ZigBee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)專利介紹

在智能家電系統(tǒng)中，如何將各種家電設(shè)備有機(jī)結(jié)合組成家電網(wǎng)絡(luò)是智能家電領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，智能家電的組網(wǎng)可以分為有線組網(wǎng)和無(wú)線組網(wǎng)，無(wú)線組網(wǎng)由于使用便利，安裝成本低而成為大眾市場(chǎng)消費(fèi)主流。其中ZigBee是無(wú)線組網(wǎng)的主流技術(shù)之一，與其他無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)相比ZigBee技術(shù)具有傳輸距離遠(yuǎn)和低功耗的特點(diǎn)：在信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以以250kb/s的速率互相傳輸數(shù)據(jù)，且速度越小，傳輸距離越遠(yuǎn)并且功耗低，終端設(shè)備用普通干電池可用半年以上。本文對(duì)全球ZigBee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)的專利申請(qǐng)形勢(shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（本文數(shù)據(jù)檢索日期截止至2022年5月20日），以期為相關(guān)單位的創(chuàng)新工作提供參考。

● 正文 ●

**全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì) **

圖1是全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)（因?qū)＠暾?qǐng)存在審查周期，因此2021年和2022年的實(shí)際數(shù)據(jù)比當(dāng)前數(shù)量要多），從圖中可以看出申請(qǐng)趨勢(shì)與ZigBee技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化程度高度相關(guān)。從全球申請(qǐng)趨勢(shì)曲線上看，ZigBee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)申請(qǐng)趨勢(shì)大致可以分為三個(gè)階段：第一階段（2003年—2008年）為概念形成期，從2003年開(kāi)始有專利申請(qǐng)到2009年的7年間，專利申請(qǐng)量在低位緩慢增長(zhǎng)。

在這一時(shí)期ZigBee聯(lián)盟推出了三個(gè)技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，分別是：2004年第一個(gè)ZigBee標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議ZigBee1.0，該版本協(xié)議內(nèi)容有不少技術(shù)問(wèn)題；2006年的ZigBee1.1，該版本是基于ZigBee1.0的基礎(chǔ)上推出的完善版本；2007年的 ZigBee PRO標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步增加。

第二階段（2009—2016）為全面提升階段，專利申請(qǐng)量快速上升，從2009年57件申請(qǐng)上漲至2016年571件申請(qǐng)。在這一階段ZigBee聯(lián)盟發(fā)布了四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，分別是2009年的ZigBee Home Automation應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，主要用于家電的控制；

2010年的ZigBee Input Device標(biāo)準(zhǔn)，主要用于人機(jī)交互設(shè)備；2013年的ZigBee IP標(biāo)準(zhǔn)，這是第一個(gè)基于IPv6的全無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)解決方案的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)；2016年ZigBee3.0標(biāo)準(zhǔn)，主要是面向亞洲市場(chǎng)推出的ZigBee標(biāo)準(zhǔn)。第三階段（2016年—至今）為技術(shù)成熟期，專利申請(qǐng)量開(kāi)始下降，因?yàn)榍耙浑A段產(chǎn)生大量專利以及產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)體系已經(jīng)成形，市場(chǎng)份額已經(jīng)分配完成，進(jìn)入的企業(yè)開(kāi)始趨緩，專利增長(zhǎng)的速度變慢然后緩慢下降。

**專利地域分布 **

如圖2所示，中國(guó)、韓國(guó)和美國(guó)是專利申請(qǐng)人所在的主要國(guó)家和地區(qū)，專利申請(qǐng)量占到了全球申請(qǐng)量的95%以上，其中中國(guó)以3,240件申請(qǐng)占全球申請(qǐng)總量的82%，遠(yuǎn)高于第二名韓國(guó)9%的占比以及第三名美國(guó)7%的占比。如此龐大的申請(qǐng)量反映了我國(guó)龐大的智能家電消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)需求的強(qiáng)烈刺激。同時(shí)，我國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，也為智能家電組網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)提供保障。

圖2 專利申請(qǐng)量地域分布

**全球?qū)＠暾?qǐng)人排名 **

通過(guò)對(duì)申請(qǐng)人申請(qǐng)量進(jìn)行分析，得到全球在智能家電ZigBee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域上前十位申請(qǐng)人的排名情況，如圖3所示，排名靠前的申請(qǐng)人主要是通信互聯(lián)網(wǎng)和家電行業(yè)的公司，這也反映了該技術(shù)領(lǐng)域是互聯(lián)網(wǎng)通信與家電技術(shù)的交叉領(lǐng)域這一特點(diǎn)。從圖3中可以看出排名前而的是韓國(guó)的大企業(yè)LG電子和三星電子，兩者在通信以及家電行業(yè)領(lǐng)域都具有深厚的技術(shù)積累，可以將在互聯(lián)網(wǎng)通信上的技術(shù)移植到家電技術(shù)上，從而在智能家電ZigBee組網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域上占據(jù)頭部地位。其次就是我國(guó)的傳統(tǒng)家電企業(yè)：格力、美的以及海爾，他們的技術(shù)方案相對(duì)均衡，力求保持家電制造本身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)同時(shí)彌補(bǔ)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的短板。而以佛山市云米和蘇州路之遙科技為典型代表，新興的以智能家電為主打產(chǎn)品的公司大部分的專利偏向ZigBee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)在家電上的應(yīng)用。

圖3 全球?qū)＠暾?qǐng)量前十申請(qǐng)人

● 小結(jié) ●

本文梳理了全球ZigBee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)的專利申請(qǐng)趨勢(shì)并根據(jù)專利申請(qǐng)量對(duì)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行了分析，可以看出我國(guó)專利申請(qǐng)量最多。最后對(duì)重要申請(qǐng)人進(jìn)行了分析，韓國(guó)的LG和三星憑借通信和家電領(lǐng)域都具有深厚的技術(shù)積累處于頭部地位。

近年來(lái)我國(guó)政府在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)布了不少政策，推動(dòng)行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。例如：2016年7月，中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布《國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，提出要統(tǒng)籌國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)需求，實(shí)現(xiàn)信息基礎(chǔ)設(shè)施共建共享，該政策內(nèi)容有利于中國(guó)頻譜資源規(guī)范化配置，使Zigbee技術(shù)在穩(wěn)定頻譜環(huán)境下運(yùn)作。2019年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》，提出要推動(dòng)珠三角無(wú)線寬帶城市群建設(shè)，Zigbee作為無(wú)線局域網(wǎng)重要技術(shù)之一，將在粵港澳大灣區(qū)逐步推廣應(yīng)用。

綜上，我國(guó)具有最多的專利申請(qǐng)量以及龐大的市場(chǎng)需求，并且配合政府的政策指導(dǎo)，在三重因素的驅(qū)動(dòng)下我國(guó)智能家電ZigBee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)必將持續(xù)產(chǎn)生豐富的技術(shù)成果。