物联网中光纤传感技术的专利分析

文/陈文静

1 物联网中光纤传感技术的概述

物联网（The Internet of Things，简称IOT）是指通过各种信息传感器、射频识别技术（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络实现概念。传感器作为物联网中的关键部件，其性能直接决定了物联网的性能。

近年来，随着光纤通信技术的不断发展，进而出现了光纤传感技术。自光纤传感技术开始发展以来，光纤传感器迅速崛起，其集成了光纤技术、激光技术和光电探测等多领域所取得的巨大成就，因其具有体积小、质量轻、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、数据传输安全、集传输传感合二为一、便于构成分布式传感网络等多种优点，在物联网这一新技术革命的推动下，被广泛应用于国民经济和人们日常生活的各个领域。

2 专利信息分析在企业发展中的重要性

表1：中国专利申请申请人排名

从专利文献中采集专利信息，经过加工处理，分析形成专利竞争情报，为企业乃至国家的科技发展战略服务，这就是专利信息分析。随着中国知识产权战略的逐步实施以及国民经济的快速发展，众多企业对于知识战略的认识已日渐深刻。为了避免在重大的经济活动中遭受不必要的知识产权纠纷，并且保证资源投入到有效、有益的建设中，来自专利的信息分析已经日益受到中国政府和企业的重视。

本文的分析基于CNABS专利数据库的专利数据，在数据库中以“物联网”、“光纤”、“传感”以及光纤传感领域的重要关键词进行专利数据检索，截止到统计时间2019年7月14日，共获得与物联网中光纤传感技术相关的专利申请531件。因为发明专利申请的公开日为申请日之后的18个月内，一些专利申请还处于未公开状态，而导致本文的统计数据未能覆盖到上述文献。

3 物联网中光纤传感技术在中国的历年专利申请量分析

如图1所示，2010年至2013年期间，专利申请数量较少，只有少数企业参与技术研究与市场开发，专利数量和申请专利的企业数都较少，集中度较高，说明应用于物联网的光纤传感技术处于技术萌芽期；2014年之后的每年申请量呈现明显的上升趋势，随着物联网的快速发展，其对传感器的性能要求越来越重要，光纤传感器以其优势与应用引起了人们的高度关注，同时，国家投入增大、国内的市场逐渐打开，介入的大专院校和企业增多，相关专利申请和专利申请人数激增，说明应用于物联网的光纤传感技术处于技术发展期。

4 物联网中光纤传感技术在中国的专利申请人分析

在CNABS专利数据库中对物联网中光纤传感技术的专利进行申请人统计，选取了前8名进行排序（分析考虑了共同申请人的情况）（见表1），统计结果显示，前8名申请的专利总数为109件，占总数的20.5%。

从表1中可看出，排名前8位的申请人中，有5家是国内知名大学，分别是武汉理工大学、浙江师范大学、华南理工大学、南京大学和电子科技大学。大专院校通常是技术的萌发地，这里具有最活跃的技术研究人员，他们目前是国内物联网光纤传感技术研发的骨干力量；同时，大专院校同企业之间也慢慢建立了良好的合作关系，可以实现较好的技术转化。

排名第1的申请人是国家电网及其下属子公司，其申请量比第2名的申请量多出一倍。由于国家电网及其下属子公司是国内较大的企业，拥有较多的研发人员及雄厚的研发资金，其在相应热门领域的研发投入和研发规模必然比其他企业大，相应的竞争能力就越强。排名第2的申请人为武汉理工大学，该学校建有光纤传感技术国家工程实验室和产业转化基地，所具备的技术力量也非常雄厚。

图1

图2

排名第3的申请人是成都美美通信技术有限公司，这是一家成立于2011年的通信器材代理加盟公司，其主要致力于电子产品、光电子器件等的研发和销售，在物联网中光纤传感技术方面的专利申请的类型主要是实用新型。

排名第4的申请人是无锡津天阳激光电子有限公司，该公司从事物联网及传感器产品研发与制造，是由中科院姚建铨院士科研工作组与天津大学激光所联合创立的激光与光电子高新技术企业，现拥有一批尖端的技术人才，具有丰富的开发经验和强大的技术力量。

5 物联网中光纤传感技术的IPC构成分析

在专利文件中，分类号代表了其涉及的技术领域。IPC作为现行通用的国际专利分类号，常被用来进行技术领域的统计分析。从图2可看出，物联网中光纤传感技术主要分布在传感领域G01D，其所占比重最大，为10%，说明对于提高传感器功能的研发是物联网中光纤传感技术研究的热点和重点。由于物联网中光纤传感技术还涉及物联网传输这方面的内容，那么专利申请涉及数字信息传输领域H04L和载有信息信号的传输领域H04B就不足为奇了，这两个领域的占比分别为7%和4%。同时数字广播电视技术还涉及其他领域，如系统或单元的监视或测试领域G05B，指令发信和报警装置领域G08B，温度/热量测量领域G01K，光学元件、系统或仪器领域G02B，借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料领域G01N，测量值、控制信号或类似信号的传输系统领域G08C等。

6 结论

目前，我国物联网中光纤传感技术处于技术上升期，专利申请量还不是很多，但是逐年都在递增；而我国在该领域的专利申请人以大专院校居多，而企业参与较少，科技成果向产能的转化能力较弱；建议积极加强大专院校与企业的合作，以共同立项研发或者企业提供部分设备支持、大专院校进行技术攻坚的方式，充分发挥二者的优势，开创双赢新局面。

国家在积极发展物联网过程中，为了减少从国外进口传感器的需求量，保护国内传感器的市场份额，维护国内经济发展资金，我们必须对光纤传感技术在物联网中的应用进行更深入和研究和探讨。国内企业和大专院校除了加入研发力量以外，更需要进行专利挖掘、专利分析，为技术发展实现战略布局，同时也有效避开专利壁垒，以进一步提高中国物联网中光纤传感技术在全世界的占有比例。