信息来源：互联网   发布时间：2023-09-29

前言智能家居主要指将家庭住宅内的电器设备智能化，实现更多人性化的程序控制功能，构建电器设备和日常控制、管理的交互性系统。提升家居生活的安全性、便

 

前言智能家居主要指将家庭住宅内的电器设备智能化，实现更多人性化的程序控制功能，构建电器设备和日常控制、管理的交互性系统提升家居生活的安全性、便利性、舒适性，如远程开关控制、室内温度调节和门户安保等智能家居技术主要涉及通信技术、智能控制技术和传感器技术。

一、智能家居关键技术概述目前，智能家居控制系统主要采用红外遥控器、显示器、键盘等设备进行家电控制，即专门设计控制终端，需要配套的软件、硬件的设计，用户成本比较高且不支持远程控制，存在明显的不足而随着“智慧地球”概念的提出，物联网技术掀起了继计算机、互联网后世界信息产业的第三次浪潮，把局域传感网和互联网连接在一起，完成对被感知物体的监测和控制，为智能家居技术的发展提供了新的方法。

同时，随着3G和4G移动网络的发展，智能手机的日益普及，智能手机等移动终端通过无线通信技术与智能家居连接到一起，能够实现随时随地对智能家居设备的控制，方便、快捷，有利于智能家居更好地融入到日常生活中，这将成为未来智能家居发展的趋势。

目前的智能家居主要涉及通信技术、智能控制技术和传感器技术（一）通信技术智能家居的网络结构包括家庭内网和连接外网无线网络方式的家庭内网具有组网容易、技术成熟等优点，目前常用的无线组网技术包括红外、蓝牙、Wi-Fi和ZigBee等。

红外技术一般适用于点到点的通信，其优点是功耗低、技术成熟、设备成本低等，非常适合于移动终端设备的短距离通信但红外技术要求通信双方必须在视距范围内进行通信，即要求通信双方之间不能有阻挡物，否则通信失败蓝牙技术是由爱立信、诺基亚、IBM、Intel和东芝五家公司联合设计的，其主要目的是满足短距离的无线通信要求。

它支持点到单点或多点的通信，且硬件结构简单Wi-Fi技术也是一种短距离无线通信技术，目前主要应用于小型局域网的组成它可以实现计算机、智能手机等设备之间的互连互通由于Wi-Fi协议符合IEEE802.11标准的要求，所以与其相关的设备比较多，同时随着家庭无线网络的普及，通过Wi-Fi路由器构建的小型局域网也越来越多。

ZigBee来源于蜂群之间的通信方式，而在数据通信技术中，ZigBee是一种无线通信技术，其特点在于功耗小，比较适合于各类电子设备之间数据通信连接外网主要涉及移动通信网络，用于智能移动终端与智能家电之间进行远程交互。

而基于移动通信网络的智能移动终端与家庭内网的数据交互是整个智能家居系统的核心部分移动通信网络正处于5G技术时代，具有更快的下载速度和上传速度应用较为广泛的通信协议有HTTP协议和SOAP协议HTTP协议即超文本传输协议，其主要目的是实现服务器和浏览器之间的数据交互。

HTTP协议具有简单、灵活和无状态等特性，相关的开发技术也非常成熟，实现数据交互难度不大且符合互联网基础要求（二）智能控制技术智能控制技术是智能家居的重要组成部分，其与智能家居的开发本质密切相关，即更智能、更便利、更舒适，满足人们的需求。

因此，家居控制应更符合人们的生活习惯且随着环境和习惯的变化进行适应性的改变基于这种考虑，将一些较为成熟的技术与智能控制技术的主体进行了整合，从而提升用户体验，如将图形用户界面、语音识别技术、图像处理技术、环境监测技术、数据挖掘技术等应用到智能家居控制中，实现了语音控制、可视化控制的个性化控制方法。

语音控制是利用人类语言来控制智能设备，语言是人类最熟悉且最舒适的表达方式通过语音识别获知用户的控制命令，提取命令中的控制对象和具体操作的信息，与智能移动终端中存储的智能家电信息及操作相匹配，获得相应智能家电的控制指令并发送给相应的智能家电。

在图像处理技术的基础上，可以通过摄像头等摄取图像的设备获取可控设备，用户通过控制界面添加设备并对设备的状态进行查看和改变，达到一种“可见”的效果环境监测涉及家居环境的光照、温度、湿度等多种指标，通过传感器获取指标数据，由控制算法中阈值条件、自适应参数等参数判断指标是否需要改变，如湿度较小可以打开加湿器增加室内湿度、温度过高可以打开空调调节室内温度等。

（三）传感器技术传感器技术是重要的一个环节传感器的种类多样，为了更好地控制某样设备，需要考虑多种传感器数据的相互作用主要的传感器包括温度传感器、湿度传感器、CO2浓度检测传感器、光照度传感器、红外传感装置、红外对射技术装置、摄像头、门磁、窗磁、烟雾传感器、煤气检测传感器等，能够采集室内的温湿度、CO2浓度、光照强度、人员身份信息等。

其中，对温湿度、光照度等信息的采集主要是通过传感器来感知房间内的环境信息，以便为居住者提供舒适的环境通过红外传感装置或红外对射装置能够实现对人员信息的采集，保障用户安全，红外传感器通过探测人体发出的红外线实现在探测范围内对运动人体的检测，以非接触形式检测出人体发射出的红外线的变化并转换为电压信号输出。

在房间的出入口的里侧和外侧分别安装红外对射技术装置，每个装置包括一个对射式红外线接收模块和一个发射模块，分别布置在两侧，通过光线的导通和截止判断是否有人出入摄像头能够摄取环境图像，获取可控设备，用户通过控制界面添加设备并对设备的状态进行查看和改变。

CO2浓度检测传感器、烟雾传感器、煤气检测传感器能够获知环境中CO2、烟雾、煤气的浓度，智能控制算法通过浓度值与阈值比较，判断是否存在安全隐患，保障家居和人身安全二、专利申请分布（一）专利申请国家分布对全球范围内相关的申请量和国家（地区）分布进行分析，如图1所示，可以看出，中国的申请量占比最大，说明对相关领域的专利保护重视程度较高。

其次是美国、韩国、日本，都是科技高度发达、技术水平领先的国家，总占比达到42.1%科技发达强国（地区）在通信、控制等技术领域技术水平较高，保护相关专利的投入较大，反映了其专利的布局需求以及对技术的国际性保护的重视。

同时，中国申请量占比较大，也说明国内的企业、个人对该技术领域的研究投入力度大，能够紧跟国际技术发展的潮流，做好国际专利布局与各国家（地区）在中国专利申请的比例相比较，可以看出，境外企业更注重国际化的专利布局。

图1专利申请国家（地区）分布情况（二）主要专利申请人分布全球专利申请范围内相关技术的主要专利申请人及其专利申请量如图2所示，从图2中可以看出，申请数量最多的申请人为中国企业，以中兴通讯股份有限公司为首此外，韩国、美国、日本等国家的企业也是该领域的主要申请人，申请人交错分布说明国内和国外申请人在该领域市场竞争激烈。

三星电子株式会社、TCL集团股份有限公司、LG电子株式会社等大公司跻身进入主要专利申请人行列，说明国外公司较为注重专利的国际布局并且，国外主要申请人均为大型跨国公司，且都是科技创新型大公司，对基础理论、产品产业等均有涉猎。

图2主要专利申请人的全球专利申请量三、专利技术发展路线针对智能家居主要涉及的通信技术、智能控制技术和传感器技术进行专利技术发展路线分析（一）通信技术智能家居涉及的通信技术主要涉及红外、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、移动通信网络等无线通信方式。

中兴通讯股份有限公司于2008年提出了一种基于ZigBee技术的手机来远程无线控制灯、空调等家居设备，涉及手机、ZigBee技术和移动通信网络在移动通信网络下以手机作为控制端和远程ZigBee控制器保持通信连接，在ZigBee组网网络下以带有ZigBee模块的设备作为受控端和ZigBee控制器保持通信连接实现无线控制。

华南理工大学于2010年提出了一种基于ZigBee技术的智能家居系统，其公开了该智能家居系统包括多个家用设备利用基于ZigBee技术的控制模块实现的中继控制器进行通信，实现对家用设备的控制和监测或利用识别发送红外控制命令的手持控制器对家用电器进行控制。

该方法免去了综合布线的麻烦，扩大了控制范围，提高了系统的速度，同时使得整个系统的安装和使用更为灵活、便捷，具有成本低、功耗低、覆盖范围大的特点海信集团有限公司于2014年提出了一种智能设备控制方法及设备，涉及SIP传输协议、互联网/移动通信网络以及局域网通信技术，用户终端经互联网/移动通信网络向服务器发送控制消息，再基于SIP传输协议和互联网/移动通信网络发送控制消息给智能设备。

这种将互联网、移动通信网络、局域网结合的方式实现了用户终端和智能设备间的消息实时传输，并使用SIP输出协议传输消息，提高了用户终端传输消息的速率和稳定性（二）智能控制技术将图形用户界面、语音识别、图像处理、环境监测等技术与智能控制结合，实现语音控制、可视化控制的个性化控制方法，成为专利申请创新的主流，能够进一步提升用户体验。

四川长虹电器股份有限公司于2011年提出了一种利用移动终端进行语音控制电视机的方法，在移动终端上安装语音输入应用程序，并让移动终端通过有线或无线方式与电视机进行交互移动终端通过语音引擎接收用户说出的语音信息，利用语音识别库进行解析、识别，解析、识别完成后回传给移动终端，移动终端在终端界面上显示回传的最终识别结果以供用户选择，并根据用户选择发送给电视机对应的控制命令。

电视机接收到该控制命令并执行相应操作通过上述的控制方法，可以利用移动终端本身丰富的语音识别功能，实现对电视机的语音控制，不需要在电视机遥控器上增加麦克风和语音识别功能，降低了成本，同时提高了可靠性和易用性。

浙江大学于2014年提出了一种可见即可控的智能家居控制系统及控制方法，利用当场捕获的智能家电的即时图像识别出该智能家电，接着生成基于该智能家电即时图像或预置图像的虚拟实体操作界面和辅助操作界面，用户即可操控智能家电。

该控制系统利用智能家电的即时图像识别出用户要控制的智能家电，使用户不再需要从家电菜单中选择需要控制的智能家电，用户只要能看到智能家电就能控制它即“所见即可控”，同时该控制系统提供的虚拟实体操作界面与实体操作界面完全相同，让用户有一种直接操作智能家电实体的感觉，可视性强，操作方便，用户体验好。

此外，该控制系统可以利用智能手机、平板电脑来实现，设备简易，普适性好，成本低（三）传感器技术智能控制算法的基础是控制参数，如温湿度环境参数等，是智能家居的一个重要组成部分传感器能够实现对控制参数的采集，从而通过智能控制算法完成对被感知物体的监测和控制。

四川理工学院于2015年提出了一种基于物联网的智能家居监控系统，该系统涉及传感控制单元，实时检测家庭环境中各种状态参数，并传送到主机控制单元，传感器设备包括湿度传感器、温度传感器、光照度传感器、一氧化碳传感器、红外传感器，涉及家居环境的各个方面。

主机控制单元负责对传感控制单元进行组网管理和控制、对传感控制单元的环境采样数据进行处理并自动上传报警信息至人机交互单元；人机交互单元与主机控制单元进行通信，查询家居环境数据和设置报警阈值，能够远程控制家用电器。

本发明可实时监测家居环境中的参数，并可实现手机远程控制的功能，实现真正自主管理与控制的智能家居采用了低功耗通信协议与软件编程相结合，有利于灵活布置采用电池供电的传感器设备，使传感器组网非常方便除了进行环境监测的传感器外，感受动作状态等的传感器，如陀螺仪等，也加入了产业化产品化的行列中。

总结通过对智能家居技术专利的分析可以看出，该领域的专利申请中中国专利申请占据相当大的比例，申请人以企业为主且为大型公司，在全球专利分析中中国与国外企业交错分布说明国外企业更重视国际专利布局，这是中国公司需要学习的，与中国企业走向国际化相符合。

专利申请需要把握技术热点，培养创新思维，注重国际专利布局，才能提高国家竞争力。

免责声明：本站所有信息均搜集自互联网，并不代表本站观点，本站不对其真实合法性负责。如有信息侵犯了您的权益，请告知，本站将立刻处理。联系QQ：1640731186