任洪潮 何花

【摘要】可穿戴計(jì)算是一種新興的個(gè)人移動(dòng)計(jì)算技術(shù)，應(yīng)用潛力巨大，然而，由于電池容量的限制，該設(shè)備不能長時(shí)間的維持續(xù)航，因此，電源管理成為了該領(lǐng)域關(guān)注和研究的重點(diǎn)，本文利用了中國專利全文數(shù)據(jù)庫，檢索了我國相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的專利申請，重點(diǎn)分析了可穿戴智能設(shè)備的電源管理相關(guān)申請的分布情況。

【關(guān)鍵字】可穿戴 電源管理 專利申請 續(xù)航

一、引言

可穿戴智能設(shè)備是應(yīng)用穿戴式技術(shù)對日常穿戴進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，開發(fā)出的可穿戴的設(shè)備的總稱，如眼睛、手套、手表、服飾以及鞋子等。其可以是不依賴于其他智能設(shè)備（如智能手機(jī)、PDA）的功能齊全的可是實(shí)現(xiàn)完整功能的設(shè)備類型，如智能眼鏡HMD、智能手表，也可以和其他智能設(shè)備配合使用實(shí)現(xiàn)部分功能的，如各類進(jìn)行體征監(jiān)測的智能手環(huán)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，越來越多各種形態(tài)的可穿戴智能設(shè)備將會(huì)問世，其將帶來非常可觀的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。

為了給長期使用的用戶帶來更好的體驗(yàn)，可穿戴智能設(shè)備通常被設(shè)計(jì)為重量小、便攜、緊湊的結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計(jì)限定了可穿戴智能設(shè)備不能搭載大容量的電池，同時(shí)由于電池技術(shù)的滯后使得設(shè)備不能長時(shí)間持續(xù)運(yùn)行，因此，如何維持長時(shí)間續(xù)航的能力成為可穿戴智能設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)問題。

二、申請分析

2.1 相關(guān)方法申請量年分析

針對于上述續(xù)航問題，對由2000年以來的中國發(fā)明專利申請案件進(jìn)行的主題式的檢索與閱讀篩選，檢索出主題相關(guān)發(fā)明專利共81件，具體數(shù)據(jù)如圖1所示。其中專利申請量在2010年之前較少，僅25件，而由2010年以后開始增加，有56件，這預(yù)示著近幾年，隨著對可穿戴智能設(shè)備的重視，對其關(guān)鍵技術(shù)問題的解決有了一定的發(fā)展和突破。

2.2 相關(guān)方法類型分析

在上述統(tǒng)計(jì)的申請中，解決電池續(xù)航的方法主要有如下幾類：1、根據(jù)智能設(shè)備的具體應(yīng)用以和/或功耗預(yù)測進(jìn)行功能的優(yōu)化；2、通過簡單結(jié)合外部的傳感器檢測結(jié)果進(jìn)行設(shè)備工作狀態(tài)的切換；3、通過其他特殊充電方式提高電池續(xù)航能力；4、對硬件本身進(jìn)行優(yōu)化或者對設(shè)備模塊進(jìn)行整合，如研發(fā)低功耗處理器或者整合多個(gè)功能模塊減少能耗；5、通過結(jié)合外部的傳感器檢測結(jié)果，同時(shí)根據(jù)智能設(shè)備的具體應(yīng)用以和/或功耗預(yù)測進(jìn)行供電狀態(tài)的管理，即上述1和2結(jié)合；6、使用特定的節(jié)能方式的；上述6類的申請比例如圖2所示。

第1類解決方法的申請占有很大比例，此類方法申請?jiān)?010年以前主要由國外大公司提出，如由英特爾公司在2008年提出的專利申請（申請?zhí)?00880006531）“動(dòng)態(tài)功耗降低”、由索尼公司在2008年提出的專利申請（申請?zhí)?00880001870）“電子設(shè)備及其控制方法”。而在2010年以后，國內(nèi)公司的申請也開始占有一定的比例，如聯(lián)想在2014年提出的專利申請（申請?zhí)?01410491925）“一種運(yùn)行控制方法、裝置及電子設(shè)備”，華為在2014年提出的專利申請（申請?zhí)?01410284243）“一種智能終端的省電管理方法及裝置”。

第2類解決方法的申請占有一定比例，該技術(shù)發(fā)展較早，在早期，可以通過一些簡單的測距或測量方向的傳感器檢測進(jìn)行設(shè)備使用判斷，如IBM公司在2004年提出的專利申請（申請?zhí)?00410079746）“在電子裝置中自動(dòng)功率調(diào)節(jié)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法”。隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，所能檢測的參數(shù)類型也越來越多，這使得設(shè)備所作的操作也越來越精細(xì)，如安捷倫科技有限公司在2005年提出的專利申請（申請?zhí)?00510053999）“使用眼睛檢測提供對電子設(shè)備的控制和功率管理”、摩托羅拉移動(dòng)有限責(zé)任公司在2013年提出的專利申請（申請?zhí)?01380009691）“具有可定制電力管理的方法和設(shè)備”。

第3類解決方法主要針對設(shè)備充電的方法進(jìn)行改進(jìn)，如昆盈企業(yè)股份有限公司在2006年提出的專利申請（申請?zhí)?00620008359）“具可移動(dòng)太陽能板的計(jì)算機(jī)外設(shè)裝置”、捷通國際有限公司在2006年提出的專利申請（申請?zhí)?01080047884）“無線電力網(wǎng)絡(luò)中的物理和虛擬標(biāo)識(shí)”。此類方法使得穿戴設(shè)備在充電時(shí)無需進(jìn)行拆卸，使得充電更為方便。

第4類解決方法是通過精簡設(shè)備或者改造設(shè)備減少設(shè)備的供能，如摩托羅拉移動(dòng)有限責(zé)任公司在2012年提出的專利中請（申請?zhí)?01280066535）“具有表面開關(guān)的觸摸屏裝置”、聯(lián)想在2014年提出的專利申請（申請?zhí)?01420546451）“一種穿戴式裝置及遙控裝置”。

第5類解決方法的申請近幾年才大量出現(xiàn)，其結(jié)合了第1類和第2類方法的優(yōu)點(diǎn)，通過結(jié)合外部的傳感器檢測結(jié)果，同時(shí)根據(jù)智能設(shè)備的具體應(yīng)用以和/或功耗預(yù)測進(jìn)行供電狀態(tài)的管理，如英特爾在2012年提出的專利申請（申請?zhí)?01280063604）“包括基于觀看條件的動(dòng)態(tài)用戶接LI在內(nèi)的用于能量效率和能量節(jié)約的方法、裝置和系統(tǒng)”、蘋果公司在2012年提出的專利申請（申請?zhí)?01280023139）“存在感測”以及摩托羅拉移動(dòng)有限責(zé)任公司在2013年提出的專利申請（申請?zhí)?01380021134）“用于操作電子裝置中的顯示器的方法和設(shè)備”。

第6類解決方法占比例比較少，其僅針對特定的智能設(shè)備進(jìn)行電源優(yōu)化，如定時(shí)為接口類型判斷模塊斷電減少設(shè)備整體能耗。

從以上分析結(jié)果可以看出，第1類、第2類以及第3類的方法的研究技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，近幾年關(guān)于可穿戴智能設(shè)備續(xù)航問題的相關(guān)申請很大部分比例都與第5類解決方法相關(guān)，特別在2010年之后，該方法相關(guān)的專利申請量明顯增多，主要集中在2013年和2014年?？纱┐髦悄茉O(shè)備的功能結(jié)構(gòu)受到其應(yīng)用場景的影響，不同應(yīng)用場景之間的可穿戴智能設(shè)備之間的個(gè)體差異較大，這導(dǎo)致以上的第1類、第2類以及第4類方法并不能廣泛適用，而結(jié)合第1類以及第2類方法的第5類方法考慮到了可穿戴智能設(shè)備之間的個(gè)體差異，其結(jié)合應(yīng)用場景對自身功耗進(jìn)行優(yōu)化，很大程度上提高了設(shè)備的續(xù)航能力。

三、前景預(yù)測

在大容量電池技術(shù)的研究遲遲沒有進(jìn)展的情況下，結(jié)合外部的傳感器檢測，根據(jù)智能設(shè)備的具體應(yīng)用以和/或功耗預(yù)測進(jìn)行供電狀態(tài)的管理的技術(shù)手段仍然是解決可穿戴設(shè)備續(xù)航問題的有效方法。同時(shí)，在另一方面，相較于傳統(tǒng)的充電方式，通過其他特殊充電方式提高設(shè)備的在線續(xù)航能力，特別是在設(shè)有多智能設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，使用定向無線充電，大大方便了設(shè)備的充電管理，此類充電方法將成為未來可穿戴智能設(shè)備乃至所有智能設(shè)備的充電技術(shù)發(fā)展的趨勢。最后，希望本文的專利技術(shù)分析和研究能為國內(nèi)企業(yè)了解國內(nèi)外發(fā)射分集技術(shù)專利現(xiàn)狀提供參考。