龔惠群 黃超

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；專利分析；文獻(xiàn)計(jì)量；專利地圖；熱點(diǎn)分析

一、引言

21世紀(jì)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的時(shí)代，世界各地每天有無(wú)數(shù)的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，持續(xù)不斷地收集和共享數(shù)據(jù)，物物相連的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)已深入到人類生活的方方面面，例如：自動(dòng)駕駛汽車、智能制造、醫(yī)療保健、農(nóng)業(yè)科技、物流、石油和天然氣、運(yùn)輸、采礦和金屬、航空以及其他很多行業(yè)。IoTAnalytics預(yù)計(jì)2025年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量將達(dá)到220億個(gè)，保持高速增長(zhǎng)；Gartner預(yù)計(jì)到2020年底，物聯(lián)網(wǎng)的全球經(jīng)濟(jì)價(jià)值可達(dá)到1.9萬(wàn)億美元。作為一種新興技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了世界范圍內(nèi)的支持和認(rèn)可，迸發(fā)出強(qiáng)勁活力，成為世界經(jīng)濟(jì)不可或缺的重要組成部分（王鑫，2016）。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)已被越來(lái)越多的國(guó)家確立為振興經(jīng)濟(jì)、確立科技競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重點(diǎn)戰(zhàn)略（邵云飛和呂煒，2016）。

當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變的時(shí)期，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起與發(fā)展是我國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)改革的一個(gè)契機(jī)，對(duì)提升經(jīng)濟(jì)活力、增強(qiáng)社會(huì)創(chuàng)新意識(shí)具有重要作用，可提高整體創(chuàng)新能力，有助于創(chuàng)新型國(guó)家的建設(shè)。同時(shí)，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，還可優(yōu)化整個(gè)社會(huì)的資源配置效率，給大家提供更舒適便捷的生活。此外，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)如果可以實(shí)現(xiàn)自主可控，還可以保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行的戰(zhàn)略安全，同時(shí)也是發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的迫切需要?！秶?guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中我國(guó)要加快培育的7個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)已將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)包含其中。此外，在《國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長(zhǎng)期規(guī)劃（2012年至2030年）》中也特別提到了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。預(yù)計(jì)到2021年，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將占到全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值的1/4左右，產(chǎn)值約為2.7萬(wàn)億元，將成為一個(gè)超萬(wàn)億規(guī)模的巨大市場(chǎng)。工業(yè)和信息化部2020年5月發(fā)布了《關(guān)于深入推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》，商務(wù)部等多部門(mén)也在2020年陸續(xù)出臺(tái)了眾多推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與其他產(chǎn)業(yè)深度融合的計(jì)劃和指導(dǎo)文件，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的影響力日漸突出。

同時(shí)，作為一種場(chǎng)景化的生態(tài)概念，物聯(lián)網(wǎng)與其他高新技術(shù)不斷融合（如霧計(jì)算、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、人工智能等）（Federicoetal.，2018；張凱等，2020；郭研等，2021；劉九如和尹茗，2022），伴隨著5G基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步完善，物聯(lián)網(wǎng)的成長(zhǎng)性更佳，發(fā)展空間更大。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正促進(jìn)這些新一代新興技術(shù)共同發(fā)展，并帶來(lái)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)（胡廣偉等，2021；付劍茹和王可，2022；Alowaidietal.，2022），如智慧城市（TomasGeaandJosepParadells，2013；Harishetal.，2020；范德成等，2021；周林興等，2021）、智慧農(nóng)業(yè)（Lokeshetal.，2017；張復(fù)宏等，2017；Tingetal.，2022）、智能交通（Vyacheslavetal.，2017；黃潔等，2018）、智能基礎(chǔ)設(shè)施（Raviletal.，2017；羅燊和張永偉，2020；Li，2022）等，市場(chǎng)前景巨大。

因此，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)應(yīng)引起關(guān)注，在充分掌握世界各國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)之后，我們才能更好地針對(duì)這一情況合理調(diào)整國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)布局，制定更好的發(fā)展策略，為促進(jìn)國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展、提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力提供良好的環(huán)境（汪明峰和郗厚雪，2015）。但是，目前針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)的研究較少，而且分析方法相對(duì)比較單一。此外，由于以論文、專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的文獻(xiàn)計(jì)量方法（燕慧泉等，2017；楊忠和文庭孝，2018）和專利分析方法（李欣和黃魯成，2016；諶凱，2018）已經(jīng)成為研究產(chǎn)業(yè)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)的有力工具。本文綜合這兩種方法，將文獻(xiàn)計(jì)量方法和專利分析方法相結(jié)合，更全面系統(tǒng)地對(duì)物聯(lián)網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析。具體包括從重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域、專利地圖、地域分析、專利構(gòu)成、引證分析、高頻機(jī)構(gòu)、知識(shí)圖譜、熱點(diǎn)關(guān)系分析等方面，更系統(tǒng)地開(kāi)展針對(duì)全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與態(tài)勢(shì)研究，并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，針對(duì)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)和有利優(yōu)勢(shì)，對(duì)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的布局和技術(shù)發(fā)展方向提出建議。

二、研究方法和數(shù)據(jù)來(lái)源

首先，在各國(guó)（地區(qū)）專利數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索并下載物聯(lián)網(wǎng)專利信息（2007—2020年），利用PatentHub專利檢索系統(tǒng)進(jìn)行專利地圖分析。本文將物聯(lián)網(wǎng)專利檢索日期設(shè)置為2007至2020年，借鑒國(guó)際電信聯(lián)盟對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義，以“物聯(lián)網(wǎng)orM2Mor電子標(biāo)簽or射頻識(shí)別or二維碼or無(wú)線通信or全球定位or傳感器or視頻監(jiān)控or藍(lán)牙or傳感網(wǎng)or數(shù)據(jù)傳輸or無(wú)線電鏈路or系統(tǒng)監(jiān)測(cè)”等檢索詞的英文翻譯結(jié)果進(jìn)行檢索，檢索國(guó)家和地區(qū)為中國(guó)、美國(guó)、歐洲國(guó)家、日本、韓國(guó)、WIPO（世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織）等，檢索狀態(tài)為已公布公開(kāi)公告，其他條件不限。最終經(jīng)過(guò)去重、篩選、清洗等，處理得到數(shù)據(jù)42683條。通過(guò)地域分析、專利權(quán)人分析、專利技術(shù)研究、專利地圖、申請(qǐng)人分析及引證研究等方法得出全球及我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的基本競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)、研究熱點(diǎn)、技術(shù)空白領(lǐng)域、發(fā)展趨勢(shì)及薄弱環(huán)節(jié)等。

此外，本文利用Bicomb及SPSS軟件，以中國(guó)知網(wǎng)CNKI和WOS（WebOfScience）為論文搜索平臺(tái)，根據(jù)核心文獻(xiàn)中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的表述，以“物聯(lián)網(wǎng)”“InternetofThings”“IoT”“webofthings”“internetofeverything”“internetofanything”等為主題詞，采取精確查找，時(shí)間限定為2007年至2020年。中文文獻(xiàn)為CSSCI以上文獻(xiàn)，外文文獻(xiàn)為SCI文獻(xiàn)，剔除掉會(huì)議論文、人物訪談等，共檢索有效論文12438篇，其中中文文獻(xiàn)6753篇，外文文獻(xiàn)5685篇。通過(guò)高頻關(guān)鍵詞共詞分析、聚類分析和知識(shí)圖譜熱點(diǎn)分析等，得出國(guó)內(nèi)外近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)研究情況及熱點(diǎn)分布。

三、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)專利研究

（一）全球物聯(lián)網(wǎng)專利地域及申請(qǐng)人分析

主要檢索中國(guó)、美國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)等專利大國(guó)和地區(qū)的專利數(shù)據(jù)，并按照主要的IPC技術(shù)分類在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索。在最后得到的42683條數(shù)據(jù)中，全球物聯(lián)網(wǎng)專利量排名前列的國(guó)家和地區(qū)如圖1所示。從專利的總量分布上看，目前全球物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專利主要分布在中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)、歐洲、日本等國(guó)家和地區(qū)，其中中國(guó)的申請(qǐng)總量最多，約占全球物聯(lián)網(wǎng)專利申請(qǐng)總量的31.9%，近全球總量的1/3，已超過(guò)美國(guó)成為專利申請(qǐng)第一國(guó)。美國(guó)位居第二，約占21.4%；韓國(guó)位居第三，約占14.5%；歐洲為第四，約占全球的10.5%；日本位列第五，約占8.4%。截至2020年，中國(guó)是全球物聯(lián)網(wǎng)專利數(shù)量最多的國(guó)家。

據(jù)WIPO統(tǒng)計(jì)，美國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)一直以來(lái)都位列物聯(lián)網(wǎng)專利申請(qǐng)排名的前列，2010年之后隨著我國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的重視程度提高，隨著無(wú)線傳感、M2M（機(jī)對(duì)機(jī)通信）、視頻監(jiān)控等應(yīng)用的興起，中國(guó)的相關(guān)專利數(shù)量也增長(zhǎng)很快。一個(gè)很重要的原因就是我國(guó)政府將物聯(lián)網(wǎng)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。目前，隨著應(yīng)用場(chǎng)景的發(fā)展，各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（如無(wú)線支付、共享經(jīng)濟(jì)、智能抄表等）得到全面普及，激發(fā)了高校、科研院所、物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等創(chuàng)新源頭的研發(fā)熱情，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正在國(guó)內(nèi)迅速崛起、發(fā)展壯大。

通過(guò)專利申請(qǐng)人研究可以發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)。由圖2可知全球前十名專利權(quán)人皆為商業(yè)機(jī)構(gòu)，這與專利應(yīng)用性較強(qiáng)有關(guān)。其中，排名前三位的都是美國(guó)公司，分別為IBM（第一）、微軟（第二）、高通（第三），專利申請(qǐng)量都在1500項(xiàng)以上，專利申請(qǐng)較集中，具有明顯的領(lǐng)軍企業(yè)優(yōu)勢(shì)。這是由于美國(guó)企業(yè)重視資金與人才的投入，比如世界上最優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)高端人才都集中在IBM公司，每年有超過(guò)60億美元的資金投入用于研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而且在世界各地建立物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心和研究院，這是IBM公司在物聯(lián)網(wǎng)專利方面持續(xù)多年保持源源不斷的創(chuàng)新產(chǎn)出且在世界排名前列的重要原因。其次，日本也有三家公司進(jìn)入前十，分別為夏普（第四）、富士膠片（第五）、索尼（第八），這說(shuō)明日本在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也在進(jìn)行著廣泛布局，努力爭(zhēng)奪領(lǐng)域制高點(diǎn)，這與日本從2000年開(kāi)始布局發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)。而中國(guó)企業(yè)進(jìn)入十強(qiáng)的只有中興通訊股份有限公司（第七）和華為技術(shù)有限公司（第九）。由此可見(jiàn)，我國(guó)專利申請(qǐng)總量雖多，但整體上聚集度較低，很多相關(guān)企業(yè)的創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力仍較弱。

為了更進(jìn)一步具體分析我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)專利權(quán)人分布情況，我們繪制了中國(guó)專利申請(qǐng)人分析圖，如圖3所示。可見(jiàn)，中興通訊股份有限公司、華為技術(shù)有限公司、國(guó)家電網(wǎng)公司是中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)專利的前三名。其中，前兩個(gè)公司皆位于廣東省深圳市，專利數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他企業(yè)。從地域上來(lái)看，我國(guó)區(qū)域?qū)＠奂茸罡叩氖菑V東省深圳市。具體分析后還可以發(fā)現(xiàn)中興和華為這兩家公司在物聯(lián)網(wǎng)專利領(lǐng)域有很多相似之處，它們都在數(shù)據(jù)傳輸、通信模塊、終端設(shè)備方面擁有較大的專利話語(yǔ)權(quán)，然而在輸出端、電性連接、芯片半導(dǎo)體等方面幾乎為空白。除此之外，科研院所和高校也在我國(guó)專利權(quán)人中占據(jù)重要地位，如中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院CATR、中國(guó)科學(xué)院、南京郵電大學(xué)等，可見(jiàn)高校等研究機(jī)構(gòu)在我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中的作用不可忽視。

（二）物聯(lián)網(wǎng)專利技術(shù)研究

按照IPC分類號(hào)統(tǒng)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)專利技術(shù)構(gòu)成，見(jiàn)圖4?？梢?jiàn)專利申請(qǐng)主要集中在G06F（電子數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理）、H04L（數(shù)字信息傳輸）、G06Q（數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法）、H04W（無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)）、H04N（圖像通信）等方面。其中G06F（電子數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理）所占數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他技術(shù)，達(dá)到14307項(xiàng)。可見(jiàn)在此技術(shù)類別上投入較大，技術(shù)創(chuàng)新度活躍，技術(shù)較成熟。這是因?yàn)殡娮訑?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理技術(shù)的社會(huì)需求不斷增大，激發(fā)了該項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新活力，例如常見(jiàn)的數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù)，包括二維碼付款、語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別、指紋解鎖等技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)成為人們生活和工作中不可或缺的典型應(yīng)用。H04L（數(shù)字信息傳輸，例如電報(bào)通信、打字機(jī)、通信設(shè)備等）排名第二，技術(shù)創(chuàng)新熱度也較高。G06Q（數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法）位列第三，廣泛應(yīng)用于金融、管理、行政、商業(yè)等數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。H04W（無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)）排名第四，與G06Q的數(shù)量相差不大，因?yàn)镠04W技術(shù)在藍(lán)牙、WiFi、移動(dòng)通信網(wǎng)、衛(wèi)星定位、地震救援、雷達(dá)探測(cè)等領(lǐng)域都發(fā)揮著巨大的作用，故此領(lǐng)域?qū)＠蚕鄬?duì)較多。而其他的諸如G06N（基于特定計(jì)算模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）、G08B（信號(hào)裝置或呼叫裝置、指令發(fā)信裝置）、G01S（專為交通控制而設(shè)計(jì)的聲吶系統(tǒng)或激光雷達(dá)系統(tǒng)）等由于應(yīng)用范圍較窄，這些方面的專利數(shù)量較少。

不同的國(guó)家對(duì)以上這些技術(shù)有著不同的側(cè)重點(diǎn)。分析全球物聯(lián)網(wǎng)主要IPC技術(shù)的國(guó)家分布，結(jié)果如圖5所示?？砂l(fā)現(xiàn)，美國(guó)在H04L（數(shù)字信息傳輸）、H04W（無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)）、G06K（數(shù)據(jù)識(shí)別、數(shù)據(jù)表示）等技術(shù)領(lǐng)域都有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)且數(shù)量最多，這與圖4分析的這些技術(shù)排名前列的結(jié)果也相吻合。

由圖5還可見(jiàn)，目前我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的研究主要集中在G部（物理）和H部（電學(xué)），分別涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理的研究和物聯(lián)網(wǎng)在電學(xué)方面的應(yīng)用。中國(guó)在基本電器元件和電子通信技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)較多，但是申請(qǐng)涉及的技術(shù)主題更多是使用底層芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取以及存儲(chǔ)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的二次開(kāi)發(fā)，這間接反映出我國(guó)在傳感器和芯片設(shè)計(jì)、制造等基礎(chǔ)能力方面較薄弱的現(xiàn)狀。

此外，我國(guó)在數(shù)據(jù)處理與通信網(wǎng)絡(luò)方面表現(xiàn)優(yōu)異，在G06F（電子數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理）技術(shù)領(lǐng)域所占數(shù)量要明顯優(yōu)于其他國(guó)家，例如我國(guó)的華為技術(shù)有限公司和中興通訊有限公司，專利增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)明顯，并已取得眾多國(guó)際通信技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的核心專利，表明中國(guó)企業(yè)在數(shù)字信息、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)。

（三）物聯(lián)網(wǎng)專利技術(shù)地圖研究

為了更形象地顯示全球物聯(lián)網(wǎng)專利的技術(shù)分布、專利研究熱點(diǎn)和國(guó)家發(fā)展?fàn)顩r等，本文分別將檢索到的42683條物聯(lián)網(wǎng)專利數(shù)據(jù)按照國(guó)家地區(qū)類別提取出中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)、日本等物聯(lián)網(wǎng)專利大國(guó)數(shù)據(jù)，利用TI軟件制作出專利地圖，從而有效掌握競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和我國(guó)企業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的專利分布情況，進(jìn)而判斷產(chǎn)業(yè)的專利風(fēng)險(xiǎn)布局，更合理地調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局。圖6為全球物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專利地圖，其中凸出如山峰狀的密集區(qū)域?yàn)橄嗨茖＠纬傻膶＠蓄I(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)化區(qū)，可見(jiàn)智能家居、無(wú)線通信、信號(hào)傳輸接收、射頻識(shí)別（RFID）等涉及工業(yè)、生活應(yīng)用等方面的熱點(diǎn)較集中，其中跟智能家居有關(guān)的應(yīng)用創(chuàng)新較多，例如電梯、路燈、安防、水表、消防、智慧養(yǎng)殖等；跟智慧工業(yè)有關(guān)的創(chuàng)新，諸如機(jī)器人、打印、測(cè)控、智能維修跟蹤等。但是在圖6中尚未見(jiàn)目前學(xué)者研究較多的智慧交通、智慧建筑等，可見(jiàn)在這些方面仍存在專利空白點(diǎn)。

下面分別是美國(guó)、中國(guó)、日本、韓國(guó)等主要國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專利地圖，見(jiàn)圖7、圖8、圖9和圖10。由這些圖可見(jiàn)，無(wú)線通信技術(shù)是各國(guó)皆爭(zhēng)相布局的主要技術(shù)，一直是研究熱點(diǎn)，其次是RFID、智能終端等技術(shù)。

從圖7、圖8可見(jiàn)，中國(guó)和美國(guó)的專利布局密度皆高于其他國(guó)家，但對(duì)比兩圖可以發(fā)現(xiàn)中國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專利分布上更偏重于技術(shù)應(yīng)用，研究的深度明顯與美國(guó)有較大差距，這也反映出中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱的劣勢(shì)。由圖7可知，美國(guó)在設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控、通信控制等方面的專利實(shí)力較強(qiáng)，但在生活應(yīng)用類方面的專利尚不多。由圖8可知，中國(guó)的專利技術(shù)主要集中于社會(huì)各類生產(chǎn)生活應(yīng)用（如智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智慧物流、安防應(yīng)用等）、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信等方面，創(chuàng)新成果更偏向于商業(yè)應(yīng)用，而在傳感器、芯片等基礎(chǔ)領(lǐng)域則存有相當(dāng)不足，甚至是欠缺。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)涉及傳感器、芯片、通信模組、通信網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等，從圖8可知我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)目前在傳感器、芯片技術(shù)上的研發(fā)創(chuàng)新能力仍較弱，專利布局太少，而在通信、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)方面的研究則較為成熟。

分析圖9和圖10，可發(fā)現(xiàn)日本和韓國(guó)的專利布局相對(duì)比較集中。對(duì)比圖7、圖8、圖9、圖10可見(jiàn)，中、美、日、韓四個(gè)國(guó)家在不同的物聯(lián)網(wǎng)專利方面都有各自領(lǐng)先的領(lǐng)域。其中，美國(guó)和韓國(guó)在智能終端、防偽技術(shù)、數(shù)據(jù)通信等方面具有領(lǐng)先地位，除此之外，美國(guó)在控制器、電路器件領(lǐng)域中排名世界前列，而中國(guó)在該領(lǐng)域與美國(guó)還有相當(dāng)大的差距。日本在電子數(shù)據(jù)信息處理、通信控制、數(shù)據(jù)識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器方面展現(xiàn)出強(qiáng)大的科研實(shí)力，而且在傳感器、環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域也有不錯(cuò)的專利布局。

從整體上看，中國(guó)在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)專利方面的研究相對(duì)比較平均，在眾多領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了布局，但多偏重于生活場(chǎng)景應(yīng)用，在基礎(chǔ)設(shè)備研發(fā)方面仍較薄弱。目前作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈前端的通信模組、智能控制器等在我國(guó)迎來(lái)迅猛發(fā)展，在通信技術(shù)上也擁有實(shí)力較強(qiáng)的國(guó)際級(jí)大公司，比如華為、中興、騰訊等，但仍缺乏芯片、集成電路方面的領(lǐng)軍大型企業(yè)。為了在未來(lái)的專利技術(shù)發(fā)展中取得較多的主動(dòng)權(quán)，中國(guó)亟待新的技術(shù)突破口來(lái)彌補(bǔ)自己的不足。

（四）全球物聯(lián)網(wǎng)專利引證研究

一項(xiàng)專利的被引用次數(shù)越多就表明該專利的認(rèn)可度越高，而且具有一定的權(quán)威性。專利的權(quán)威性越高越說(shuō)明此項(xiàng)專利涉及該領(lǐng)域內(nèi)的核心或者基礎(chǔ)性技術(shù)。因此，專利的被引量在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)研究中有很強(qiáng)的代表性，應(yīng)當(dāng)受到高度關(guān)注，其研究對(duì)于評(píng)估我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)以及對(duì)物聯(lián)網(wǎng)布局準(zhǔn)確定位具有重要的參考價(jià)值。

本文在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專利做引證分析時(shí)采用年均被引頻次。表1列出了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域年均被引頻次最高的10項(xiàng)專利，可發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新成果積累較多的專利申請(qǐng)人多為目前世界上比較出名的科技型公司，如高通、思杰、康維達(dá)無(wú)線公司等。此外，表中有3項(xiàng)專利（專利號(hào)分別為US7355273、WO2013123445A1、US7444669）雖然總被引頻次較高，但年均被引頻次較低，所以并不能簡(jiǎn)單地說(shuō)明這3項(xiàng)專利受重視程度很高。因?yàn)槟昃灰l次是指某項(xiàng)專利從公開(kāi)發(fā)布到現(xiàn)在平均每年被引用的次數(shù)，而總被引頻次是指所有引用這項(xiàng)專利的次數(shù)。因?yàn)椴煌膶＠l(fā)布時(shí)間是不一樣的，分析總被引頻次時(shí)可能會(huì)因?yàn)檫@種時(shí)間差異導(dǎo)致結(jié)果存在誤差，發(fā)布時(shí)間早的專利總體上都會(huì)更容易有更高的引用次數(shù)，而參考年均被引頻次數(shù)，則可以有效地減少這種誤差，因此用年均被引頻次分析更為合理、科學(xué)。從表1中可以看出，專利US7355273的總被引頻次很高，為394，在所有專利中處于最高被引頻次，但其年均被引頻次數(shù)僅為35.8，造成這個(gè)現(xiàn)象主要是因?yàn)槠渖暾?qǐng)年限是2008年，時(shí)間很長(zhǎng)，因此參考其年均被引頻次數(shù)更為科學(xué)，故這個(gè)專利僅排在第7位。

從表1還可以發(fā)現(xiàn)：

（1）從年均被引量排名來(lái)看，被引頻次第一的是專利號(hào)為US20150156266A1的美國(guó)專利“基于云服務(wù)的用戶相關(guān)聯(lián)的IOT網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備”，可以看出該項(xiàng)專利在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要地位，此技術(shù)主要用于數(shù)字信息傳輸。年均被引頻次排在第二位的專利號(hào)為US9094407的專利是美國(guó)思杰公司關(guān)于機(jī)器消息傳送系統(tǒng)的技術(shù)，同樣屬于數(shù)字信息傳輸領(lǐng)域。年均被引頻次排名前兩位的都是數(shù)字信息傳輸領(lǐng)域，IPC分類號(hào)為H04L，說(shuō)明在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域數(shù)字信息傳輸方面的技術(shù)廣受關(guān)注，目前研發(fā)應(yīng)用最為成熟，技術(shù)影響力最大。

（2）從專利權(quán)人角度分析，由于專利US20150156266A1和US9094407在年均被引頻次上皆明顯高于其他專利，所以這兩項(xiàng)專利的申請(qǐng)人美國(guó)高通公司和思杰公司可看作是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字信息傳輸領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)跑者，存在一定的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是學(xué)習(xí)合作的對(duì)象，我國(guó)對(duì)于這兩家公司在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)給予充分關(guān)注。

（3）從物聯(lián)網(wǎng)專利高被引頻次的國(guó)家來(lái)看，表中有5項(xiàng)專利屬于美國(guó)，4項(xiàng)專利屬于世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織，但是大多數(shù)優(yōu)先權(quán)國(guó)家仍屬于美國(guó)，僅有1項(xiàng)專利優(yōu)先權(quán)屬于中國(guó)?？梢?jiàn)，雖然中國(guó)發(fā)布專利數(shù)量很多，但被引用數(shù)量少，涉及核心科技的專利數(shù)量更少。因此，美國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的霸主地位目前依舊難以撼動(dòng)，其技術(shù)實(shí)力和研發(fā)實(shí)力仍排名靠前，依然領(lǐng)導(dǎo)全球物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向。

（4）從物聯(lián)網(wǎng)IPC主分類號(hào)角度來(lái)看，H04L（數(shù)字信息傳輸）、H04W（無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)）、G06F（電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理）這三大技術(shù)方向分別占據(jù)了榜單的前三位，說(shuō)明此三大主題構(gòu)成了國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)核心領(lǐng)域，發(fā)展快速，是未來(lái)幾年發(fā)展的熱點(diǎn)。整體上來(lái)看，表1中的大部分專利都集中在H04Q（信號(hào)選擇控制）、H04L（數(shù)字信息傳輸）、G06Q（數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）、H04W（無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)）、G06F（電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理）等領(lǐng)域，可知在物聯(lián)網(wǎng)專利分布中，這些技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，發(fā)展也趨向成熟。

（五）專利分析總結(jié)

通過(guò)對(duì)全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的專利分析，得出以下結(jié)論：

1.中國(guó)、美國(guó)和韓國(guó)是物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)的主要國(guó)家，約占全球?qū)＠偭康?0%，其中中國(guó)已是全球物聯(lián)網(wǎng)專利數(shù)量最多的國(guó)家。

2.目前物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)有著極強(qiáng)的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)目的，領(lǐng)軍企業(yè)仍在美國(guó)，其次是日本。中國(guó)的專利申請(qǐng)總量雖大，但整體聚集度低，高質(zhì)量專利少，且存在區(qū)域分布不均衡的情況，應(yīng)重視以深圳為輻射中心，帶動(dòng)其他地區(qū)或企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

3.目前物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新度最高的是G06F（電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理）、H04L（數(shù)字信息傳輸）、G06Q（數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）、H04W（無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)）這幾個(gè)方面，其中H04L、H04W、G06F領(lǐng)域是未來(lái)發(fā)展的熱點(diǎn)。

4.我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在數(shù)字信息、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，涉及通信模組、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究較為成熟，而在傳感器和芯片設(shè)計(jì)、制造等關(guān)鍵技術(shù)方面仍較薄弱，與美國(guó)存在很大差距。

5.中興、華為兩家公司作為我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，在輸出端、電性連接、芯片半導(dǎo)體技術(shù)等方面仍存在很大空白。

6.從全球來(lái)看，無(wú)線通信技術(shù)、RFID、智能終端是目前各國(guó)爭(zhēng)相布局的熱點(diǎn)，同時(shí)，中國(guó)目前的物聯(lián)網(wǎng)專利技術(shù)更偏重于生活生產(chǎn)類場(chǎng)景的商業(yè)應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)設(shè)備等方面的創(chuàng)新度較低，與美國(guó)在控制器、電路器方面的差距較大，缺乏芯片、集成電路方面的領(lǐng)軍機(jī)構(gòu)。

7.目前數(shù)字信息傳輸方面的技術(shù)廣受關(guān)注，技術(shù)影響力最大，美國(guó)高通公司和思杰公司的高質(zhì)量專利研發(fā)較多，應(yīng)予以更多關(guān)注。

四、物聯(lián)網(wǎng)文獻(xiàn)計(jì)量研究

通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量分析，可以明確我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)及其在國(guó)際上的地位，可以清晰地看出某個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)數(shù)量、質(zhì)量與合作情況、研究深度、與國(guó)際最高水平的差距、高產(chǎn)區(qū)域、高產(chǎn)機(jī)構(gòu)、區(qū)域短板、國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)主題、國(guó)內(nèi)研究的相對(duì)空白之處、國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)研究的主流學(xué)術(shù)領(lǐng)域等相關(guān)研究信息，為企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)或者政府的決策提供更有針對(duì)性的支持。

（一）論文高頻機(jī)構(gòu)及地域分布

檢索的12438篇論文來(lái)源于上千家研究機(jī)構(gòu)，本文根據(jù)Bicomb軟件對(duì)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行提取與統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)出國(guó)內(nèi)外排名前十位論文發(fā)表較多的高頻機(jī)構(gòu)，如圖11、圖12所示。

由圖11可以發(fā)現(xiàn)，全球SCI論文的高產(chǎn)機(jī)構(gòu)主要以中、美兩個(gè)國(guó)家的大學(xué)為主，發(fā)文量最高的前3個(gè)高頻機(jī)構(gòu)中有2個(gè)為中國(guó)的大學(xué)，分別為中國(guó)科學(xué)院和北京郵電大學(xué)，位列第3的是美國(guó)的加州大學(xué)。在前10位高頻機(jī)構(gòu)中，中國(guó)共有6所大學(xué)位列其中，占60%。其次就是美國(guó)有2所大學(xué)位列其中，占20%。除此之外，英國(guó)的倫敦大學(xué)和沙特阿拉伯的沙特國(guó)王大學(xué)也榜上有名。可見(jiàn)從論文的產(chǎn)出來(lái)看，中國(guó)的文獻(xiàn)發(fā)表高頻機(jī)構(gòu)明顯高于美國(guó)，數(shù)量上處于絕對(duì)的國(guó)際前列。從機(jī)構(gòu)類型來(lái)劃分，這10個(gè)高產(chǎn)機(jī)構(gòu)都是大學(xué)，這說(shuō)明國(guó)際上對(duì)物聯(lián)網(wǎng)研究貢獻(xiàn)最大的是高等學(xué)府。這主要是因?yàn)榇髮W(xué)中的教師或研究人員相對(duì)來(lái)說(shuō)更易于接觸到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新研究信息，故能夠產(chǎn)生較多的科研成果。

由圖12的國(guó)內(nèi)CNKI發(fā)表量高頻機(jī)構(gòu)顯示結(jié)果可知：（1）中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)等依托國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在理論研究上走在前列。（2）一些理工類特色大學(xué)，如南京郵電大學(xué)、北京郵電大學(xué)等也與物聯(lián)網(wǎng)研究有著密切的聯(lián)系，這是由于隨著物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，電信、工程電氣電子等學(xué)科領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的研究重視程度日益增大。（3）國(guó)內(nèi)一些知名企業(yè)，例如中國(guó)電信股份有限公司等，也在物聯(lián)網(wǎng)研究領(lǐng)域占據(jù)一席之地。這是因?yàn)殡S著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟和普及，中國(guó)電信等公司皆基于2G/3G/4G/NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)開(kāi)拓出了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，致力于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)、公共平臺(tái)運(yùn)營(yíng)等方面的創(chuàng)新研究，著力推動(dòng)整個(gè)行業(yè)生態(tài)的發(fā)展。（4）觀察圖12中研究機(jī)構(gòu)的地理區(qū)域，可以發(fā)現(xiàn)這10所大學(xué)主要分布在華北、華東等經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)達(dá)地區(qū)，中西部地區(qū)發(fā)表論文相對(duì)較少，可見(jiàn)經(jīng)濟(jì)、人才等非主觀因素對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究也有明顯的影響。

（二）高頻關(guān)鍵詞聚類分析

某關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率越高，表明其受到科研人員重視的程度越高，因此本文主要運(yùn)用關(guān)鍵詞頻率對(duì)物聯(lián)網(wǎng)研究領(lǐng)域的分布進(jìn)行分析。本文統(tǒng)計(jì)了CNKI和SCI的高頻關(guān)鍵詞，利用Bicomb軟件分析得出，CNKI中6753篇論文共有關(guān)鍵詞25042個(gè)，需要提取高頻關(guān)鍵詞對(duì)其做進(jìn)一步的分析，以便更能看出關(guān)鍵詞與研究熱點(diǎn)之間的關(guān)系。根據(jù)高頻關(guān)鍵詞計(jì)算公式（普萊斯定律）N2，將25042代入D計(jì)算可得N為158。由于文獻(xiàn)檢索地文獻(xiàn)數(shù)量有限，難以概括全部的研究論文，所得高頻詞匯僅有15個(gè)，難以滿足分析需要，故根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放寬高頻詞匯范圍。本文選取48個(gè)高頻詞匯，最低頻次80，制作詞篇矩陣。在這48個(gè)熱門(mén)詞匯中，頻次為100及以上的有30個(gè)，如云計(jì)算、RFID、大數(shù)據(jù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、智慧城市、電子標(biāo)簽、ZigBee（無(wú)線網(wǎng)上協(xié)議）等（限于篇幅，不再詳述），說(shuō)明這些相關(guān)領(lǐng)域的研究相對(duì)較多，科研實(shí)力較強(qiáng)。頻次為100以下的有20個(gè)，如云平臺(tái)、數(shù)據(jù)融合、NB-IoT、智慧校園等，說(shuō)明這些領(lǐng)域的研究深度和成熟度尚有不足。

同理，SCI論文選取47個(gè)高頻詞匯，如smartcities、sensornetworks、fogcomputing、bigdata、smartgrid、security、privacy、industry4.0、CoAP、5G、M2M等，這些高頻關(guān)鍵詞能夠體現(xiàn)近十多年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的研究熱點(diǎn)。然后利用SPSS軟件做聚類分析，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的熱點(diǎn)分布做進(jìn)一步研究。

利用Bicomb軟件分別導(dǎo)出CNKI和SCI文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞的詞篇矩陣，限于篇幅，不再詳述。接著利用SPSS軟件對(duì)兩篇詞篇矩陣做聚類分析，從而得到高頻關(guān)鍵詞相似矩陣（限于篇幅，不再詳述）和聚類分析樹(shù)狀圖。從相似矩陣中可以看出，與云計(jì)算相似度較高的詞是大數(shù)據(jù)、智慧城市、智能家居等，與RFID相似度較高的有傳感器、ZigBee等，說(shuō)明這些概念之間的關(guān)系緊密。

CNKI、SCI文獻(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞聚類分析樹(shù)狀圖見(jiàn)圖13、圖14。圖中關(guān)鍵詞名稱在樹(shù)狀圖的縱軸，最上方的0～25代表兩個(gè)關(guān)鍵詞之間的密切程度，橫軸數(shù)字越大，則說(shuō)明關(guān)鍵詞之間關(guān)系越疏遠(yuǎn)。

分析圖13樹(shù)狀圖中CNKI文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞之間的關(guān)系和出現(xiàn)的頻率，可分析出國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)研究的主要熱點(diǎn)問(wèn)題，包括：基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的數(shù)據(jù)挖掘研究；基于數(shù)據(jù)挖掘和“互聯(lián)網(wǎng)+”的信息化、智能化和智慧化工程建設(shè)研究；以智能化、信息化、云平臺(tái)為核心的物聯(lián)網(wǎng)工程研究；基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)的社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施與商業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用研究；以信息化、智能化為背景的信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全和個(gè)人隱私安全保護(hù)策略研究；物聯(lián)網(wǎng)與5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、霧計(jì)算等產(chǎn)業(yè)的融合研究；基于RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)、電子標(biāo)簽等技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)研究；物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的商業(yè)模式研究；基于ZigBee、GPRS的智能家居應(yīng)用研究；等等。

分析圖14樹(shù)狀圖中SCI文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞之間的關(guān)系和出現(xiàn)的頻率，可分析出國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究的主要熱點(diǎn)問(wèn)題，包括：與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的隱私、安全方面的研究；基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、傳感網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘的智慧城市和智能電網(wǎng)的建設(shè)研究；以無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、CoAP、RFID、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葹橹饕獙?duì)象的硬件開(kāi)發(fā)；等等。由圖14可發(fā)現(xiàn)，從右往左可以根據(jù)文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞聚類出很多種類型，例如第2大類就可以看出其主要相關(guān)的熱點(diǎn)為智慧城市、傳感器網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、霧計(jì)算等領(lǐng)域的結(jié)合，可見(jiàn)目前物聯(lián)網(wǎng)的文獻(xiàn)研究中有較多的研究熱點(diǎn)集中在物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)研究方面，多聚焦于怎樣將傳感器網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、霧計(jì)算等前沿技術(shù)應(yīng)用于智慧城市建設(shè)方面。

對(duì)比圖13和圖14的聚類分析結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)：國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究側(cè)重于技術(shù)和應(yīng)用功能，而國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)的研究不僅涉及技術(shù)和應(yīng)用功能，更側(cè)重于進(jìn)行理論和基礎(chǔ)設(shè)施的研究，如終端設(shè)備、控制系統(tǒng)等的研究，而這些正是國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)研究的相對(duì)空白之處。

（三）高頻關(guān)鍵詞知識(shí)圖譜和熱點(diǎn)關(guān)系分析

首先對(duì)之前SPSS統(tǒng)計(jì)軟件得到的高頻關(guān)鍵字相似矩陣，用1減去矩陣中每個(gè)單元格的數(shù)字，將兩者的差作為相異矩陣中對(duì)應(yīng)的數(shù)字，從而得到高頻關(guān)鍵詞的相異矩陣。其次，利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)高頻關(guān)鍵詞的相異矩陣進(jìn)行Alscal分析，得到物聯(lián)網(wǎng)高頻關(guān)鍵詞可視化知識(shí)圖譜，以便能直觀、明確地看到關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系情況。CNKI和SCI文獻(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)高頻關(guān)鍵詞知識(shí)圖譜如圖15、圖16所示。

根據(jù)圖15所呈現(xiàn)的知識(shí)圖譜中CNKI文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞的集聚程度，可看出近十多年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)理論研究主要存在3個(gè)主流的學(xué)術(shù)領(lǐng)域。

第一個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識(shí)群主要在第一象限，與第二、第四象限有部分交叉）主要是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)不同領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行研究?！爸腔鄢鞘小薄靶畔⒒薄盎ヂ?lián)網(wǎng)”“智慧圖書(shū)館”“應(yīng)用”“RFID技術(shù)”等關(guān)鍵詞處于知識(shí)群的核心位置，且相互間較接近。這說(shuō)明基于信息化、互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)的智慧城市、智慧圖書(shū)館等方面的應(yīng)用研究已受到廣泛關(guān)注。同時(shí)，“云計(jì)算”“大數(shù)據(jù)”“數(shù)據(jù)挖掘”等關(guān)鍵詞的高頻出現(xiàn)，還說(shuō)明了這些技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)作用。另外，在這個(gè)知識(shí)群中還出現(xiàn)了“智能電網(wǎng)”“智慧校園”等關(guān)鍵詞，說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究領(lǐng)域正在不斷拓展。

第二個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識(shí)群主要在第二象限，與第三象限有部分交叉）主要是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行研究。其中，“傳感器”“射頻識(shí)別”“無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)”“數(shù)據(jù)采集”“電子標(biāo)簽”“ZigBee”等關(guān)鍵詞處于知識(shí)群的核心位置，這說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)也是目前密切關(guān)注的領(lǐng)域，傳感器、RFID、電子標(biāo)簽、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等是該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)及創(chuàng)新突破的關(guān)鍵。同時(shí)，“供應(yīng)鏈”“遠(yuǎn)程監(jiān)控”“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”“人工智能”等關(guān)鍵詞的高頻出現(xiàn)，還說(shuō)明了這些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用類別與物聯(lián)網(wǎng)底層技術(shù)基礎(chǔ)的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，底層技術(shù)的創(chuàng)新情況會(huì)極大地影響到遠(yuǎn)程監(jiān)控、供應(yīng)鏈等應(yīng)用的發(fā)展。

第三個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識(shí)群在第三和第四象限）主要是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)制造等方面進(jìn)行研究。其中，“智能制造”“產(chǎn)業(yè)鏈”“體系結(jié)構(gòu)”“商業(yè)模式”“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”等關(guān)鍵詞處于知識(shí)群的核心位置，這說(shuō)明工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一種主要應(yīng)用領(lǐng)域受到了極大的關(guān)注，社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)此領(lǐng)域的創(chuàng)新突破有著特別巨大的需求。此領(lǐng)域的研究更重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)制造、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面的創(chuàng)新突破。同時(shí)，“安全”“網(wǎng)關(guān)”“信息安全”“中間件”“區(qū)塊鏈”“NB-IoT”等關(guān)鍵詞的高頻出現(xiàn)，還說(shuō)明了目前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中對(duì)信息安全研究的依賴性，安全技術(shù)的創(chuàng)新會(huì)極大影響到物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)應(yīng)用效果及普及程度。

根據(jù)圖16所呈現(xiàn)的知識(shí)圖譜中SCI文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞的集聚程度，可看出近十多年來(lái)國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)理論研究主要存在2個(gè)主流學(xué)術(shù)領(lǐng)域。

第一個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識(shí)群主要分布在第一和第二象限）以“Cloudcomputing”（云計(jì)算）、“RFID”（射頻識(shí)別）、“Sensors”（傳感器）、“LoWPAN”（無(wú)線個(gè)域網(wǎng)）、“COAP”（物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）、“Wirelesssensornetworks”（無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)）為主要對(duì)象，擴(kuò)展到“InternetofThingsDevices”（物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）、“Components”（元器件）、“Technicalstandard”（技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）、“Chips”（芯片）、“Systemintegration”（系統(tǒng)集成）、“Software”（軟件）的研究?？梢?jiàn)，此領(lǐng)域主要是研究物聯(lián)網(wǎng)的軟硬件基礎(chǔ)，包括設(shè)備、芯片、元器件、傳感器等硬件方面的創(chuàng)新，也包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)際協(xié)議、軟件等軟性基礎(chǔ)的創(chuàng)新。這說(shuō)明國(guó)外的物聯(lián)網(wǎng)研究更具深度，涉及物聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層及應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，“security”（安全）、“privacy”（隱私）等高頻關(guān)鍵詞的出現(xiàn)，說(shuō)明目前通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的軟硬件技術(shù)來(lái)解決安全和隱私保護(hù)問(wèn)題正得到更多研究者的重視。

第二個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識(shí)群主要分布在第三和第四象限）以“fogcomputing”（霧計(jì)算）、“cloudcomputing”（云計(jì)算）、“datamining”（數(shù)據(jù)挖掘）、“M2M”（機(jī)對(duì)機(jī)通信）、“Industry4.0”（工業(yè)4.0，即智能化時(shí)代）為主要對(duì)象，擴(kuò)展到“smartcity”（智慧城市）、“smarthome”（智能家居）、“smartgrid”（智能電網(wǎng)）、“energyharvesting”（能量采集）、“textmining”（文本挖掘）等的研究。可見(jiàn)此領(lǐng)域主要是研究物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和運(yùn)營(yíng)，包括了大量的智能化應(yīng)用創(chuàng)新（如智能家居、智慧城市等）。同時(shí)，由于這些智能化應(yīng)用開(kāi)啟了對(duì)大數(shù)據(jù)的需求，進(jìn)而給計(jì)算力帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，云計(jì)算已經(jīng)無(wú)法滿足物聯(lián)網(wǎng)各種新興計(jì)算場(chǎng)景的需求，因此霧計(jì)算（Fogcomputing）已成為此領(lǐng)域的創(chuàng)新突破重點(diǎn)。

（四）文獻(xiàn)計(jì)量分析總結(jié)

通過(guò)對(duì)全球物聯(lián)網(wǎng)研究的文獻(xiàn)計(jì)量分析，得出以下結(jié)論：

（1）中國(guó)和美國(guó)是擁有全球物聯(lián)網(wǎng)論文發(fā)文量前十高頻機(jī)構(gòu)最多的國(guó)家，約占80%。其中，中國(guó)高頻機(jī)構(gòu)的數(shù)量位居全球前列，中國(guó)科學(xué)院、北京郵電大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)等都是中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究的主力軍。

（2）國(guó)內(nèi)對(duì)云計(jì)算、RFID、大數(shù)據(jù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、ZigBee、智慧城市等方面的研究較為成熟，側(cè)重于技術(shù)和應(yīng)用角度，國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)的研究則側(cè)重于終端設(shè)備、控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施和理論角度，這是國(guó)內(nèi)研究的相對(duì)空白之處。

（3）目前國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)理論研究存在3個(gè)主流學(xué)術(shù)領(lǐng)域，包括對(duì)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景應(yīng)用、技術(shù)基礎(chǔ)、工業(yè)制造領(lǐng)域等方面的探索，物聯(lián)網(wǎng)的智能化應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓展。

（4）國(guó)外的物聯(lián)網(wǎng)理論研究存在2個(gè)主流學(xué)術(shù)領(lǐng)域，包括對(duì)物聯(lián)網(wǎng)軟硬件基礎(chǔ)、智能化應(yīng)用創(chuàng)新和運(yùn)營(yíng)等，相對(duì)來(lái)說(shuō)，國(guó)外的物聯(lián)網(wǎng)研究更具深度，涉及物聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層及應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，安全和隱私保護(hù)主題正受到更多關(guān)注。

五、結(jié)論與建議

本文通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的專利和期刊文獻(xiàn)進(jìn)行專利和文獻(xiàn)計(jì)量分析，探究全球及中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，得出如下結(jié)論：

（1）我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)研究和專利數(shù)量上已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但高質(zhì)量專利少，中國(guó)發(fā)布專利數(shù)量很多但被引用數(shù)量少，涉及核心科技的專利數(shù)量更少，理論研究尚缺乏深度，且存在以深圳為重心的區(qū)域不均衡情況，應(yīng)重視以深圳為輻射中心，帶動(dòng)其他地區(qū)或企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

（2）從全球來(lái)看，無(wú)線通信技術(shù)、RFID、智能終端是目前各國(guó)爭(zhēng)相布局的熱點(diǎn)，研究熱點(diǎn)主要集中在射頻識(shí)別、無(wú)線通信、傳感器、云計(jì)算、芯片、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、軟件等領(lǐng)域，且研究密度較為集中，表明國(guó)外研究人員比較關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深化與挖掘，更多地聚集在關(guān)鍵技術(shù)核心領(lǐng)域，而我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)設(shè)備等方面的創(chuàng)新度較低，目前缺乏芯片、集成電路方面的領(lǐng)軍機(jī)構(gòu)。

（3）目前物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新度最高的H04L（數(shù)字信息傳輸）、H04W（無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)）、G06F（電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理）這三大技術(shù)方向構(gòu)成了國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)核心領(lǐng)域，發(fā)展快速，是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。智能電網(wǎng)、智能家居、智能物流等新型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究將成為我國(guó)未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域。

（4）我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在數(shù)字信息、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，涉及通信模組、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的研究較為成熟，而在傳感器、芯片設(shè)計(jì)、核心設(shè)備制造等關(guān)鍵技術(shù)方面研發(fā)創(chuàng)新能力仍較弱，專利布局太少，與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距；在通信、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)方面的研究則較為成熟，不過(guò)作為我國(guó)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的華為、中興公司，在輸出端、電性連接及芯片半導(dǎo)體技術(shù)等方面仍存在空白。

（5）目前國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)研究側(cè)重于終端設(shè)備、控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施研發(fā)，而我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究則側(cè)重于生產(chǎn)生活場(chǎng)景的智能化商業(yè)應(yīng)用，專利技術(shù)主要集中于社會(huì)各類生產(chǎn)生活應(yīng)用（如智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智慧物流、安防應(yīng)用等）、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信等商業(yè)應(yīng)用方面，而在傳感器、芯片等基礎(chǔ)領(lǐng)域存有相當(dāng)不足，與美國(guó)在控制器、電路器方面的差距明顯，未來(lái)應(yīng)多關(guān)注IBM、高通、思杰等公司的研發(fā)進(jìn)展情況。

基于已有的分析結(jié)果，提出如下建議：

（1）雖然我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展較好，但在基礎(chǔ)技術(shù)方面仍較為薄弱，存在發(fā)布專利數(shù)量多但被引用數(shù)量少的現(xiàn)象，涉及核心科技的專利數(shù)量更少，物聯(lián)網(wǎng)核心專利和基礎(chǔ)理論還落后于美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家。造成這種現(xiàn)象的原因主要是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)雖然商業(yè)價(jià)值很高，但都有著非常高的門(mén)檻，我國(guó)在相關(guān)的核心基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)等方面的研究不夠深入，因此造成目前我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)方面的表現(xiàn)較差，例如感知層中的通信模組芯片、處理芯片、傳感芯片等技術(shù)，平臺(tái)層中的操作系統(tǒng)、人工智能、中間件等，應(yīng)用層中的機(jī)器人等技術(shù)積累仍較薄弱。同時(shí)，這些底層技術(shù)的下沉不足，又會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用層的智能化滲透速度及深度產(chǎn)生不足。目前，基礎(chǔ)技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品和設(shè)備主要仍從海外進(jìn)口，過(guò)度依賴擁有專利權(quán)的國(guó)家，核心專利的研發(fā)進(jìn)程緩慢。核心技術(shù)的缺失將嚴(yán)重阻礙中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)布局，因此，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)提高研究的深度，爭(zhēng)取在控制器、電路器、芯片設(shè)計(jì)制造、控制系統(tǒng)、終端設(shè)備等薄弱領(lǐng)域取得突破，爭(zhēng)取掌握一定數(shù)量核心專利的自主研發(fā)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，減少對(duì)其他國(guó)家的技術(shù)依賴，從而保證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)健康可持續(xù)發(fā)展。

（2）目前國(guó)內(nèi)相關(guān)的領(lǐng)域基礎(chǔ)理論研究大部分集中在高校，而專利申請(qǐng)主要集中在企業(yè)，這種兩極分化的模式不利于形成規(guī)模效應(yīng)。這種產(chǎn)學(xué)研割裂的現(xiàn)象，一方面是因?yàn)槠髽I(yè)作為市場(chǎng)主體，受價(jià)值和利益的驅(qū)動(dòng)，具有一定的功利性和滯后性的特點(diǎn)，而高?；蚩蒲性核谶M(jìn)行基礎(chǔ)理論技術(shù)研發(fā)時(shí)存在研發(fā)時(shí)間周期長(zhǎng)、研發(fā)成果不確定性等現(xiàn)象，企業(yè)出于對(duì)時(shí)效性和風(fēng)險(xiǎn)成本等方面的考慮，缺乏和高校之間進(jìn)行融合的動(dòng)力。因此，處于高?？蒲性核c企業(yè)鏈條之外的政府，就應(yīng)起到很重要的紐帶作用，連接高校科研力量和企業(yè)需求信息。因此，政府應(yīng)在國(guó)家層面推動(dòng)工程項(xiàng)目研究和基礎(chǔ)理論研究的融合，例如，通過(guò)建立第三方科技服務(wù)聯(lián)絡(luò)中心、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)學(xué)協(xié)調(diào)發(fā)展中心等，加強(qiáng)高校和企業(yè)之間的合作，充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中我國(guó)高校和科研機(jī)構(gòu)的科技資源優(yōu)勢(shì)，使高校和企業(yè)協(xié)作研究發(fā)展，減少重復(fù)研究的情況，降低整個(gè)社會(huì)的創(chuàng)新成本；并通過(guò)制定有針對(duì)性的規(guī)劃和政策，引導(dǎo)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力的提升，加大產(chǎn)業(yè)合作研發(fā)的深度，使物聯(lián)網(wǎng)的研究成果可以最大程度轉(zhuǎn)化。

（3）經(jīng)濟(jì)、人才等非主觀因素對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究有明顯的影響，我國(guó)存在研究機(jī)構(gòu)地理區(qū)域差別，華北、華東等經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)達(dá)地區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)研究明顯優(yōu)于中西部地區(qū)，故應(yīng)加強(qiáng)各區(qū)域之間的交流合作和專業(yè)人才流動(dòng)。其中，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、南京郵電大學(xué)、北京郵電大學(xué)以及中國(guó)電信股份有限公司等高校或企業(yè)是值得國(guó)家更為重視的物聯(lián)網(wǎng)研究機(jī)構(gòu)，應(yīng)通過(guò)鼓勵(lì)、引導(dǎo)和合作交流，盡快形成我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)更具國(guó)際影響力的研究機(jī)構(gòu)和合作團(tuán)體。

（4）要加大對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)的培養(yǎng)，充分發(fā)揮其產(chǎn)業(yè)帶頭和帶動(dòng)作用，同時(shí)，應(yīng)重視以深圳為輻射中心，帶動(dòng)其他地區(qū)或企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，鼓勵(lì)更多產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)加大在傳感器、芯片技術(shù)上的研發(fā)投入和布局，開(kāi)展更為深入的產(chǎn)業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)研究、工程開(kāi)發(fā)等工作。