ZigBee无线组网技术专利介绍

在智能家电系统中，如何将各种家电设备有机结合组成家电网络是智能家电领域的一个研究热点，智能家电的组网可以分为有线组网和无线组网，无线组网由于使用便利，安装成本低而成为大众市场消费主流。其中ZigBee是无线组网的主流技术之一，与其他无线组网技术相比ZigBee技术具有传输距离远和低功耗的特点：在信号覆盖范围内，每一个节点可以以250kb/s的速率互相传输数据，且速度越小，传输距离越远并且功耗低，终端设备用普通干电池可用半年以上。本文对全球ZigBee无线组网技术的专利申请形势进行统计分析（本文数据检索日期截止至2022年5月20日），以期为相关单位的创新工作提供参考。

● 正文 ●

**全球专利申请趋势 **

图1是全球专利申请趋势（因专利申请存在审查周期，因此2021年和2022年的实际数据比当前数量要多），从图中可以看出申请趋势与ZigBee技术应用标准化程度高度相关。从全球申请趋势曲线上看，ZigBee无线组网技术申请趋势大致可以分为三个阶段：第一阶段（2003年—2008年）为概念形成期，从2003年开始有专利申请到2009年的7年间，专利申请量在低位缓慢增长。

在这一时期ZigBee联盟推出了三个技术应用标准协议，分别是：2004年第一个ZigBee标准协议ZigBee1.0，该版本协议内容有不少技术问题；2006年的ZigBee1.1，该版本是基于ZigBee1.0的基础上推出的完善版本；2007年的 ZigBee PRO标准协议，使得网络节点进一步增加。

第二阶段（2009—2016）为全面提升阶段，专利申请量快速上升，从2009年57件申请上涨至2016年571件申请。在这一阶段ZigBee联盟发布了四个标准协议，分别是2009年的ZigBee Home Automation应用标准，主要用于家电的控制；

2010年的ZigBee Input Device标准，主要用于人机交互设备；2013年的ZigBee IP标准，这是第一个基于IPv6的全无线网状网解决方案的开放标准；2016年ZigBee3.0标准，主要是面向亚洲市场推出的ZigBee标准。第三阶段（2016年—至今）为技术成熟期，专利申请量开始下降，因为前一阶段产生大量专利以及产品，产业链和技术体系已经成形，市场份额已经分配完成，进入的企业开始趋缓，专利增长的速度变慢然后缓慢下降。

**专利地域分布 **

如图2所示，中国、韩国和美国是专利申请人所在的主要国家和地区，专利申请量占到了全球申请量的95%以上，其中中国以3,240件申请占全球申请总量的82%，远高于第二名韩国9%的占比以及第三名美国7%的占比。如此庞大的申请量反映了我国庞大的智能家电消费市场对相关应用技术开发需求的强烈刺激。同时，我国在互联网技术的高速发展，也为智能家电组网技术的研发提供保障。

图2 专利申请量地域分布

**全球专利申请人排名 **

通过对申请人申请量进行分析，得到全球在智能家电ZigBee无线组网技术领域上前十位申请人的排名情况，如图3所示，排名靠前的申请人主要是通信互联网和家电行业的公司，这也反映了该技术领域是互联网通信与家电技术的交叉领域这一特点。从图3中可以看出排名前而的是韩国的大企业LG电子和三星电子，两者在通信以及家电行业领域都具有深厚的技术积累，可以将在互联网通信上的技术移植到家电技术上，从而在智能家电ZigBee组网技术领域上占据头部地位。其次就是我国的传统家电企业：格力、美的以及海尔，他们的技术方案相对均衡，力求保持家电制造本身的技术优势同时弥补在网络技术上的短板。而以佛山市云米和苏州路之遥科技为典型代表，新兴的以智能家电为主打产品的公司大部分的专利偏向ZigBee无线组网技术在家电上的应用。

图3 全球专利申请量前十申请人

● 小结 ●

本文梳理了全球ZigBee无线组网技术的专利申请趋势并根据专利申请量对国家和地区进行了分析，可以看出我国专利申请量最多。最后对重要申请人进行了分析，韩国的LG和三星凭借通信和家电领域都具有深厚的技术积累处于头部地位。

近年来我国政府在相关领域发布了不少政策，推动行业进一步发展。例如：2016年7月，中共中央、国务院发布《国家信息化发展战略纲要》，提出要统筹国家现代化建设需求，实现信息基础设施共建共享，该政策内容有利于中国频谱资源规范化配置，使Zigbee技术在稳定频谱环境下运作。2019年2月，中共中央、国务院发布《粤港澳大湾区发展规划纲要》，提出要推动珠三角无线宽带城市群建设，Zigbee作为无线局域网重要技术之一，将在粤港澳大湾区逐步推广应用。

综上，我国具有最多的专利申请量以及庞大的市场需求，并且配合政府的政策指导，在三重因素的驱动下我国智能家电ZigBee无线组网技术必将持续产生丰富的技术成果。