中國智能家居領(lǐng)域研究現(xiàn)狀、熱點及前沿：基于CNKI和CiteSpace可視化計量分析

關(guān)鍵詞：智能家居；CiteSpace；可視化分析

中圖分類號：TP399；TU855 文獻標識碼：A

0 引言

智能家居利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等技術(shù)連接設(shè)備，提供舒適、便捷、安全的生活體驗，促進節(jié)能減排[1]。中國智能家居市場規(guī)模自2016年增長至2020年，年均復合增長率為18.51%，推動了相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級[2]。智能家居通過改變生活方式，實現(xiàn)舒適、便捷、安全、節(jié)能、環(huán)保的居住體驗。未來發(fā)展趨勢為通過應用感應控制、語音控制、遠程控制等技術(shù)，推動智能家電、智能照明、智能安防監(jiān)控等產(chǎn)品發(fā)展[3]。預計到2025年，中國智能家居市場規(guī)模將達到8439.9億元[4]。

1研究工具和數(shù)據(jù)來源

使用中國知網(wǎng)（CNKI）平臺檢索關(guān)鍵詞“智能家居”，限定條件為“CSSCI”和“北大核心”，文獻來源為學術(shù)期刊（截至2024年4月16日）。從2002年首次涉及智能家居的核心期刊文獻開始統(tǒng)計，共檢索相關(guān)文獻926篇。采用CiteSpace6.2.R4和Excel365軟件進行可視化分析。

2研究結(jié)果分析

2.1智能家居領(lǐng)域的時序演化特征

從時序角度觀察智能家居領(lǐng)域研究的整體發(fā)展歷程和進展，智能家居領(lǐng)域經(jīng)歷了3個主要階段，如圖1所示。第一階段：2002—2011年，該階段文獻數(shù)量較少，智能家居概念初現(xiàn)，研究屬于起步階段，論文數(shù)量緩慢增長，平均每年約為5篇，并且集中在智能家居的基礎(chǔ)性研究。第二階段：2012—2016年，智能家居研究進入快速增長階段。2012年，工業(yè)和信息化部發(fā)布《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，同年，中國智能家居產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立；2014年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《智慧社區(qū)建設(shè)指南（試行）》，以推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。CNKI智能家居論文數(shù)量快速增加，在2016年達到峰值，市場規(guī)模也迅速增長。第三階段：2017—2024年屬于穩(wěn)步發(fā)展期，2019年政策的支持促進產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定，研究主要聚焦于新技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應用。關(guān)于智能家居領(lǐng)域研究的文獻數(shù)量的增長態(tài)勢趨于平緩，基本契合人們對待新鮮事物的“觀望、追隨、狂熱、冷靜、理智”的思維過程[5]。

2.2智能家居領(lǐng)域研究的前沿熱點和可視化分析

利用CiteSpace軟件繪制了我國智能家居領(lǐng)域研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜，結(jié)果顯示，圖譜中共有573個節(jié)點、612條連線，反映了智能家居領(lǐng)域研究內(nèi)容的豐富性和復雜性。關(guān)鍵詞“物聯(lián)網(wǎng)”出現(xiàn)頻次最高且中心性高，表明我國學者自2002年以來持續(xù)關(guān)注和研究物聯(lián)網(wǎng)，其他研究熱點包括遠程控制、無線通信、單片機、嵌入式、人工智能、網(wǎng)關(guān)、傳感器、云計算、智能電網(wǎng)等。物聯(lián)網(wǎng)是智能家居領(lǐng)域廣泛關(guān)注的關(guān)鍵主題。遠程控制、無線通信和單片機等關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)較多，文獻研究不斷探索遠程控制技術(shù)、通信技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)在智能家居中的應用。人工智能作為一個熱門話題，在智能家居中的角色備受研究者關(guān)注[6]。網(wǎng)關(guān)、傳感器和云計算運用在智能家居系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)處理。

如ub8Tj7HvSOkel+FtWBl3Yg==表1所示，智能家居領(lǐng)域關(guān)鍵詞研究熱點包括“物聯(lián)網(wǎng)”“遠程控制”“無線通信”；關(guān)鍵詞如“物聯(lián)網(wǎng)”“嵌入式”“遠程控制”在共現(xiàn)分析中的中心性較高。知識圖譜展現(xiàn)了圍繞物聯(lián)網(wǎng)遠程控制、無線通信等主題的聚集性研究。這些關(guān)鍵詞之間緊密相關(guān)，表明智能家居研究領(lǐng)域內(nèi)部聯(lián)系密切。對于“嵌入式”，雖然出現(xiàn)次數(shù)少，但中心性高，在研究網(wǎng)絡(luò)中扮演重要連接角色，表明相關(guān)研究存在趨同性。

2.3智能家居領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類分析

本文利用CiteSpace軟件繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，聚焦智能家居研究熱點、知識結(jié)構(gòu)和主題關(guān)系，該圖譜具有顯著結(jié)構(gòu)（Q=0.6947）和高可信度（S=0.972）。如表2所示，Size指聚類中所含的成員的數(shù)量，Sigma指數(shù)是CiteSpace中反映結(jié)合節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中重要性（中介中心性）和節(jié)點在時間上重要性的復合指標。表2中的15個關(guān)鍵詞聚類包括智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、傳感器、遠程控制、人工智能等，揭示了國內(nèi)智能家居研究的主題分布。15個聚類密度均大于1，最緊密的聚類包括“物聯(lián)網(wǎng)”“智能控制”“人工智能”“無線通信”“網(wǎng)關(guān)”。研究進一步總結(jié)智能家居領(lǐng)域的研究熱點主題可分為三大類，包括設(shè)備與技術(shù)聚類、應用場景聚類以及功能與特性聚類。

（1）設(shè)備與技術(shù)聚類：包括物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、傳感器、遠程控制、嵌入式、網(wǎng)關(guān)、單片機（#1、#2、#3、#4、#6、#7、#8）。該聚類體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)及其重要組成部分和相關(guān)技術(shù)。無線通信技術(shù)如蜂窩網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、藍牙和LoRa成為關(guān)鍵手段，傳感器不斷演進出新型技術(shù)[7]，遠程控制技術(shù)被廣泛應用于智能家居[8]，嵌入式系統(tǒng)廣泛應用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備[9]，網(wǎng)關(guān)則在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)之間扮演橋梁作用，單片機是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的控制器[10]。

（2）應用場景聚類：包括智能家居、智能電網(wǎng)、家庭網(wǎng)關(guān)、遠程監(jiān)控、智能控制（#0、#9、#10、#11、#14）。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同領(lǐng)域的廣泛應用包括智能家居、智能電網(wǎng)、家庭網(wǎng)關(guān)、遠程監(jiān)控和智能控制等應用場景。智能電網(wǎng)運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升電網(wǎng)管理效率、可靠性和安全性，促進可再生能源利用[11]。家庭網(wǎng)關(guān)作為家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的中心提供連接、控制和服務支持[12]。遠程監(jiān)控技術(shù)廣泛應用于工業(yè)、交通、環(huán)境等領(lǐng)域，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與管理[13]。智能控制技術(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)設(shè)備智能化控制和運行優(yōu)化，推動各行業(yè)自動化與智能化發(fā)展[14]。

（3）功能與特性聚類：包括人工智能、交互設(shè)計、安全（#5、#12、#13）。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，人工智能、交互設(shè)計和安全是3個關(guān)鍵領(lǐng)域。人工智能技術(shù)的廣泛應用提升了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能化水平，通過數(shù)據(jù)分析、模式識別和決策制定，提升用戶體驗和設(shè)備性能[15]。交互設(shè)計的重要性體現(xiàn)在設(shè)計人與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的互動方式，提高用戶體驗并實現(xiàn)人性化交互界面[16]。

2.4智能家居領(lǐng)域研究時區(qū)圖

通過關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析和時區(qū)分析，能清晰描繪智能家居研究的發(fā)展軌跡。對在智能家居研究領(lǐng)域突現(xiàn)強度排名前15位的聚類關(guān)鍵詞進行量化統(tǒng)計，以1年為時間切片，繪制了智能家居期刊相關(guān)研究的關(guān)鍵詞時區(qū)圖（圖2），關(guān)鍵詞“智能家居”出現(xiàn)頻次最高且研究時間最長，表明我國學者自2002年以來持續(xù)關(guān)注和研究智能家居。

（1）初步探索階段（2002—2010年）。物聯(lián)網(wǎng)研究專注于無線通信、傳感器技術(shù)和遠程控制等基礎(chǔ)要素，旨在建立物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架。這一階段的研究側(cè)重于技術(shù)的探索和驗證，為未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)，為后續(xù)研究提供了有力支持。

（2）研究深化階段（2011—2020年）。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸成熟，研究重點轉(zhuǎn)向智能家居、智能電網(wǎng)和智慧城市等應用領(lǐng)域。新技術(shù)的引入使家庭生活更便利和智能化，同時致力于保護隱私。智能電網(wǎng)促進了能源管理和可持續(xù)能源利用，智慧城市的發(fā)展提升了城市運行效率和居民生活質(zhì)量，為智能化生活和智慧城市建設(shè)提供了更多可能性和創(chuàng)新性。

（3）新發(fā)展階段（2021—2024年）。智能家居研究關(guān)注安全、隱私保護和交互設(shè)計。研究人員致力于發(fā)展安全加密技術(shù)、身份認證機制和安全通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)傳輸和存儲的安全性。大數(shù)據(jù)分析幫助系統(tǒng)了解用戶行為，云計算提供高效的數(shù)據(jù)存儲和處理能力，推動了智能家居領(lǐng)域的發(fā)展，為智能化生活和智慧城市的實現(xiàn)提供更多的可能性和更廣闊的前景。

3智能家居的趨勢與展望

（1）從時序演化特征看，2002—2011年智能家居相關(guān)研究處于起步階段，每年平均發(fā)表論文約5篇。2012—2016年迅速增長，行業(yè)標準和技術(shù)規(guī)范推動了智能家居概念普及和市場規(guī)模擴大。2017—2024年穩(wěn)步發(fā)展，政策支持促進了產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定，研究重點轉(zhuǎn)向新技術(shù)應用。整體上，智能家居研究逐漸成熟穩(wěn)定，為智能化生活打下堅實基礎(chǔ)。

（2）通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，我國學者長期專注于智能家居研究，關(guān)鍵詞涵蓋智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、遠程控制、無線通信、單片機、嵌入式、人工智能、網(wǎng)關(guān)、傳感器、云計算等熱點領(lǐng)域。相關(guān)研究的交叉融合推動了不同技術(shù)合作，促進綜合發(fā)展。高頻關(guān)鍵詞具有高中心性，聯(lián)系緊密；低頻高中心性關(guān)鍵詞如“嵌入式”發(fā)揮重要作用，凸顯共同趨勢和聯(lián)系。

（3）通過關(guān)鍵詞時區(qū)知識圖譜分析，物聯(lián)網(wǎng)研究在初步探索階段（2002—2010年）建立了基礎(chǔ)框架，奠定了基礎(chǔ)。在研究深化階段（2011—2020年），關(guān)注應用領(lǐng)域如智能家居、智能電網(wǎng)、智慧城市，提升生活質(zhì)量和城市智能化水平。隨著科技的發(fā)展，智能家居新發(fā)展階段（2021—2024年）聚焦安全、隱私保護和新技術(shù)應用，加速發(fā)展，為智能家居的未來發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)，并開拓無限可能。

4結(jié)語

本文利用CiteSpace知識圖譜工具對2002—2024年中國智能家居文獻進行了可視化探索，分析關(guān)鍵詞頻率、聚類和趨勢變化。該方法可以客觀準確展示信息，但需加強質(zhì)性分析以全面呈現(xiàn)研究現(xiàn)狀。未來智能家居將繼續(xù)向著更智能化、更個性化、更環(huán)保和更互聯(lián)的方向發(fā)展。技術(shù)將不斷革新，如人工智能、大數(shù)據(jù)分析、無線通信等將進一步融合，這將會進一步提升智能家居的智能化水平和用戶體驗，滿足個性化需求。同時，注重能源節(jié)約和環(huán)保，利用可再生能源，推動綠色生活。邊緣計算等新興技術(shù)的普及將增強智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)性，實現(xiàn)更智能、更便捷的互聯(lián)體驗。