智能家居组网专利技术分析
2019-09-04 17:57    捷易智能家居

在智能家居系统中,如何将各种子系统有机结合组成家庭网络,是智能家居领域的一个热点。

 

我们利用 CPRSABS 和 DWPI 数据库对基于智能家居组网技术进行了数据分析,从专利申请年度趋势、地域分布、行业内的主要申请人等多个方面进行统计分析,归纳总结智能家居技术发展脉络,为智能家居行业发展提供参考。

 

 

1. 智能家居技术发展状况分析

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智能家居的组网从形式上来分为:无线组网和有线组网。从网络类型上分为:WIFI、2.4GHZ频段、Z-wave、UWB等。表 1 为智能家居组网技术的具体技术分支及其定义。

 

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1  各一级技术分支申请量趋势

 

1 显示示出了随着时间的发展智能家居组网技术领域的各个一级技术分支下的专利申请量随时间的发展情况,图 2~3分别为各个以及分支下二级分支的分布情况。

 

从时间上来看,最早于 1990 年便有了基于有线的智能家居组网技术,这得益于该技术思想简单、有线网络技术在当时已经便于应用,智能家居的种类还很少,只有少数家庭会拥有一两台智能家居设备,因此利用有线的组网技术便可以使智能家居接入网络。

 

随着时间的推进以及无线网络技术的迅猛发展,出现了基于无线的智能家居组网技术,这种通过无线技术对智能家居进行网络配置的方法适合大量智能家居产品加入一个家庭网络,并且不需要复杂的布线,且可以随时增加新的智能家居设备,不受布线的影响。


 

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2 无线技术—各二级技术分支申请量趋势

 

从图 2 可以看出,基于无线形式组网的方式多种多样,其中,基于 ZigBee 技术、自组网技术以及基于蓝牙、红外、NFC、RF、GSM、GPRS 等近场通信技术的智能家居组网方法申请量较多。

 

通过浏览相关专利可以看出,近些年来,这其中存在很多上述技术的交叠组合应用,比如基于ZigBee 技术进行自组网以形成家庭网络、在一个智能设备上配置有蓝牙模块、RF 射频模块与 WiFi 模块共存等。

 

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3 有线技术—各二级技术分支申请量趋势

 

从图 3 可以看出,基于有线形式的组网中,电力线组网占据了很大一部分申请量。这主要是因为电力线通信网络组网较简单,只需连接电源插座和必要的网络通信设备就可实现数字设备之间的相互通信,且在房间任何有电源插座的地方都可连接互联网,并永久在线,且相较于上述近场无线通信技术,电力线可覆盖区域广泛,因此在智能小区管理系统方面有较好的应用前景。

 

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4 国内外历年发展趋势

 

从图4可知, 2002年前,智能家居技术还处于刚刚起步的阶段,与智能家居组网相关的申请量较少。从 2002 年开始,随着物联网概念的普及、智能家居相关技术的发展,有关智能家居组网技术的专利申请量在全球范围内快速攀升,在2003~2004 年首次达到了高峰,在 2004~2010 年这段期间内相关专利申请量稳定发展。2010 年以后,随着无线通信技术以及物联网技术快速发展,智能家居组网技术领域的专利申请量直线飙升。相比之下,国内关于智能家居组网的技术起步较晚,在2008 年以前专利申请数据与全球相比还有不小的差距。从2008年往后,随着全球申请量的增多,国内的申请量也急剧攀升,并于 2010 年在申请量上赶超国外,至此之后国内的申请量直线上升,在很大程度上超过全球其他所有国家的申请量总和。

 

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5 有关专利申请的主要申请人排序

 

5 显示了全球范围内申请量最多的申请人排名。排名第一的是 Google,可以看出,美国在智能家居组网技术领域起步早,且积累较多。韩国有两家企业进入位列第二、三,包括三星和 LG,可见韩国的家电大公司在智能家居方面都有相当多的专利布局。从图中可以看出,排名前十的申请企业有七家是国内企业,长虹、美的、海尔等传统大牌家电制造企业紧跟时代发展,在智能家居领域大量投入研发,同时深圳智乐信息科技有限公司和小米科技等新兴互联网公司也大力研发智能家居的组网方式,积极地开展技术创新,做好知识产权布局。

 

2.智能家居技术发展脉络与重点专利分析

 

智能家居组网方式从萌芽到独立发展到蓬勃发展,其技术已经趋于成熟,下面通过对全球范围内大部分智能家居组网的专利申请进行梳理和分析,归纳出该领域的专利技术发展线路。

 

 

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6  智能家居技术演进路线

 

 

如图 6 所示,是关于智能家居组网的几个申请量较大的技术分支的技术演进路线示意图。2003 年以前是智能家居组网技术的萌芽期,在这一阶段中,智能家居组网技术的研究主要集中在自组织网、蓝牙红外等无线组网方式以及电力线等有线组网方式方面,ZigBee 组网和基于广播 Wi Fi 账号和密码的技术还没有发展起来,这是由于 ZigBee 技术以及WIFI 技术还没有发展完善,所以应用到智能家居领域的自然还很少。2003 ~2011 年是该技术的平稳发展期,相关主要技术分支都有很多专利申请,其中 ZigBee 组网技术和自组网技术相融合的技术也频繁出现,同时可以看出,此阶段也出现了很多具有代表性的国内相关技术专利。2012 年至今是智能家居组网技术的高速发展期,这得益于物联网技术的大力发展以及无线网络在各个区域的全面覆盖。在这个阶段,越来越多的专利申请将上述几类技术结合起来组网,使得智能家电的网络连接更加稳定。

 

通过梳理智能家居组网技术各技术分支的发展,统计分析了智能家居技术领域的专利申请量变化趋势、相关申请量较多的申请人,并总结分析了智能家居技术领域的发展脉络。从整体来看,智能家居组网技术从最初的自组织网、蓝牙红外等无线组网方式以及电力线等有线组网方式到后来的多种组网技术融合组网,这与越来越多智能家居需要多种组网技术支持息息相关,如今智能家居组网技术与智能家居领域一起向着多元化和多样化蓬勃发展。

 

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