【专利分析系列报告(三)】技术分解:洞穿组网与控制技术及智能家电终端技术专利布局

2018年03月13日

根据现阶段智能技术的发展,可将智能家居专利技术分为六大技术领域:组网与控制技术、智能家电终端技术、家居照明控制技术、安全防范技术、远程医疗诊断及护理系统、家庭环境控制系统。

技术分布:组网与控制技术占比最大

对智能家居行业进行细分类和相应的专利检索。上述6个技术细分类中,组网与控制技术和智能家电终端技术占比最多,家居照明控制技术和远程医疗诊断及护理技术占比最少,具体比例如图1所示(注:2016年的专利申请数据尚未完全公开)。

图1 智能家居细分类技术专利申请分布

技术申请趋势:2011年起相关专利开始爆增

随着智能家居产业的成熟和技术研发的推进,相关专利从2011年起在全球布局数量也在逐年增加。

图2 智能家居细分类技术专利时间演变图


接下来,小编将对上述六大领域进行技术分解,逐一解读各个技术领域的专利布局情况,揭示当前智能家居行业动向、专利布局策略等,进一步指出相应的技术突破点和风险规避点,为创新研发提供有力参照。


世界智能家居专利分析报告(三)

技术分解:洞穿组网与控制技术&智能家电终端技术专利布局

一、组网与控制技术

1、技术生命周期分析

图3  以5年为周期的组网与控制技术生长率v趋势

v趋势公式说明:技术生长率=a/A,其中a为当年发明专利申请数(或批准数);A表示追溯5年的发明专利申请累积数(或批准累积数)。连续计算数年,v值递增,说明该技术正在萌芽或生长阶段。


从图3中可以看出,2008-2012年组网与控制技术处于快速发展阶段,2013-2015年该技术的整体申请数量依然在持续增加。


2、主要申请人分析

图4示出了智能家居组网与控制技术的主要申请人。在组网控制子领域的主要申请人大多为家电企业。LG、SAMSUNG、美的集团股份有限公司、海尔集团公司、四川长虹电器股份有限公司在该子领域布局较多。专利申请量排名前十的申请人中,中国申请人占7位。

图4组网与控制技术主要申请人排名

3、组网与控制技术子领域重要专利分析

根据图1可以看出,组网与控制技术的专利文献数量占智能家居整个领域专利文献的比重最大,因此对应的筛选出的重要专利数量也最多。此外,该领域中重要专利文献分布的时间跨度很大,从上世纪80年代开始到本世纪持续有重要专利的分布。值得注意的是,在2010年以后申请的重要专利文献占比较大,约为45%。这说明组网与控制技术的发展是较早的,也一直是技术研发改进的重点区域。


申请日较早的CN1443324A,专利名称为“改进的基于浏览器的家庭网络命令和控制”,其申请日为1998年,申请人为三星,该专利文献公开了一种在一家庭网络上执行服务的方法:在家庭网络连接多个家电设备,客户机上能够显示用户接口,用户通过在客户机上的软件程序能够通过用户接口对家电设备进行控制并能使多个家电设备相互通信从而执行服务。该专利技术借助于单个控制环路实现了一个控制终端对多个设备的控制,通过客户机上的显示和控制即可实现,而不必在家电设备的前面板上进行控制。该专利在全球的同族高达168个,专利布局于美国、加拿大、德国、韩国、日本、中国、西班牙和印尼等国家,且已授权专利多达50件以上,同时也有大量的同族专利已经失效。


被引用次数超过300次的专利包括US5410326A、US5086385A、US5621662A、US6580950B1、US20010010032A1和US20040181800A1等。其中US6580950B1从2001年到2015年连续14年被后续的专利技术所引用,得到了本领域专利申请人的持续关注,说明此项专利定然有开创性的技术贡献。经研究发现,该专利提供了一种基于因特网的家庭通信系统,用于允许房主通过全球计算机网络从远距离的位置监视和控制其归属的各种特征,建立了智能家居的雏形。


智能家居中涉及的组网控制技术目前包括各种有线、无线和总线组网通信技术,且由于各自的技术优缺点,目前是百花齐放、百家争鸣的形势,当前一段时间对传输和通信技术的改进采用的具体通信技术也各不相同。例如由广东电网申请的CN107367951A和国家电网公司申请的CN105182918A,均采用基于电力线载波技术构建智能家居通信系统;合肥丹朋申请的CN107241248,结合采用蓝牙、Wifi和GPRS无线传输技术实现智能操控。由于尚未形成统一的智能家居的行业标准,产品的互联互通和产业规模化受到限制。各厂商应积极参与到智能家居相关设备的接口标准和数据传输协议的制定中,为产业的发展提供规范和引导,并占据未来竞争的优势地位。


未来,在万物互联体系下,一个更加个性化的操作系统和云端“大脑”的结合是赋予万物感知的核心所在。要实现整个家庭智慧化,以此感知用户行为,高度人工智能的智能家居将是家居的理想状态。例如CN104869165A中通过云服务器和无线路由器的信息同步交换,能够使得智能终端和家电终端保持信息同步,其实现了温控器的自学习功能以及根据用户的习惯智能开关调整的功能,并通过用户行为采集模块和大数据服务器对用户位置和用户状态进行行为预测,根据预测结果自动控制智能家居设备的运行。


可见,组网与控制技术子领域的技术发展经过了由一个客户端控制多个家电设备,互联网远程控制家居,多种通信技术改进传输和控制效果,以及未来可能在云计算以及人工智能自学习在组网与控制子领域的技术的发展过程。组网与控制技术作为智能家居的重要子领域,其发展与突破都必将对整个智能家居领域产生重大影响,对该方向的创新研究和布局也必然成为业内企业竞争的热点。


二、智能家电终端技术

智能家电将微处理器、传感器技术、网络通信技术引入传统家电设备,具有自动感知住宅空间状态和家电自身状态、家电服务状态,能够自动控制及接收住宅用户在住宅内或远程的控制指令;同时,智能家电作为智能家居的组成部分,能够与住宅内其它家电和家居、设施互联组成系统,实现智能家居功能。


1、技术生命周期分析

从图5中可以看出,2008-2012年该技术处于快速发展阶段,2013-2015年该技术的整体申请数量依然在持续的增加中,其中2015年有较多的增长。

图5 以5年为周期的智能家电终端技术生长率v趋势

2、主要申请人分析

在智能家电终端技术领域,全球排名前十的专利申请人构成分别是LG、美的、海尔、SAMSUNG、长虹、国家电网、乐金电子、成都弘毅天承科技有限公司、格力和海信。

图6智能家电终端技术主要申请人

3、智能家电终端技术子领域重要专利分析

家电智能化的发展历程主要涵盖两个发展阶段,首先是本体智能化发展阶段,即通过传感器、处理器和执行器广泛应用于家电中;其次是网络智能化阶段,即借助网络和大数据来进行感知和计算,进一步提高家电的感知能力和计算能力。


本体智能化阶段,专利(US6906617)提供了一种智能家电网络,通过监视设备的瞬时功耗来确定设备的状态,从而通知用户设备状态的变化,以及通过处理设备与控制设备实现对电器设备的控制。该专利充分体现了智能家电本体智能化技术的发展。专利(CN102681501B),通过采用AC电源继电器和AC电流传感器,实现家用电器的无错误远程控制。其中传感器技术发展非常迅猛,包括红外、温度和生物识别传感器等,识别速度和精确度都得到了较快的发展。


网络智能化阶段,通过实时在线的网络收集数据,并进行分析及深度学习,从而使得智能家居的智能功能明显增多,设备响应速度快捷。例如专利US7136940B2通过配备一个可以无线或无线上网的具备个人数字助理功能的可拆卸显示屏,从而可以接收外部网络数据。


在智能家电分领域,LG集团积累了较多的智能家电专利,包括JP2002218566A,通过在家电设置通信模块为每个家电设置不同的IP地址,从而可以通过电力线发送家电的状态及接受远程的命令;专利KR1020030075728A提供了一种确认家庭网络系统的家电连接状态的方法;专利US20040070696A1提供了通过配置Web垫的一种无线方式收看电视的冰箱,克服了原有的有线连接方式下冰箱必须定位在电视天线终端附近的弊端,而且用户也可以从因特网连接的网页上传/下载数据,还可以通过连接的网页搜索所需数据。可以看出LG一直致力于家电的网络化技术研究,并且非常重视一种便捷的、可拆卸的且美观的Web垫无线技术方式。


此外,还有一些同族数量较多、值得关注的专利文献。例如US20170177944A1,专利名称为VIDEO GUIDANCE FOR SMART-HOME DEVICE INSTALLATION(对智能家居装置安装的视频引导),申请人为谷歌。该专利在全球的同族高达71个,专利布局于美国、加拿大、欧洲、日本和中国等国家。CN102611596A,专利名称为网络对应家电,申请人为飞比特网络股份有限公司,该专利在全球的同族为24个,专利布局于美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和中国等国家。


温馨提示:

《世界智能家居专利分析报告》共七期,将通过中一联合官微陆续发布。

欲全面了解智能家居行业动向、技术布局策略、发展趋势、细分领域剖析、技术前沿、技术突破点、专利风险规避等问题,请持续关注中一联合官微动态。

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