基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居專利技術綜述

陽洋

摘 要：基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居是以住宅為平臺，將家居生活有關的設施數(shù)字化、網(wǎng)絡化，構建高效的住宅設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、藝術性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。本文重點分析了智能家居專利申請的分布情況、專利申請量的產(chǎn)出國分布、申請人類型、技術分支的發(fā)展歷程，在上述分析的基礎上，總結出智能家居專利技術的一些規(guī)律，為進一步研究智能家居提供參考資料。

關鍵詞：智能家居;物聯(lián)網(wǎng);專利分析;專利

1? 技術概述

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設備，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等信息，實現(xiàn)物與物、物與人，所有物品與網(wǎng)絡的連接，方便識別、管理和控制，并與互聯(lián)網(wǎng)結合形成一個巨大網(wǎng)絡，是新一代信息技術的集成。在智能家居系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)將所有家電設備連接到一個網(wǎng)絡，讓設備狀態(tài)、設備參數(shù)等信息共享和交換。

2? 專利申請量趨勢和申請人分析

在中文專利庫中主要采用關鍵詞“智能家居”檢索，并將結果限定在G05B分類號大類下，對檢索結果進行年份統(tǒng)計;而在國外申請中，考慮CPC分類定義下G05B2219/2642為智能家居控制系統(tǒng)，結合關鍵詞 smart home，排除中國申請后同樣對結果進行年份統(tǒng)計。

從2007年以后，國內(nèi)外對智能家居的申請量直線上升，特別是在2010以后，隨著智能終端的普及，在該領域的專利申請大幅增加。國外對智能家居的研究早在2004年以前就已經(jīng)出現(xiàn)一定量的專利申請，并逐年增加，在2007年以后出現(xiàn)申請的快速增長期，在2014年達到高峰期，后逐步穩(wěn)定，分析原因可能是因為在國外，智能家居市場已經(jīng)成熟，技術發(fā)展平穩(wěn)，所以專利申請量相對穩(wěn)定。

分析行業(yè)內(nèi)申請人的分布，國內(nèi)關于智能家居專利的主要申請人為國內(nèi)電器公司和科技公司，國內(nèi)公司以四川的企業(yè)為主，電器公司以格力和美的為主;國外申請量前三的均是企業(yè)，LG和三星均為韓國公司，涉及通信、電器、手機等各個領域技術先進的企業(yè)。

3? 基于物聯(lián)網(wǎng)的技術改進

在中文專利庫中對基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居專利申請年度申請量的統(tǒng)計，在2006年以前，中國專利申請量較少，可能是因為物聯(lián)網(wǎng)技術在中國起步較晚，從2006年以后申請量逐步提升，并在2009年以后申請量直線上升，出現(xiàn)大量關于智能家居的申請;而國外的研究起步較早，早在2000年以前就提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，并應用在家居系統(tǒng)中，國外專利申請在2007年以后直線上升，并在13年以后增長平緩，技術達到相對成熟，下面將分析國內(nèi)外基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居技術發(fā)展路線。

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

（2）2000-2006年，國外關于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居發(fā)展平緩，國內(nèi)發(fā)展剛剛起步，并隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的成熟，在智能家居中的應用越來越廣泛，2000年以后出現(xiàn)的新技術，如以ZigBee、藍牙、WIFI、紅外、超寬頻、近距離無線傳輸為代表的網(wǎng)絡技術上的發(fā)展;以CCSA、IGRS、ITOPHOME為代表的網(wǎng)絡協(xié)議上的發(fā)展等，為物聯(lián)網(wǎng)應用在智能家居中提供了技術支持。另一方面，手機、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，移動終端對家居設備的遠程控制進入高速發(fā)展階段。

在2000年以后，國內(nèi)智能家居行業(yè)受到重視，由家庭電子化轉換住宅自動化，相應的產(chǎn)品由單個電器的智能化轉向控制系統(tǒng)的智能化。

在這一時期，國內(nèi)關于智能家居的研究大多集中在兩個方面：（1）提高家電設備智能化化程度，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電器改進，提高智能化程度;（2）完善家庭監(jiān)控系統(tǒng)的功能，對家庭控制器和家庭網(wǎng)絡上的改進，實現(xiàn)家庭安防、電器監(jiān)控、火災報警等功能。

（3）2006年至2013年，隨著智能手機的推廣，以及人機交互技術和傳感技術的發(fā)展，智能家居的研究趨向于提高用戶體驗，基于手勢、語音、用戶行為的人機交互技術用在家居領域，提高了控制系統(tǒng)的智能化程度。同時，在這一階段，國內(nèi)公司和科研院校關于智能家居的研究進入快速發(fā)展階段，ZigBee、藍牙、WIFI、紅外等網(wǎng)絡技術大量應用在家居行業(yè)，并衍生出多種應用在智能家居中的產(chǎn)品如網(wǎng)關、插座、開關、機器人等。

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居技術廣泛，隨著科技的發(fā)展，衍生了多個技術分支如無線技術、智能電器、可穿戴設備、手勢識別等。涉及到的主要技術為無線技術和可穿戴設備，現(xiàn)根據(jù)以上兩個分支，進一步分析國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，以及根據(jù)兩個分支的重要申請人梳理技術脈絡。

4? 基于無線技術的改進

中國的無線技術起步較國外晚，在最近10年內(nèi)發(fā)展迅速。將無線技術應用在家居中，從而實現(xiàn)語音操作、遠程監(jiān)控等功能。國內(nèi)雖起步較晚，但發(fā)展迅速，在2010年-2016年增長速率逐年增長，在16年達到頂峰，在此期間也涌現(xiàn)出一批專利布局早，申請量較大的業(yè)界重要申請人，無線技術在電子通訊類企業(yè)中申請量較大，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)智能家居中的無線通信技術，如：美的集團、珠海格力、海爾、鄭州朗鑫智能電子科技等。

國外在無線技術上的發(fā)展較早，早在2000年由AERIS通信公司提出家庭中的設備與手機通過廣播連接，以無線方式實現(xiàn)對設備的控制。在2010年以后智能家居中無線技術的發(fā)展迅速，每年的專利申請量逐步增長，其中多以企業(yè)為主要申請人，如：三星、谷歌、LG等。現(xiàn)根據(jù)國內(nèi)外的時間順序，梳理智能家居中無線技術的關鍵技術。

5? 基于可穿戴設備技術的改進

可穿戴設備通俗來講指的是能夠穿戴在身體上的智能產(chǎn)品，這類設備通常集多媒體、無線通信、微傳感、柔性屏幕、GPS 定位、拓展現(xiàn)實、生物識別等高端應用技術于一身。可穿戴設備給人們帶來的高科技、個性化和時尚化的功能體驗，正體現(xiàn)了以人為本的核心設計理念。

國內(nèi)可穿戴設備的研究起步于2012年，2015年和2016年達到申請量頂峰，申請人以企業(yè)為主，如：小米、成都科創(chuàng)、美的、上海科斗電子科技、宇龍計算機通信科技等，以研發(fā)可穿戴設備與家電設備的通信為主;國外對于可穿戴設備的研究比國內(nèi)早，在2010年前已經(jīng)有所涉及，同樣也是以大企業(yè)為主要申請人：三星、谷歌、LG、微軟等。

在國內(nèi)率先面世的可穿戴設備有百度的 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);海爾公司設計了一款可以控制空調的智能手表，這也是全球首例智能家電產(chǎn)品，通過這款手表，用戶可以使用語音命令來控制空調，實現(xiàn)開關機，溫度和濕度調節(jié)等功能，作為新一代智能終端的可穿戴設備變成連接和控制智能家居平臺的迷你按鈕或感知器，這將會成為一對完美的技術組合。

6? 結語

本文基于本領域的申請趨勢、主要申請人、技術路線等進行分析，梳理了各個主要技術分支下具有代表性的專利技術。此外還將專利技術綜述應用到審查實踐中，以運用專利技術綜述正確理解發(fā)明、提高審查效率。

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