基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居專(zhuān)利技術(shù)綜述

陽(yáng)洋

摘 要：基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居是以住宅為平臺(tái)，將家居生活有關(guān)的設(shè)施數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事物的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便攜性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。本文重點(diǎn)分析了智能家居專(zhuān)利申請(qǐng)的分布情況、專(zhuān)利申請(qǐng)量的產(chǎn)出國(guó)分布、申請(qǐng)人類(lèi)型、技術(shù)分支的發(fā)展歷程，在上述分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)出智能家居專(zhuān)利技術(shù)的一些規(guī)律，為進(jìn)一步研究智能家居提供參考資料。

關(guān)鍵詞：智能家居;物聯(lián)網(wǎng);專(zhuān)利分析;專(zhuān)利

1? 技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程等信息，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制，并與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，是新一代信息技術(shù)的集成。在智能家居系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)將所有家電設(shè)備連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，讓設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備參數(shù)等信息共享和交換。

2? 專(zhuān)利申請(qǐng)量趨勢(shì)和申請(qǐng)人分析

在中文專(zhuān)利庫(kù)中主要采用關(guān)鍵詞“智能家居”檢索，并將結(jié)果限定在G05B分類(lèi)號(hào)大類(lèi)下，對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行年份統(tǒng)計(jì);而在國(guó)外申請(qǐng)中，考慮CPC分類(lèi)定義下G05B2219/2642為智能家居控制系統(tǒng)，結(jié)合關(guān)鍵詞 smart home，排除中國(guó)申請(qǐng)后同樣對(duì)結(jié)果進(jìn)行年份統(tǒng)計(jì)。

從2007年以后，國(guó)內(nèi)外對(duì)智能家居的申請(qǐng)量直線(xiàn)上升，特別是在2010以后，隨著智能終端的普及，在該領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)大幅增加。國(guó)外對(duì)智能家居的研究早在2004年以前就已經(jīng)出現(xiàn)一定量的專(zhuān)利申請(qǐng)，并逐年增加，在2007年以后出現(xiàn)申請(qǐng)的快速增長(zhǎng)期，在2014年達(dá)到高峰期，后逐步穩(wěn)定，分析原因可能是因?yàn)樵趪?guó)外，智能家居市場(chǎng)已經(jīng)成熟，技術(shù)發(fā)展平穩(wěn)，所以專(zhuān)利申請(qǐng)量相對(duì)穩(wěn)定。

分析行業(yè)內(nèi)申請(qǐng)人的分布，國(guó)內(nèi)關(guān)于智能家居專(zhuān)利的主要申請(qǐng)人為國(guó)內(nèi)電器公司和科技公司，國(guó)內(nèi)公司以四川的企業(yè)為主，電器公司以格力和美的為主;國(guó)外申請(qǐng)量前三的均是企業(yè)，LG和三星均為韓國(guó)公司，涉及通信、電器、手機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)。

3? 基于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)改進(jìn)

在中文專(zhuān)利庫(kù)中對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居專(zhuān)利申請(qǐng)年度申請(qǐng)量的統(tǒng)計(jì)，在2006年以前，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量較少，可能是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)技術(shù)在中國(guó)起步較晚，從2006年以后申請(qǐng)量逐步提升，并在2009年以后申請(qǐng)量直線(xiàn)上升，出現(xiàn)大量關(guān)于智能家居的申請(qǐng);而國(guó)外的研究起步較早，早在2000年以前就提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，并應(yīng)用在家居系統(tǒng)中，國(guó)外專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)?007年以后直線(xiàn)上升，并在13年以后增長(zhǎng)平緩，技術(shù)達(dá)到相對(duì)成熟，下面將分析國(guó)內(nèi)外基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)。

（1）2000年以前，國(guó)外在智能家居方面研究處于起步階段，智能家居概念在國(guó)外初步提出，將家用設(shè)備連接至控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

（2）2000-2006年，國(guó)外關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居發(fā)展平緩，國(guó)內(nèi)發(fā)展剛剛起步，并隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，在智能家居中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，2000年以后出現(xiàn)的新技術(shù)，如以ZigBee、藍(lán)牙、WIFI、紅外、超寬頻、近距離無(wú)線(xiàn)傳輸為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的發(fā)展;以CCSA、IGRS、ITOPHOME為代表的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上的發(fā)展等，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在智能家居中提供了技術(shù)支持。另一方面，手機(jī)、PDA等智能終端的普及，也為智能家居的發(fā)展提供了新的思路，移動(dòng)終端對(duì)家居設(shè)備的遠(yuǎn)程控制進(jìn)入高速發(fā)展階段。

在2000年以后，國(guó)內(nèi)智能家居行業(yè)受到重視，由家庭電子化轉(zhuǎn)換住宅自動(dòng)化，相應(yīng)的產(chǎn)品由單個(gè)電器的智能化轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的智能化。

在這一時(shí)期，國(guó)內(nèi)關(guān)于智能家居的研究大多集中在兩個(gè)方面：（1）提高家電設(shè)備智能化化程度，陸續(xù)出現(xiàn)了智能電飯煲、微波爐等智能家電，從硬件電路和軟件程序上對(duì)電器改進(jìn)，提高智能化程度;（2）完善家庭監(jiān)控系統(tǒng)的功能，對(duì)家庭控制器和家庭網(wǎng)絡(luò)上的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)家庭安防、電器監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等功能。

（3）2006年至2013年，隨著智能手機(jī)的推廣，以及人機(jī)交互技術(shù)和傳感技術(shù)的發(fā)展，智能家居的研究趨向于提高用戶(hù)體驗(yàn)，基于手勢(shì)、語(yǔ)音、用戶(hù)行為的人機(jī)交互技術(shù)用在家居領(lǐng)域，提高了控制系統(tǒng)的智能化程度。同時(shí)，在這一階段，國(guó)內(nèi)公司和科研院校關(guān)于智能家居的研究進(jìn)入快速發(fā)展階段，ZigBee、藍(lán)牙、WIFI、紅外等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大量應(yīng)用在家居行業(yè)，并衍生出多種應(yīng)用在智能家居中的產(chǎn)品如網(wǎng)關(guān)、插座、開(kāi)關(guān)、機(jī)器人等。

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居技術(shù)廣泛，隨著科技的發(fā)展，衍生了多個(gè)技術(shù)分支如無(wú)線(xiàn)技術(shù)、智能電器、可穿戴設(shè)備、手勢(shì)識(shí)別等。涉及到的主要技術(shù)為無(wú)線(xiàn)技術(shù)和可穿戴設(shè)備，現(xiàn)根據(jù)以上兩個(gè)分支，進(jìn)一步分析國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，以及根據(jù)兩個(gè)分支的重要申請(qǐng)人梳理技術(shù)脈絡(luò)。

4? 基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的改進(jìn)

中國(guó)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)起步較國(guó)外晚，在最近10年內(nèi)發(fā)展迅速。將無(wú)線(xiàn)技術(shù)應(yīng)用在家居中，從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音操作、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。國(guó)內(nèi)雖起步較晚，但發(fā)展迅速，在2010年-2016年增長(zhǎng)速率逐年增長(zhǎng)，在16年達(dá)到頂峰，在此期間也涌現(xiàn)出一批專(zhuān)利布局早，申請(qǐng)量較大的業(yè)界重要申請(qǐng)人，無(wú)線(xiàn)技術(shù)在電子通訊類(lèi)企業(yè)中申請(qǐng)量較大，主要為企業(yè)：成都科創(chuàng)科技、小米科技、上海科斗電子科技、深圳智樂(lè)信息科技、奇虎科技等。另外，也有一部分電器企業(yè)同樣也在研發(fā)智能家居中的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，如：美的集團(tuán)、珠海格力、海爾、鄭州朗鑫智能電子科技等。

國(guó)外在無(wú)線(xiàn)技術(shù)上的發(fā)展較早，早在2000年由AERIS通信公司提出家庭中的設(shè)備與手機(jī)通過(guò)廣播連接，以無(wú)線(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。在2010年以后智能家居中無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展迅速，每年的專(zhuān)利申請(qǐng)量逐步增長(zhǎng)，其中多以企業(yè)為主要申請(qǐng)人，如：三星、谷歌、LG等?，F(xiàn)根據(jù)國(guó)內(nèi)外的時(shí)間順序，梳理智能家居中無(wú)線(xiàn)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。

5? 基于可穿戴設(shè)備技術(shù)的改進(jìn)

可穿戴設(shè)備通俗來(lái)講指的是能夠穿戴在身體上的智能產(chǎn)品，這類(lèi)設(shè)備通常集多媒體、無(wú)線(xiàn)通信、微傳感、柔性屏幕、GPS 定位、拓展現(xiàn)實(shí)、生物識(shí)別等高端應(yīng)用技術(shù)于一身?？纱┐髟O(shè)備給人們帶來(lái)的高科技、個(gè)性化和時(shí)尚化的功能體驗(yàn)，正體現(xiàn)了以人為本的核心設(shè)計(jì)理念。

國(guó)內(nèi)可穿戴設(shè)備的研究起步于2012年，2015年和2016年達(dá)到申請(qǐng)量頂峰，申請(qǐng)人以企業(yè)為主，如：小米、成都科創(chuàng)、美的、上?？贫冯娮涌萍肌⒂铨堄?jì)算機(jī)通信科技等，以研發(fā)可穿戴設(shè)備與家電設(shè)備的通信為主;國(guó)外對(duì)于可穿戴設(shè)備的研究比國(guó)內(nèi)早，在2010年前已經(jīng)有所涉及，同樣也是以大企業(yè)為主要申請(qǐng)人：三星、谷歌、LG、微軟等。

在國(guó)內(nèi)率先面世的可穿戴設(shè)備有百度的 Baidu Eye，咕咚公司的百度云手環(huán)，果殼 Bambook Smart Watch，小米公司的智能跑鞋和小米手環(huán)等，聯(lián)想也推出兩款智能眼鏡和首款采用電子水墨屏幕的智能手環(huán);海爾公司設(shè)計(jì)了一款可以控制空調(diào)的智能手表，這也是全球首例智能家電產(chǎn)品，通過(guò)這款手表，用戶(hù)可以使用語(yǔ)音命令來(lái)控制空調(diào)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)機(jī)，溫度和濕度調(diào)節(jié)等功能，作為新一代智能終端的可穿戴設(shè)備變成連接和控制智能家居平臺(tái)的迷你按鈕或感知器，這將會(huì)成為一對(duì)完美的技術(shù)組合。

6? 結(jié)語(yǔ)

本文基于本領(lǐng)域的申請(qǐng)趨勢(shì)、主要申請(qǐng)人、技術(shù)路線(xiàn)等進(jìn)行分析，梳理了各個(gè)主要技術(shù)分支下具有代表性的專(zhuān)利技術(shù)。此外還將專(zhuān)利技術(shù)綜述應(yīng)用到審查實(shí)踐中，以運(yùn)用專(zhuān)利技術(shù)綜述正確理解發(fā)明、提高審查效率。

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