物联网产业专利现状分析.doc
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4、识别技术61.3 传感节点组网技术81.4 无线接入技术101.5 中间件技术112. 网络层技术142.1 云计算142.2 异构网融合152.3 远程控制173. 应用层技术203.1 智能物流203.2 智能交通214. 共性支撑234.1 地理空间信息234.2 智能嵌入式技术244.3 信息安全26四、如何进行知识产权的创新271. 是对政府的一些建议272. 对行业组织的建议293. 对产业发展的一些建议30摘要:物联网技术具有十分宽广的技术范畴和应用领域,它一方面利用了诸多现有技术,包括半导体技术、计算机技术、现代通信网络技术、甚至纳米技术、生物技术等各种高新技术、交叉技术;另一
5、方面又具有自身独有的特点,能对物理世界进行信息获取、传输和处理,并将处理结果以服务的形式发布给用户。关键词:物联网 专利 物联网世界近日,苹果公司与诺基亚长达两年之久的专利权的诉讼案,以诺基亚的大获全胜而告终。美银美林预测,诺基亚将从苹果公司获得一次性专利费2亿欧元左右,随后每个季度持续获得大约4000万欧元的专利费。诺基亚的胜利再次昭示:在商业竞争中,拥有了专利权就拥有了主动权,就拥有了财富。中国企业在专利上,可谓教训惨痛。曾经,中国的DVD产量占全球市场的80%,但在专利战下,每出口一台VCD、DVD要交纳专利金12美金,所以中国品牌在海外已经全军覆没,沦为挣取血汗口粮、依赖资源和环境透支
6、的国际DVD代工仔;彩电行业也面临在美国专利费高于全行业利润的可能专利陷阱;手机行业也未摆脱海外发达国家的专利“紧箍咒” 中国企业不得不将手机售价的20%、计算机售价的30%、数控机床售价的20%-40%支付给国外专利持有者。中国物联网在未来,同样可能面临巨大的专利雷区。宏观上如果运作的不好,中国企业就可能出现,在国内,价格肉搏见血;到国外,专利割肉见骨,最终宏观上都是以微利甚至无利收场。血的教训面前,政府层面高度重视新兴的物联网行业的专利争夺。日前分别在北京和广东召开的物联网专利预警发布会,为物联网企业敲响了专利战的警钟。一、物联网的认知物联网技术具有十分宽广的技术范畴和应用领域,它一方面利
7、用了诸多现有技术,包括半导体技术、计算机技术、现代通信网络技术、甚至纳米技术、生物技术等各种高新技术、交叉技术;另一方面又具有自身独有的特点,能对物理世界进行信息获取、传输和处理,并将处理结果以服务的形式发布给用户。毫无疑问,物联网是个大而全的前所未有的通信网络,它脱胎于现有技术却又不同于现有技术,就造成了目前无论是在产业界还是学术界,都难以从整体上给出物联网技术全面的、明晰的技术分类,也难以从整体上给出物联网与非物联网技术的清晰边界。目前,对物联网的认知能达到共识的是它的三大技术方向的分类:感知层、网络层和应用层。所以我们对物联网技术专利的探讨也就可以依据这三个方向。二、物联网专利信息分析和
8、预警的意义从物联网的概念正式提出以来,无论是在国内还是国外,直接与物联网相关的专利申请数量在迅速增加,在国内申请中,目前我国申请人在数量上具有一定的优势,但国外申请人已经开始在我国进行专利布局,这无疑会对我国物联网产业的发展构成威胁。从国内申请的省市分布情况来看,经济较为发达的京、苏、浙、粤、沪等省区居于前列。总体而言,物联网相关的专利申请正呈现出一种蓬勃发展的势头,这无疑正是这一技术和产业迅速崛起的缩影。面对国内外在物联网技术上不断拓展的专利布局现状,我们只有全面、准确的摸清国内外专利技术发展的具体方向、了解拥有重要技术的主要国家、省市和企业,了解不同的地区和企业技术研发重点,才能做到知己知
9、彼,从而在物联网技术发展的规划上先行一步,占得先机。三、物联网重点技术的专利现状分析1. 感知层技术物联网就是信息的感知、传输和处理,感知层是信息的来源。感知层中各类传感节点通过分簇、多跳、簇树、网状、星型等拓扑方式将各类传感数据传送至接入节点。主要体现为短距离通信、大规模、低成本、低功耗等特征。感知层技术通过传感器、二维条码、RFID标签、多媒体信息设备等信息采集终端实现物理世界各类目标的属性、标识、状态、类型、数量、强度等的各类信息获取,并通过物理层、媒体接入层、网络传输层、信息处理和节点级中间件等方面的技术将感知信息进行局部地交互处理聚合等操作,从而形成为网络提供物理世界的感知信息。1.
10、1 传感器技术传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。传感器的特性、可靠性。实时性、抗干扰性等性能,对无例外应用系统的性能桥举足轻重的作用。传感器具有十分庞杂的分类,以下重点研究MEMS传感器、纳米传感器和光纤传感器等。图1 传感器技术原创国历年专利申请量在全球范围内,在传感器技术中,技术分布较为分散,申请量的第一是借助于测定材料的化学活物理性质累测试活分析或分析材料的技术,但仅占总申请量的10%,申请量前三位总和也仅占申请量的26%。这是因为传感器技术本身已发展得相对成熟,在许多行业和领域中都有广泛的应用的原因。日本、美国、德国这三个发达国家占据前十位的技术方向
11、中都有半导体器件,而我国没有,这是由于我国在半导体关键技术方面欠缺而造成的。半导体器件代表着先进技术方向,对传感器的智能化、微型化、集成化起着决定作用,势必对物联网技术的发展有重要影响,我国研发人员应多研究这些国家上述技术的发展情况,在这几个技术方面加大技术投入。目前在传感器技术中,专利申请实力最强的是日本,其发展方向重点是图像传感器,佳能在图像通信方面拥有较强技术实力,其发展方向可能会影响图像传感器的发展方向和技术潮流。不同传感器分类技术中的核心专利技术都是被美、日、欧申请的,中国核心技术方面还处于被动地位。中国在三类新兴的、对未来物联网发展有着重要作用的MEMS传感器、纳米传感器、光纤传感
12、器方面关注度比较高。在传感器技术领域的目标市场构成比例中,中国以7%的市场份额位于世界的第五:在以中国作为目标市场的主要企业中,荷兰飞利浦、韩国三星、日本松下、德国西门子都在中国有相当数量的申请。这说明国外具有竞争实力的申请人都非常重视在中国的专利布局,中国的市场潜力巨大;另一方面,我国企业在实施该技术时可能存在较多的专利壁垒。日本、美国、德国和中国是该领域的主要研发力量,这四个国家的专利申请量占到传感器技术申请总数的78%。日本的实力最强,占到原创技术份额的44%。在全球的专利申请人中,排名前16位的专利申请人拥有了19%的总专利申请,其中日本的企业更是遥遥领先,日本松下、日本东芝、日本佳能
13、、日本三菱、日本日立占据了全球前5名的位置。在传感器技术领域,我过的申请人主要是高校和其他科研单位,在进入前13位的排名中,仅有瑞声声学科技(深圳)有限公司一家企业。足见我国企业在传感器技术领域的专利保护意识及其专利布局方面与国外的差距之大。企业是参与技术和市场竞争的主体,他们的专利申请与市场的主流技术方向更为贴切,也更具有竞争力。我国企业要积极跟踪关注国外企业的研发动态,更要加强与高校及其科研单位的合作,推进技术创新的产业化进程和专利布局,以避免在与国外同行的竞争中处于处处受制的被动局面。总体而言,在传感器技术领域,其中MEMS传感器国内申请人的申请量占总申请量的75%;光纤传感器国内申请人
14、的申请量占总申请量的89%;纳米传感器国内申请人的申请量占总申请量的87%。可见,仅从数量而言,国内申请人的申请比例还是占有优势的,但缺乏能够与国外知名公司相抗衡的企业申请人。企业应该保持对于专利风险的高度警惕,跟踪了解相关技术领域的专利壁垒、潜在专利壁垒,并及时调整研发方向、改变研发策略、变换技术手段,充分利用各种方式规避专利风险。此外,在当前我国还没有足以与国外大型企业相抗衡的申请人的形势下,国内企业要积极组建专利联盟,采用技术引进、交叉许可等方式加强成员的防御能力。另外,企业还可以充分使用逐渐进入自由公知技术领域的专利技术。此外,企业还应积极调研现有技术,充分利用专利规则,为研发过程或者
15、拓展市场中所面临的专利壁垒扫清障碍。对于在实审阶段的专利申请,可通过提出公众意见的方式,尽量缩小该申请可能授权的专利保护范围。在我国可利用的公知专利技术是指没有获得专利或者权利被无效的公开的专利文献记载的技术,或者在规定期限内没有通过优先权或者PCT途径进入中国的外国申请文献记载的技术。以下所述的公知技术仅限于中国范围内自由使用,一些技术在外仍受到专利保护,需要根据情况具体分析。以MEMS声学传感器为例,累计至今,在我国可利用的公知技术占总专利申请量中的53%,壁垒占12%,还有35%可能在我国构成专利壁垒。由此可见,在MEMS声学传感器领域存在有大量呃公知技术,企业在研发时可充分利用这些技术
16、,降低研发成本。需要注意的是,由于部分专利申请的法律状态还不明确,因此潜在专利壁垒的量很大,国内申请人在实施相应技术时,对这部分申请的法律状态应进行持续跟踪,以便及时应对可能存在的专利风险。1.2 射频识别技术射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术,它利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。图2 射频识别技术原创国历年专利申请量分布在全球范围内,射频识别技术的申请量在1999年才有所增加;自2003年以后,申请量增值迅速;2008年后数据略有下降,可能是受到全球金融危机的影响,部分企业减少了专利
17、方面的资金投入,刀子2008年左右的申请量下降;2009年和2010年的申请量虽然从图上显示大幅下滑趋势,但2099-2010年还有大量尚未公开的专利申请,很有可能这两年的专利申请量还是会与之前的申请量保持持平。美国与物联网有关的射频识别技术的专利申请起步较早,这符合美国引领技术发展的情况。日本的申请量趋势基本和美国一致,只是数量上要少一些。美国和日本的申请量高峰均出现在2005-2006年,之后两国的申请量均呈现逐渐减少趋势,这说明美国和日本的射频识别技术已经较为成熟,专利布局已经初步完成。韩国的起步大约从2003年开始,之后就成急剧上升趋势,这与韩国政府的政策支持和鼓励密不可分。原创于美国
18、、日本、中国、韩国的专利申请占到射频识别技术申请总数的84%,说明这四个国家是该领域的主要技术力量。中国的申请量以20%的比例位居第三。我国的专利申请起步略晚于全球发展起步,但是我国专利申请量自从2004年之后呈现极高的增长速度,后期发展速度明显高于全球发展速度,特别是近几年依然保持快速增长趋势。从IPC分类(国际专利标准分类)看,在全球范围内,在射频识别技术中,数据识别、数据表示、记录载体和记录载体的处理技术是射频识别技术中的关键技术,占据总申请量的25%,它决定了信息传输的准确性和正确性,对物联网的实施品质有重要作用,是研究的热点和重点。美国、日本、中国和韩国这四个国家的研发重点都在该技术
19、方向,这是射频识别的基础技术,该技术在上述国家地区既是一个有市场竞争热度的技术,也是一个有竞争风险的技术。与美日两国相比,中国和韩国在此领域的研发比重最大,关注度最高,中国在此技术上具有一定的竞争能力,中国应密切跟踪美日韩的研发动态。目前在射频识别技术中,专利申请实力最强的是摩托罗拉公司,其发展方向重点是射频识别技术的应用,以及射频识别技术的标签技术。此外在射频标识技术的通信方法方面的研发关注度也比较高。这些技术方向很可能是未来射频识别技术的主要研发方向。日本和韩国的公司,包括凸版印刷株式会社、富士通株式会社、三星电子株式会社等都集中在数据识别、数据表示、记录载体和记录载体的处理技术上。日韩比
20、较重视基础技术的研究,美国可能基础技术已经比较成熟,更注重拓宽研发领域。在射频识别技术方面,我国研发能力最强的单位是中兴通讯股份有限公司,此外深圳远望谷信息技术股份有限公司、上海中策工贸有限公司、华南理工大学、中国科学院自动化研究所、华为技术有限公司、上海坤锐电子科技有限公司、中山大学、上海交通大学、北京诚意创科软件开发有限公司的申请量也比较高。但是世界排名前10位的申请人均为美国或日本、韩国的公司,中国的这些企业单位还没有一家跻身世界的技术前沿之列。射频识别技术领域的专利申请包括六个方向,分别是标签、读写器、通信方法、系统集成、辅助技术和应用,其中应用方向的专利申请所占比例最高,约占34%。
21、而就核心技术而言,射频识别技术领域中,电子标签技术方向的专利申请所占比例最高,为31%;其次为通信方法方向的专利申请所占比例较高,为11%。这说明电子标签技术和标签与读写器之间的通信方法是射频识别技术领域的重点专利申请和保护方向,也意味着,电子标签技术和标签与读写器之间的通信方法是射频识别技术领域最为重要的技术方向。(1)电子标签技术方向电子标签技术方向下,又可以分为标签整体结构、标签芯片、标签天线、标签微封装/集成、标签制造方法这五个子技术方向。我国在电子标签的整体结构、天线、微封装/集成上还是具有一定与国外抗衡的能力。但在电子标签的芯片、电子标签的微封装/集成上与国外的差距较为悬殊,而这个
22、方向是对电子标签的广泛应用的可实施性起着至关重要的作用,是电子标签技术的重要分支。我国应当加强在电子标签的芯片、电子标签的微封装方面的研发投入。(2)通信方法技术方向射频识别技术领域中,标签和读写器之间的通信方法也是一个核心技术方向,可分为:识别方法、防碰撞技术、传输控制技术、兼容技术。其中防碰撞和兼容方法这两个分支我国国内专利申请量都高于国外申请人的申请量,占55%以上。可以说,在这两项技术中,国外申请人在我国构建的专利壁垒比较少,关注度比较低,我国在该技术上受到国外企业的专利障碍比较小。但是,识别方法和传输控制方法这两个分支我国国内专利申请量低于国外申请人的申请量,发展中受到外国企业专利限
23、制比较大。1.3 传感节点组网技术物联网感知层网络是一个由大量呃微型化、能量受限的传感节点组成的网络,其目的是对覆盖区域内的信息进行采集、处理和传递。各节点之间可以通过有线、无线的方式连接起来,众多的网络节点之间可以采用直接传输或多跳路由的方式转发信息。对各节点之间的数据,要求感知层能够快速的处理采集的数据信息并迅速、安全的进行数据的传递,这就涉及到传感节点的组网技术。图3 组网技术原创国历年专利申请量分布各主要技术原创国都是在1999年之后出现于物联网有关的组网技术的专利申请,从2004年至今,涉及组网技术的专利申请量大幅增加,反映出相关技术处于快速发展时期。美国起步比较早,并且一直保持平稳
24、上升,发展情况与整体技术的发展趋势比较吻合;韩国申请量在2003年以后迅速增加,这源于韩国在近几年对该技术投入了大量的研发资源。2008年以前中国与韩国增长趋势接近,但时间上慢了一个节拍,但在2008年中国的申请量超过了韩国。从增长趋势看,在接下来的几年中国有望保持这一趋势,乐观的估计甚至会超过美国。从2004年至今,涉及组网技术的在中国专利申请量大幅增加,这表明,在2004年前后,我国企业和研发人员普通关注到了物联网的组网技术对发展物联网的关键意义,从而加大了研发投入和专利保护的力度。但在2003-2006年在中国专利申请中,国外申请人的申请数量大于国内申请人的数量,说明国外企业较早瞄准了我
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