基于物联网的智能家居专利技术综述

阳洋

摘 要：基于物联网的智能家居是以住宅为平台，将家居生活有关的设施数字化、网络化，构建高效的住宅设施与家庭日程事物的管理系统，提升家居安全性、便携性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。本文重点分析了智能家居专利申请的分布情况、专利申请量的产出国分布、申请人类型、技术分支的发展历程，在上述分析的基础上，总结出智能家居专利技术的一些规律，为进一步研究智能家居提供参考资料。

关键词：智能家居;物联网;专利分析;专利

1  技术概述

物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等信息，实现物与物、物与人，所有物品与网络的连接，方便识别、管理和控制，并与互联网结合形成一个巨大网络，是新一代信息技术的集成。在智能家居系统中，物联网将所有家电设备连接到一个网络，让设备状态、设备参数等信息共享和交换。

2  专利申请量趋势和申请人分析

在中文专利库中主要采用关键词“智能家居”检索，并将结果限定在G05B分类号大类下，对检索结果进行年份统计;而在国外申请中，考虑CPC分类定义下G05B2219/2642为智能家居控制系统，结合关键词 smart home，排除中国申请后同样对结果进行年份统计。

从2007年以后，国内外对智能家居的申请量直线上升，特别是在2010以后，随着智能终端的普及，在该领域的专利申请大幅增加。国外对智能家居的研究早在2004年以前就已经出现一定量的专利申请，并逐年增加，在2007年以后出现申请的快速增长期，在2014年达到高峰期，后逐步稳定，分析原因可能是因为在国外，智能家居市场已经成熟，技术发展平稳，所以专利申请量相对稳定。

分析行业内申请人的分布，国内关于智能家居专利的主要申请人为国内电器公司和科技公司，国内公司以四川的企业为主，电器公司以格力和美的为主;国外申请量前三的均是企业，LG和三星均为韩国公司，涉及通信、电器、手机等各个领域技术先进的企业。

3  基于物联网的技术改进

在中文专利库中对基于物联网的智能家居专利申请年度申请量的统计，在2006年以前，中国专利申请量较少，可能是因为物联网技术在中国起步较晚，从2006年以后申请量逐步提升，并在2009年以后申请量直线上升，出现大量关于智能家居的申请;而国外的研究起步较早，早在2000年以前就提出了物联网的概念，并应用在家居系统中，国外专利申请在2007年以后直线上升，并在13年以后增长平缓，技术达到相对成熟，下面将分析国内外基于物联网的智能家居技术发展路线。

（1）2000年以前，国外在智能家居方面研究处于起步阶段，智能家居概念在国外初步提出，将家用设备连接至控制系统中实现远程控制。

（2）2000-2006年，国外关于物联网的智能家居发展平缓，国内发展刚刚起步，并随着物联网技术的成熟，在智能家居中的应用越来越广泛，2000年以后出现的新技术，如以ZigBee、蓝牙、WIFI、红外、超宽频、近距离无线传输为代表的网络技术上的发展;以CCSA、IGRS、ITOPHOME为代表的网络协议上的发展等，为物联网应用在智能家居中提供了技术支持。另一方面，手机、PDA等智能终端的普及，也为智能家居的发展提供了新的思路，移动终端对家居设备的远程控制进入高速发展阶段。

在2000年以后，国内智能家居行业受到重视，由家庭电子化转换住宅自动化，相应的产品由单个电器的智能化转向控制系统的智能化。

在这一时期，国内关于智能家居的研究大多集中在两个方面：（1）提高家电设备智能化化程度，陆续出现了智能电饭煲、微波炉等智能家电，从硬件电路和软件程序上对电器改进，提高智能化程度;（2）完善家庭监控系统的功能，对家庭控制器和家庭网络上的改进，实现家庭安防、电器监控、火灾报警等功能。

（3）2006年至2013年，随着智能手机的推广，以及人机交互技术和传感技术的发展，智能家居的研究趋向于提高用户体验，基于手势、语音、用户行为的人机交互技术用在家居领域，提高了控制系统的智能化程度。同时，在这一阶段，国内公司和科研院校关于智能家居的研究进入快速发展阶段，ZigBee、蓝牙、WIFI、红外等网络技术大量应用在家居行业，并衍生出多种应用在智能家居中的产品如网关、插座、开关、机器人等。

基于物联网的智能家居技术广泛，随着科技的发展，衍生了多个技术分支如无线技术、智能电器、可穿戴设备、手势识别等。涉及到的主要技术为无线技术和可穿戴设备，现根据以上两个分支，进一步分析国内外的发展现状，以及根据两个分支的重要申请人梳理技术脉络。

4  基于无线技术的改进

中国的无线技术起步较国外晚，在最近10年内发展迅速。将无线技术应用在家居中，从而实现语音操作、远程监控等功能。国内虽起步较晚，但发展迅速，在2010年-2016年增长速率逐年增长，在16年达到顶峰，在此期间也涌现出一批专利布局早，申请量较大的业界重要申请人，无线技术在电子通讯类企业中申请量较大，主要为企业：成都科创科技、小米科技、上海科斗电子科技、深圳智乐信息科技、奇虎科技等。另外，也有一部分电器企业同样也在研发智能家居中的无线通信技术，如：美的集团、珠海格力、海尔、郑州朗鑫智能电子科技等。

国外在无线技术上的发展较早，早在2000年由AERIS通信公司提出家庭中的设备与手机通过广播连接，以无线方式实现对设备的控制。在2010年以后智能家居中无线技术的发展迅速，每年的专利申请量逐步增长，其中多以企业为主要申请人，如：三星、谷歌、LG等。现根据国内外的时间顺序，梳理智能家居中无线技术的关键技术。

5  基于可穿戴设备技术的改进

可穿戴设备通俗来讲指的是能够穿戴在身体上的智能产品，这类设备通常集多媒体、无线通信、微传感、柔性屏幕、GPS 定位、拓展现實、生物识别等高端应用技术于一身。可穿戴设备给人们带来的高科技、个性化和时尚化的功能体验，正体现了以人为本的核心设计理念。

国内可穿戴设备的研究起步于2012年，2015年和2016年达到申请量顶峰，申请人以企业为主，如：小米、成都科创、美的、上海科斗电子科技、宇龙计算机通信科技等，以研发可穿戴设备与家电设备的通信为主;国外对于可穿戴设备的研究比国内早，在2010年前已经有所涉及，同样也是以大企业为主要申请人：三星、谷歌、LG、微软等。

在国内率先面世的可穿戴设备有百度的 Baidu Eye，咕咚公司的百度云手环，果壳 Bambook Smart Watch，小米公司的智能跑鞋和小米手环等，联想也推出两款智能眼镜和首款采用电子水墨屏幕的智能手环;海尔公司设计了一款可以控制空调的智能手表，这也是全球首例智能家电产品，通过这款手表，用户可以使用语音命令来控制空调，实现开关机，温度和湿度调节等功能，作为新一代智能终端的可穿戴设备变成连接和控制智能家居平台的迷你按钮或感知器，这将会成为一对完美的技术组合。

6  结语

本文基于本领域的申请趋势、主要申请人、技术路线等进行分析，梳理了各个主要技术分支下具有代表性的专利技术。此外还将专利技术综述应用到审查实践中，以运用专利技术综述正确理解发明、提高审查效率。

参考文献：

[1] 张伟宏，论物联网下智能家居发展及趋势[J].电脑与信息技术，2014，22（3）

[2] 查珑珑.浅析物联网智能家居发展 [J].科技信息，2012，（5）

[3] 王勐.物联网智能家居的发展前景 [J].信息科技，2013，4.