000 получает множество измерений температуры, причем каждое измерение температуры принимается от одного датчика температуры. Контроллер 1000 определяет температуру запуска для каждого из элементов регулирования температуры, как объяснено выше. Контроллер 1000 позволяет осуществлять локальный или выборочный нагрев или охлаждение определенных частей тела пользователя для нагрева.
Контроллер 1000 выполнен с возможностью сравнения средней температуры с пороговой температурой. Если средняя температура ниже пороговой температуры, контроллер активирует все электрогрелки 1006а 1006с для нагрева тела пользователя. Все электрогрелки 1006а-1006с активируются с одинаковым уровнем интенсивности.
Контроллер 1000 выполнен с возможностью подачи сигнала активации по линиям электропитания на элементы 1006а 1006с регулирования температуры. Сигнал активации предпочтительно представляет собой сигнал мощности с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Контроллер 1000 содержит модуль 1034 ШИМ, который функционально является частью блока 1032, 1034 управления. Этот модуль 1034 ШИМ может быть встроен в процессор или подключен к процессору и блоку питания. Модуль 1034 ШИМ генерирует сигнал ШИМ и передает его по линиям электропитания на электрогрелки 1006а 1006с. Сигнал PWM сохраняет мощность от блока питания.
Описанная система регулирования температуры имеет преимущество, поскольку система определяет распределение температуры по коже пользователя и выборочно включает или активирует элемент регулирования температуры в месте, где температура ниже пороговой температуры. Это имеет дополнительное преимущество, поскольку снижается потребление энергии. Кроме того, описанная система регулирования температуры также имеет преимущество, поскольку система учитывает различные факторы или параметры, которые могут влиять на температурный комфорт или чувство комфорта человека.
В другом дополнительном варианте осуществления изобретения система регулирования температуры может быть выполнена с возможностью работы с элементом регулирования температуры, который содержит нагревательный элемент, как описано выше, и/или охлаждающий элемент. При работе с охлаждающим элементом может применяться аналогичная логика действий, описанная выше со ссылкой на контроллер, хотя могут использоваться модификации для работы с охлаждающим элементом с различными расчетами пороговых значений. Также могут использоваться охлаждающие элементы, включая, помимо прочего, пьезоэлектрические системы охлаждения, тепловые насосы или системы передачи, включая теплоотводы, вентиляторы или радиаторы. Эти варианты осуществления могут быть полезными в альтернативных средах, где было бы желательно достичь эффекта охлаждения по сравнению с эффектом нагрева.
Вышеприведенное описание было направлено на конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, которое, однако, не ограничивается этими вариантами осуществления, описанными только с целью примера.
В частности, изобретение относится не только к системе регулирования температуры для регулирования температуры части тела пользователя-человека или животного, но, в более общем плане, для регулирования температуры части любого другого организма, такого как получатель для приема пищи или жидкости.
Кроме того, приведенное выше описание относится не только к сравнению измерения температуры или скорости изменения температуры с пороговой температурой или пороговым изменением скорости, но в более общем плане к сравнению любого значения, относящегося к текущей температуре, с соответствующим значением, относящимся к пороговой температуре.
Кроме того, приведенное выше описание относится к контроллеру, содержащему логический блок, блок памяти и блок управления, соединенный с датчиками температуры, элементами регулирования нагрева и устройством пользователя. В качестве альтернативы блок памяти может представлять собой часть одного из датчиков температуры или устройства пользователя, а логический блок может представлять собой часть устройства пользователя.
Кроме того, приведенное выше описание относится к примерам, в которых система встроена в предмет одежды, пригодный для носки пользователем, человеком или животным. Но это распространяется на систему, встроенную в часть аксессуара или являющуюся его частью, такого как ремень, шнурок на запястье или часы, обувь и т.д.