摘要：物联网的提出为智能家居的发展提供了新的方向，目前，物联网智能家居系统已从概念转化成产品，智慧生活正逐渐深入千家万户。本文简要介绍了物联网智能家居的技术发展历程和组成，并分析了国内相关专利技术的发展现状，最后对发展趋势进行预估，希望能为国内企业进行相关技术的研发提供些许参考和帮助。
关键词：物联网；智能家居；专利技术
随着国民经济和科学技术的发展，仅舒适安全的普通家居已不能满足人们的需求，于是，智能家居应运而生。维基百科中，智能家居的定义为：以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
早期智能家居的实施由于布线复杂，设备昂贵，并不能实现批量化和市场化，也很难使更多人受益。直到1999年，美国麻省理工学院首次提出了物联网的概念，为智能家居的发展提供了新的方向[1-2]。
1技术发展历程及组成
1.1发展脉络及历程
从最初智能家居概念的提出，到如今智能家居的产品化，已经经历了40多年的发展。进入21世纪后，智能家居的发展更加趋于多样化，技术实现方式也更加丰富，总体而言，大致经历了如下4个发展阶段[3]：
1）通过同轴线及两芯线完成家庭组网，进而实现灯光、窗帘及少量的安防控制等；
2）通过总线及IP技术组网，能够完成可视对讲、安防等功能；
3）实现家庭智能控制的集中化，控制主机产生，业务包括安防、控制、计量等业务；
4）基于全IP技术，末端设备基于Zigbee等技术，智能家居业务采用“云”技术，并可根据用户需求实现定制化、个性化。
目前智能家居大多属于第三个阶段，而美国已初步的探索到第四个阶段，并已有相应产品。
1.2主要组成部分
通常，智能家居系统功能包括了最基本的智能照明控制、安防系统、可燃气体检测、智能窗帘、门禁系统和智能窗帘控制等8个子系统[4-5]。
物联网智能家居是将无线物联网技术和智能家居有机地融合在一起，从而构建一个安装简单、使用方便、维护容易、扩展随心所欲的智能家居系统。依据业内普遍认为的物联网体系架构，家居物联网可以分为感知层、网络层[6]和应用层。
2发展现状分析
本节利用S系统的统计分析命令和Excel的数据分析功能，选取中国专利文摘数据库CPRSABS进行相关技术的专利分析；数据检索截止到2016年12月31日专利数据库中公开的专利申请；其中年份均指相关申请日所在的年份。
如图1所示，2000年-2005年，专利申请量较少且无明显增长势头，说明此时还处于智能家居的技术萌芽阶段，整个行业还处于产品认知阶段，技术产出较贫乏；从2006年-2014年，申请量开始逐年小幅增加，但仍比较低，说明此时是技术开创期，技术投入已开始产出，产品开始进入市场；在2014年-2015年这一年，得益于政府“十二五”规划对建立“智慧中国”的大力支持，该阶段申请量大幅度增长，出现了质的飞跃，处于蓬勃发展的阶段，初期的研究已经逐渐形成技术成果大量产出；进入2016年，智能家居技术逐步走向成熟，由于部分专利尚未公开，所以较2015年有小幅度的下降。
期间，物联网技术的出现，很好的解决了智能家居中布线困难、成本高等问题，从而极大地促进了技术向个性化、市场化的发展。在2014年-2015年期间，技术整体呈爆炸式的快速增长期，随着物联网技术的普及以及现有技术的发展，物联网智能家居在多个方面也飞速增长；进入2016年，相关技术逐步走向成熟。同时，由于部分专利尚未公开，所以较2015年有小幅度的下降，但整体仍保持较高的水平。
如图2所示，相关技术小类领域分布情况得出，G05B（一般的控制或调节系统）、H04L（数字信息的传输）、G08C（测量值、控制信号或类似信号的传输系统）以及H04W（无线通信网络）四个大类共占全部申请总量的83.62%，尤其是G05B是技术人员所重点关注的领域，其占比超过上述四个技术小类的50%。由此可以看出，国内的相关申请侧重于智能控制技术。
3趋势预测
3.1 发展热点
根据技术领域分布情况不难看出，目前的技术热点集中在智能控制技术以及无线传输技术。
2011年，海尔集团公司提出了一种网关装置、智能物联网系统及该系统的混合接入方法（CN103023761A）。其中的网关装置在接收到来自终端设备多种格式的数据后，按照预设的数据帧格式对该数据进行统一封装处理并进行发送，并监控发送过程，实现了智能家庭物联网系统中有线控制信号与无线控制信号的双向转发，具有良好的可扩展性及安全性。
2013年，海尔集团公司提出了一种智能家居控制装置、方法（CN104102181A）。通过获取包括语音信息、动作信息的人体行为描述信息和人体行为发生后的产生的家居指令，建立并存储关联关系，然后基于相应的映射关系调用相关控制指令控制智能家居执行相应动作，有效地提高了智能家居控制的智能化程度。
2015年，三星电子（中国）研发中心提出了一种智能家庭网关及其组网方法（CN104811375A）。可以针对多个网关进行组网，其中可以选取某一个网关作为主网关，其与网关作为从网关，组网后，多个网关在逻辑上形成树形结构。终端用户不需知道从网关，只需连接主网关即可实现对所有网关与设备的控制。因此可以简化组网方式，提高组网规模，降低操作复杂度。
2016年，苏州路之遥科技股份有限公司提出了一种基于物联网技术的热水系统（CN105716291A）。系统通过强算法外置，用户可以在中控系统或者终端设备上查看热水系统内各个传感器的数据，从而根据自己需求修改算法策略，满足了个性化需求，并达到了精确控制以及灵活使用的目的。
3.2 发展预估
专利的拥有量是衡量产业科技产出和知识创新的一项重要指标，是衡量企业、国家创新能力的集中体现。通过以上专利分析表明，物联网智能家居技术是近年来的热点研究，该技术还处于蓬勃发展时期，在中国，相关专利的申请还处于起步阶段，国内申请人对关键技术和核心专利的掌控比较均衡，但是技术上多是垂直式发展，且行业各自发展，无法互联互通。相信通过中国企业自身技术的研究发展以及对知识产权意识的提高，中国企业能够在该领域专利申请方面占据一席之地。
参考文献：
[1]陈一鹏．物联网技术在智能家居中的应用[J]．中国公共安全，2013（16）：62-63．
[2]吴德本.物联网综述[J].有线电视技术，2011（6）：141-143.
[3]潘洪涛.大数据时代广电新媒体的发展[J].青年记者，2013（27）：21-23.
[4]申斌，张桂青 等．基于物联网的智能家居设计与实现[J]．自动化与仪表，2013（2）：6-10．
[5]姜永增，董晶 等.物联网智能家居无线传感器网络节点设计[J].制造业自动化，2011（3）：193-195.
[6]MIORANDI Daniele，SICARI Sabrina.Internet of Things：vision，application and research challenges [J].AdHocNetworks，2012（10）：1497-1516.
论文作者:王丹
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/4
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