具体实施方式

图1示出了通用温度调节系统的示意图。如图1所示，温度调节系统100包括温度传感器102、温度调节元件104（例如加热元件），控制单元或控制器106和用户设备108。系统还包括柔性支架110，该柔性支架110可以是可穿戴物品110，或者可以集成在这种可穿戴物品中。

如图1所示，至少温度传感器102设置在可穿戴物品上，使得温度传感器102与用户身体的部位接触。温度传感器102至少直接与用户皮肤接触。备选地，温度传感器102，例如通过可穿戴服装或物品110的层，间接地与用户皮肤接触。传感器102被配置为测量用户皮肤温度。

可穿戴服装110可以是用户可以在其身体的部位上穿着的任何合适的服装110。例如，服装110可以是长袖衬衫、T恤衫、帽子、袜子、手套、裤子、紧身服、夹克、无檐小便帽或任何其他合适的可穿戴服装。

温度传感器102被配置为产生与用户身体部位处的温度相对应的温度测量值。优选地，温度测量值是皮肤温度。

温度调节元件104可以是向用户供热或供冷的任何合适的元件或设备。例如，温度调节元件104可以是加热垫，其可以定位在可穿戴服装110上，且布置成与用户皮肤直接接触或通过一层织物接触，以向用户身体的部位供热。温度调节元件104供热以增加用户的皮肤温度。备选地，温度调节元件可以是汽车或家庭中的空调单元，或者可以是智能设备或建筑物的HVAC系统或任何其他合适的向用户供热或供冷的设备或系统。

控制器106被配置为从温度传感器102接收温度测量值。控制器106与温度传感器102和温度调节元件104有线通信或无线通信。控制器106可以通过电线或通过无线方式与温度传感器102和温度调节元件104连接。控制器从温度传感器102接收温度测量值作为电子信号。控制器被配置为处理温度测量值和/或接收已经处理的温度测量值。

该系统还包括适于存储至少一个阈值温度相关值的存储单元101。控制器106还与存储单元101通信。

控制器106被配置为从温度传感器102接收身体给定部分的即时温度。然后，控制器106在至少一个即时温度相关值和触发温度相关值之间执行比较，并根据比较结果，激活温度调节元件104以向身体的给定部位供热或供冷。

存储单元101还适于存储与用户概况参数有关的至少一个用户概况信息。

控制器106被配置为基于阈值温度相关值、用户概况信息和与用户即时活动参数相关的至少一个用户活动信息，来确定触发温度相关值。

用户活动参数与用户身体的至少一部位的活动有关，并且该系统还包括至少一个用户活动传感器，其未在图中示出。该用户活动传感器适于产生与用户身体给定部分的活动有关的用户活动测量值。

控制器106与用户活动传感器通信，并且被配置为接收用户活动测量值，并根据用户活动测量值确定用户活动信息。

备选地，用户活动传感器还适于根据用户活动测量值来确定用户活动信息。在那种情况下，与用户活动传感器通信的控制器106被配置为直接从用户活动传感器接收用户活动信息。

用户活动传感器可以是运动传感器，或地理位置传感器或心跳传感器。该系统可以包括几个活动传感器，每个活动传感器，例如，是上述类型之一。

对于运动传感器，该传感器可以是3轴加速度计。加速度计检测或测量用户的身体运动。运动测量值是加速度测量值或速度测量值。控制器106从运动传感器采样运动测量值。运动传感器以任何合适的采样率采样。控制器106基于预定关系，使用运动测量值来调节阈值温度。

控制器106可以包括适于从外部设备接收用户活动测量值的接口。然后控制器106被配置为根据经由所述接口接收的用户活动测量值，来确定用户活动信息。

备选地，该接口适于从外部设备直接接收用户活动信息。

该接口还可适于接收来自用户的用户活动信息，作为手动输入。

备选地，该接口适于接收用户活动测量值，作为手动输入。然后，控制器106被配置为根据经由接口接收的用户活动测量值来确定用户活动信息。

用户概况参数，例如，与以下之一相关：热敏性、年龄、一天中的时间、季节、性别、体脂、大小，体重。

例如：

热敏性参数可以是以下二进制类型：对冷敏感/对冷不敏感；

年龄参数可以是以下二进制类型：小于50岁/等于或大于50岁；

一天中的时间参数可以是以下二进制类型：22点整和12点整之间/12点01分和21点59分之间；

季节参数可以是以下二进制类型：夏天/ 非夏天；

性别参数可以是以下二进制类型：男性/女性；

体脂参数可以是以下二进制类型：男性低于23％/等于或高于23％，女性低于32％/等于或高于32％。

由控制器106确定的触发温度相关值对应于阈值温度相关值加上或减去作为用户活动信息和用户概况信息的函数的量。

在一个示例中，阈值温度相关值对应于用户的皮肤温度，该用户的皮肤温度被认为在静止时，热感将是中性的。该值可以是整个身体表面的平均值，通常约为33°C。当局部测量时，该温度从一个身体区域到另一个身体区域变化。离身体躯干和头部区域越远，此温度越低。

当即时温度相关值达到该触发温度相关值时，控制器106激活温度调节元件104以供热或供冷。

可以考虑即时温度相关值达到该触发温度相关值的时间段。然后，当即时温度相关值在预定时间段内达到该触发温度相关值时，该控制器106激活温度调节元件104以供热或供冷。该预定时间段还可以基于用户活动信息和用户概况信息。

当温度测量值超过阈值温度时，温度调节元件104由控制器106停用。

下面给出如何确定触发温度相关值以及如何激活/停用温度调节元件104的一些示例。

在第一示例中，阈值温度被预设为33℃，在确定触发温度相关值时考虑到用户的低活动性或不活动性。

更准确地说，如果：

用户活动传感器未检测到与静止状态相对应的活动，或

用户活动传感器检测到持续不到3分钟的活动，或

在超过3分钟的持续时间内，用户活动传感器检测到一个活动，但在所述持续时间内，其速度、加速度或心跳的增加不超过20％，

则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去0.5°C。

该示例可以如下概括，将阈值温度预设为预定值θ_thresh。

如果：

用户活动传感器未检测到与静止状态相对应的活动，或

用户活动传感器检测到的活动持续时间少于第一预定持续时间d1，或

在大于第一预定持续时间d1的持续时间内，由用户活动传感器检测到一个活动，但在所述第一持续时间d1内，其速度，加速度或心跳增加不超过第一预定百分比p1，

则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去以℃为单位的第一预定值δθ1。

在上面的示例中：

θ_thresh = 33°C；

d1= 3分钟；

p1= 20％；

δθ1= 0.5°C。

在另一个示例中，如上所述，在没有用户活动或用户活动较少的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去0.5°C，当在30秒内达到此温度时。因此，其对应于以1°C /分钟的速度降低的温度。

该示例可以概括如下，将阈值温度预设为预定值θ_thresh：

如上所述，在没有用户活动或用户活动较少的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去以℃为单位的第一预定值δθ1，当以预定时间t1达到此温度时。因此，其对应以第一预定速度v1降低的温度。

在上面的示例中：

θ_thresh= 33°C;

δθ1= 0.5°C;

t1= 30秒；

v1 = 1°C /分钟。

在这两种情况下，温度调节元件104被激活，直到温度传感器102测量到与阈值温度相对应的温度为止，此时温度调节元件104被停用（去激活）。

在接下来的示例中，将阈值温度预设为33°C，在确定触发温度相关值时考虑重大的用户活动。

例如，如果用户活动传感器在大于3分钟的持续时间内检测到一个活动，并且在所述持续时间内，其速度，加速度或心跳增加超过20％，则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去2°C。

该示例可以概括如下，将阈值温度预设为预定值θ_thresh：

如果在大于如上所述的第一预定持续时间d1的持续时间内，用户活动传感器检测到一个活动，且在所述第一持续时间d1期间，其速度，加速度或心跳的增加幅度大于如上所述的第一预定百分比p1，则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去以℃为单位的第二预定值δθ2。

在上面的示例中：

θ_thresh= 33°C;

d1 = 3分钟；

p1 = 20％；

δθ2 = 2°C。

在另一示例中，在与如上所述的用户一样的重大活动的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去1°C（当在30秒内达到此温度时），因此对应于以2°C /分钟的速度降低的温度。

该示例可以概括如下，将阈值温度预设为预定值θ_thresh：

在如上所述的用户活动的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去第二预定值δθ2的一半（以°C为单位）（在预定时间t1达到该温度时），因此，其对应以第二预定速度v2降低的温度。

在上面的示例中：

θ_thresh= 33°C;

δθ2 = 2°C；

t1 = 30秒；

v2 = 2°C /分钟。

再次在这两种情况下，温度调节元件104被激活，直到温度传感器102测量到与阈值温度相对应的温度为止，此时温度调节元件104被去激活。

在重大的用户活动的又一个示例中，如果在超过5分钟的持续时间内，用户活动传感器检测到一个活动，则阈值温度预设为33°C，且在所述持续时间内，其速度，加速度或心跳温度增加超过20％时，则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去3°C。

该示例可以概括如下，将阈值温度预设为预定值θ_thresh：

如前所述，如果用户活动传感器在大于第二预定持续时间d2的持续时间内检测到一个活动，且在所述第二持续时间d2中，其速度，加速度或心跳增加超过第一预定百分比p1，则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去以℃为单位的第三预定值δθ3。

在上面的示例中：

θ_thresh= 33°C;

d2 = 5分钟；

p1= 20％；

δθ3 = 3°C。

在另一个示例中，在与用户活动的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去1.5°C（当在30秒内达到此温度时），因此其对应于以3°C /分钟速度降低的温度。

该示例可以概括如下，将阈值温度预设为预定值θ_thresh：

在如上所述的用户活动的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去第三预定值δθ3的一半（以°C为单位）（在预定时间t1内达到此温度时），因此对应于以第三预定速度v3降低的温度。

在上面的示例中：

δθ= 33°C;

δθ3 = 3°C;

t1= 30秒；

v3 = 3°C /分钟。

再次在这两种情况下，温度调节元件104被激活，直到温度传感器102测量到与阈值温度相对应的温度为止，此时温度调节元件104被去激活。

在重大用户活动的又一个示例中，如果在超过10分钟的持续时间内，用户活动传感器检测到一个活动，则阈值温度预设为33°C，且在所述持续时间内，其速度，加速度或心跳增加超过20％，则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去5°C。

该示例可以概括如下，将阈值温度预设为预定值θ_thresh：

如果用户活动传感器在大于第三预定持续时间d3的持续时间内检测到一个活动，且在所述第三持续时间3中，如上所述，其速度，加速度或心跳增加超过第一预定百分比p1时，则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去以℃为单位的第四预定值δθ4。

在上面的示例中：

θ_thresh= 33°C;

d3 = 10分钟；

p1= 20％；

δθ4 = 5°C。

在另一个示例中，在上述用户活动的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去1.5°C（在30秒内达到此温度时），因此，其对应于以3°C /分钟速度降低的温度。

该示例可以概括如下，将阈值温度预设为预定值θ_thresh：

在如上所述的用户活动的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去第三预定值δθ3的一半（以°C为单位）（在预定时间t内达到此温度时），因此，其对应于以第三预定速度v3降低的温度。

在上面的示例中：

θthresh= 33°C;

δθ3 = 3°C;

t1= 30秒；

v3 = 3°C /分钟。

再次在这两种情况下，温度调节元件104被激活，直到温度传感器102测量到与阈值温度相对应的温度为止，此时温度调节元件104被去激活。

在重大用户活动的又一个示例中，如果在超过15分钟的持续时间里，用户活动传感器检测到活动，则阈值温度预设为33°C，且在所述持续时间内，其速度，加速度或心跳增加超过30％，则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去8°C。

该示例可以概括如下，将阈值温度预设为预定值θ_thresh：

如果在超过第四持续时间d4的期间，用户活动传感器检测到一个活动，且在所述持续时间内，其速度，加速度或心跳增加超过第二预定百分比p2，则触发温度相关值等于阈值温度相关值减去以℃为单位的第五预定值δθ5。

在上面的示例中：

θ_thresh= 33°C;

d4 = 15分钟；

p2 = 30％；

δθ5 = 8°C。

在另一个示例中，在与用户活动的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去1.5°C（当在30秒内达到此温度时），因此对应于以3°C /分钟速度降低的温度。

该示例可以概括如下，将阈值温度预设为预定值θ_thresh：

如上所述，在用户活动的相同条件下，触发温度相关值等于阈值温度相关值减去第三预定值δθ3的一半（以°C为单位）（在预定时间t1达到该温度时），因此，其对应于以第三预定速度v3降低的温度。

在上面的示例中：

θ_thresh= 33°C;

δθ3 = 3°C;

t1= 30秒；

v3 = 3°C /分钟。

再次在这两种情况下，温度调节元件104被激活，直到温度传感器102测量到与阈值温度相对应的温度为止，此时温度调节元件104被去激活。

现在，为了不仅考虑用户活动而且考虑用户概况，至少一个用户概况信息用于调节触发温度。

让我们考虑，例如，与用户的热敏性有关的用户概况信息。在那种情况下，在上述所有示例中，如果用户概况文件信息是“对冷不敏感”，则用于更改阈值温度的预定值δθi（δθ1、δθ2、δθ3、δθ4、δθ5，以℃为单位）将增加0.025°C。

这可以概括如下：如果用户概况文件信息是“对冷不敏感”，则用于更改阈值温度的预定值δθi（以℃为单位）增加预定值dtemp（以℃为单位）。

现在让我们考虑，例如，与用户年龄有关的用户概况信息。在那种情况下，在以上所有示例中，如果用户概况信息为“小于50岁”，则用于更改阈值温度的预定值δθi（δθ1、δθ2、δθ3、δθ4、δθ5，以℃为单位）增加0.025°C。

这可以概括如下：如果用户概况信息为“小于50岁”，则用于更改阈值温度的预定值δθi（以℃为单位）将增加预定值dtemp（以℃为单位）。

现在让我们考虑，例如，与一天中的时间有关的用户概况信息。在那种情况下，在上述所有示例中，如果用户概况信息为“12:01至21:59之间”，则用于改变阈值温度的预定值δθi（δθ1、δθ2、δθ3、δθ4、δθ5，以℃为单位）增加0.025°C。

可以概括如下：如果用户概况信息为“ 12:01到21:59之间”，则用于更改阈值温度的预定值δθi（以℃为单位）将增加预定值dtemp（以℃为单位）。

现在让我们考虑，例如，与季节有关的用户概况信息。在这种情况下，在上述所有示例中，如果用户概况信息为“夏天”，则用于更改阈值温度的的预定值δθi（δθ1、δθ2、δθ3、δθ4、δθ5，以℃为单位）将增加0.025°C 。

这可以概括如下：如果用户概况信息为“夏天”，则用于更改阈值温度的预定值δθi（以℃为单位）增加预定值dtemp（以℃为单位）。

现在让我们考虑，例如，与性别有关的用户概况信息。在这种情况下，在上述所有示例中，如果用户概况信息为“男性”，则用于更改阈值温度的预定值δθi（δθ1、δθ2、δθ3、δθ4、δθ5，以℃为单位）将增加0.025°C 。

这可以概括如下：如果用户概况信息是“男性”，则用于改变阈值温度的预定值δθi（以℃为单位）增加预定值dtemp（以℃为单位）。

现在让我们考虑，例如，与体脂和性别有关的用户概况信息。在这种情况下，在以上所有示例中，如果用户概况信息是“高于32％”和“女性”，或者“高于23％”和“男性”，则用于改变阈值温度的预定值δθi（δθ1、δθ2、δθ3、δθ4、δθ5，以℃为单位）将增加0.025°C。

这可以概括如下：如果用户概况信息为“高于32％”和“女性”，或“高于23％”和“男性”，则用于更改阈值温度的预定值δθi（以℃为单位）增加预定值dtemp（以℃为单位）。

用户设备108是便携式设备，其至少包括处理器、存储器和用户接口，用户可以将其用作输入输出接口。用户设备108是低能耗无线系统。用户设备108可以，例如，是智能电话或平板电脑。用户设备108适于与控制器106进行双向通信，从而可以将信息从用户设备108传输到控制器106，且可以将信息从控制器106传输到用户设备108。优选地，用户设备108使用诸如蓝牙或红外的低能耗无线系统作为无线通信协议。

系统100还包括连接至控制器106以向控制器106供电的电源112c。电源112c可以经由有线连接传输电力或无线地传输电力。优选地，控制器106和电源112c布置在可穿戴服装110上。

备选地，电源可以是用户设备108的电源。

控制器106至少包括处理器，存储单元和能量单元。能量单元产生能量，并且优选地，能量单元包括充电电池。优选地，处理器，存储单元和能量单元布置在壳体中。

控制器106还可以经由用户设备108从用户接收用户概况信息。用户概况信息由用户输入到用户设备108、1016中。用户概况信息是用户的特定特征。用户概况信息的一些示例是年龄、性别、热敏性、体重等。控制器106结合用户活动信息来处理接收到的一个或多个用户概况信息，并使用它或它们来确定如上所述的触发温度相关值。

现在将参照图2描述用于温度调节系统的控制器的结构和操作，图2示出了控制器1000。控制器106具有与关于图2描述的控制器1000相同的结构，并具有像这个控制器1000的功能。

图2示出了与温度传感器1004a-1004c，多个温度调节元件1006a-1006c以及至少一个用户活动传感器（诸如运动传感器1010c）通信的控制器1000的通用示意图。它还可以包括一个或多个环境传感器1008。图2中所示的传感器是通用表示，用于说明通用控制器1000的操作。控制器的功能以及与传感器和用户设备的交互作用可应用在任何较早描述的实施例中。

如图2所示，控制器1000包括逻辑单元1022（如处理器1022）、存储单元1024和能量单元1026。在该示例中，控制器1000是微控制器，即，它包括单个芯片或集成电路上的所有组件。处理器1022是可以处理电子命令的微处理器。处理器1022可以执行存储在非暂时性计算机可读存储单元1024中的命令。优选地，处理器1022为集成电路的形式。存储单元1024包括ROM 1028和RAM 1030。能量单元1026包括一个或多个充电电池，其布置在壳体中并与处理器通信。控制器1000还包括用于连接所描述的各种组件和适当接口电路的其他必要的电子组件。

控制器1000还包括通信模块1032，其在功能上是控制单元1032、1034的一部分。通信模块1032是诸如蓝牙模块的低能耗无线系统。通信模块1032与处理器1022有线通信或无线通信，并允许控制器1000与用户设备1016通信。

在用户设备1016上可执行的本地应用允许用户设备1016与控制器之间的通信。该应用程序还允许用户访问一个接口，该接口允许用户输入，例如，用户概况信息（如前所述），以及另外修改控制器操作模式。

控制器1000还与，例如，布置在可穿戴服装上的多个温度传感器和温度调节元件通信。控制器1000被配置为从温度传感器接收温度测量值。温度测量值与用户的皮肤温度有关。控制器1000还被配置为确定如上所述的触发温度。控制器1000连续接收温度测量值。一旦温度测量值超过阈值温度，则控制器1000停用温度调节元件。应当注意，本文描述的温度传感器测量皮肤温度，但是可以使用允许其他温度测量（例如，肌肉温度或体内温度等）的替代传感器。

每个温度传感器都与一个温度调节元件关联。控制器1000接收多个温度测量值，每个温度测量值是从单个温度传感器接收的。如上所述，控制器1000确定每个温度调节元件的触发温度。控制器1000允许局部或选择性地加热或冷却用户身体的特定部分以进行加热。

控制器1000被配置为将平均温度与阈值温度进行比较。如果平均温度低于阈值温度，则控制器会激活所有加热垫1006a-1006c以加热用户的身体。将所有加热垫1006a-1006c激活到相同的强度水平。

控制器1000被配置为沿着电力线向温度调节元件1006a-1006c提供激活信号。优选地，激活信号是脉宽调变（PWM）功率信号。控制器1000包括PWM模块1034，该PWM模块1034在功能上是控制单元1032、1034的一部分。该PWM模块1034可以被集成到处理器中或连接到处理器和能量单元。PWM模块1034产生PWM信号，并将其沿着电力线传输到加热垫1006a-1006c。PWM信号可节省能量单元的功率。

所描述的温度调节系统是有利的，因为该系统确定用户皮肤上的温度分布，并在温度低于阈值温度的位置上，选择性地供能或激活温度调节元件。还有利的是，因为减少了功耗。此外，如上所述的温度调节系统也是有利的，因为该系统考虑了可能影响人的热舒适性或舒适感的各种因素或参数。

在本公开的另一实施例中，温度调节系统可以布置成与温度调节元件一起操作，该温度调节元件包括如上所述的加热元件和/或冷却元件。当与冷却元件一起操作时，尽管可以使用通过具有不同阈值计算的与冷却元件一起操作的修改，但是可以应用参考上面的控制器描述的类似的操作逻辑。也可以使用冷却元件，包括但不限于压电冷却系统、热泵或包括散热器、风扇或散热器的传递系统。这些实施例在替代环境中可能是有利的，在该替代环境中期望实现冷却效果超过加热效果。

上面的描述已经针对本发明的特定实施例，然而，本发明不限于仅出于示例目的而描述的这些实施例。

特别地，本发明不仅涉及用于调节人或动物用户的身体部位温度的温度调节系统，而且通常还涉及，用于调节任何其他身体（例如用于接收食物或液体的接受体）部位的温度。

同样，以上描述不仅涉及将温度测量值或温度变化率与阈值温度或阈值变化率进行比较，而且更一般地涉及，将任何即时温度相关值与对应的温度相关阈值进行比较。

此外，以上描述涉及一种控制器，该控制器包括与温度传感器、热调节元件和用户设备通信的逻辑单元、存储单元和控制单元。备选地，存储单元可以是温度传感器之一或用户设备的一部分，并且逻辑单元可以是用户设备的一部分。

另外，以上描述涉及其中系统被集成到用于用户，人类或动物的可穿戴服装的示例。但是它扩展到集成的系统或附件（例如皮带，腕带或手表，鞋子等）的一部分。