物聯(lián)網(wǎng)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢分析

龔惠群 黃超

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；專利分析；文獻(xiàn)計量；專利地圖；熱點分析

一、引言

21世紀(jì)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的時代，世界各地每天有無數(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、運輸、采礦和金屬、航空以及其他很多行業(yè)。IoTAnalytics預(yù)計2025年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量將達(dá)到220億個，保持高速增長；Gartner預(yù)計到2020年底，物聯(lián)網(wǎng)的全球經(jīng)濟(jì)價值可達(dá)到1.9萬億美元。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，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)已被越來越多的國家確立為振興經(jīng)濟(jì)、確立科技競爭優(yōu)勢的重點戰(zhàn)略（邵云飛和呂煒，2016）。

當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)正處于由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變的時期，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起與發(fā)展是我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)改革的一個契機(jī)，對提升經(jīng)濟(jì)活力、增強社會創(chuàng)新意識具有重要作用，可提高整體創(chuàng)新能力，有助于創(chuàng)新型國家的建設(shè)。同時，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，還可優(yōu)化整個社會的資源配置效率，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)如果可以實現(xiàn)自主可控，還可以保障國家經(jīng)濟(jì)社會運行的戰(zhàn)略安全，同時也是發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、帶動經(jīng)濟(jì)增長的迫切需要?！秶鴦?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》中我國要加快培育的7個戰(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《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(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)計到2021年，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的市場規(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2.7萬億元，將成為一個超萬億規(guī)模的巨大市場。工業(yè)和信息化部2020年5月發(fā)布了《關(guān)于深入推進(jìn)移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》，商務(wù)部等多部門也在2020年陸續(xù)出臺了眾多推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與其他產(chǎn)業(yè)深度融合的計劃和指導(dǎo)文件，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的影響力日漸突出。

同時，作為一種場景化的生態(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，市場前景巨大。

因此，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展競爭態(tài)勢應(yīng)引起關(guān)注，在充分掌握世界各國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展競爭態(tài)勢之后，我們才能更好地針對這一情況合理調(diào)整國內(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)國家物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展、提升國際競爭力提供良好的環(huán)境（汪明峰和郗厚雪，2015）。但是，目前針對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢的研究較少，而且分析方法相對比較單一。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)展和競爭態(tài)勢的有力工具。本文綜合這兩種方法，將文獻(xiàn)計量方法和專利分析方法相結(jié)合，更全面系統(tǒng)地對物聯(lián)網(wǎng)競爭態(tài)勢進(jìn)行分析。具體包括從重點技術(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)、知識圖譜、熱點關(guān)系分析等方面，更系統(tǒng)地開展針對全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與態(tài)勢研究，并結(jié)合我國實際情況，針對我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)和有利優(yōu)勢，對我國物聯(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)來源

首先，在各國（地區(qū)）專利數(shù)據(jù)庫中檢索并下載物聯(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，借鑒國際電信聯(lián)盟對物聯(lián)網(wǎng)的定義，以“物聯(lián)網(wǎng)orM2Mor電子標(biāo)簽or射頻識別or二維碼or無線通信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無線電鏈路or系統(tǒng)監(jiān)測”等檢索詞的英文翻譯結(jié)果進(jìn)行檢索，檢索國家和地區(qū)為中國、美國、歐洲國家、日本、韓國、WIPO（世界知識產(chǎn)權(quán)組織）等，檢索狀態(tài)為已公布公開公告，其他條件不限。最終經(jīng)過去重、篩選、清洗等，處理得到數(shù)據(jù)42683條。通過地域分析、專利權(quán)人分析、專利技術(shù)研究、專利地圖、申請人分析及引證研究等方法得出全球及我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的基本競爭態(tài)勢、研究熱點、技術(shù)空白領(lǐng)域、發(fā)展趨勢及薄弱環(huán)節(jié)等。

此外，本文利用Bicomb及SPSS軟件，以中國知網(wǎng)CNKI和WOS（WebOfScience）為論文搜索平臺，根據(jù)核心文獻(xiàn)中對物聯(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。通過高頻關(guān)鍵詞共詞分析、聚類分析和知識圖譜熱點分析等，得出國內(nèi)外近年來物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)研究情況及熱點分布。

三、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)專利研究

（一）全球物聯(lián)網(wǎng)專利地域及申請人分析

主要檢索中國、美國、歐洲、日本、韓國等專利大國和地區(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、美國、韓國、歐洲、日本等國家和地區(qū)，其中中國的申請總量最多，約占全球物聯(lián)網(wǎng)專利申請總量的31.9%，近全球總量的1/3，已超過美國成為專利申請第一國。美國位居第二，約占21.4%；韓國位居第三，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，中國是全球物聯(lián)網(wǎng)專利數(shù)量最多的國家。

據(jù)WIPO統(tǒng)計，美國、德國和日本等國一直以來都位列物聯(lián)網(wǎng)專利申請排名的前列，2010年之后隨著我國對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的重視程度提高，隨著無線傳感、M2M（機(jī)對機(jī)通信）、視頻監(jiān)控等應(yīng)用的興起，中國的相關(guān)專利數(shù)量也增長很快。一個很重要的原因就是我國政府將物聯(lián)網(wǎng)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。目前，隨著應(yīng)用場景的發(fā)展，各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（如無線支付、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)正在國內(nèi)迅速崛起、發(fā)展壯大。

通過專利申請人研究可以發(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)用性較強有關(guān)。其中，排名前三位的都是美國公司，分別為IBM（第一）、微軟（第二）、高通（第三），專利申請量都在1500項以上，專利申請較集中，具有明顯的領(lǐng)軍企業(yè)優(yōu)勢。這是由于美國企業(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，努力爭奪領(lǐng)域制高點，這與日本從2000年開始布局發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)。而中國企業(yè)進(jìn)入十強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，我國專利申請總量雖多，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)一步具體分析我國的物聯(lián)網(wǎng)專利權(quán)人分布情況，我們繪制了中國專利申請人分析圖，如圖3所示?？梢姡信d通訊股份有限公司、華為技術(shù)有限公司、國家電網(wǎng)公司是中國物聯(lián)網(wǎng)專利的前三名。其中，前兩個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)。從地域上來看，我國區(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專利權(quán)人中占據(jù)重要地位，如中國信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院CATR、中國科學(xué)院、南京郵電大學(xué)等，可見高校等研究機(jī)構(gòu)在我國物聯(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分類號統(tǒng)計物聯(lián)網(wǎng)專利技術(shù)構(gòu)成，見圖4?？梢妼＠暾堉饕性贕06F（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)超過其他技術(shù)，達(dá)到14307項?？梢娫诖思夹g(shù)類別上投入較大，技術(shù)創(chuàng)新度活躍，技術(shù)較成熟。這是因為電子數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理技術(shù)的社會需求不斷增大，激發(fā)了該項技術(shù)的創(chuàng)新活力，例如常見的數(shù)據(jù)識別技術(shù)，包括二維碼付款、語音識別、人臉識別、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（無線通信網(wǎng)絡(luò)）排名第四，與G06Q的數(shù)量相差不大，因為H04W技術(shù)在藍(lán)牙、WiFi、移動通信網(wǎng)、衛(wèi)星定位、地震救援、雷達(dá)探測等領(lǐng)域都發(fā)揮著巨大的作用，故此領(lǐng)域?qū)＠蚕鄬^多。而其他的諸如G06N（基于特定計算模型的計算機(jī)系統(tǒng)）、G08B（信號裝置或呼叫裝置、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。

不同的國家對以上這些技術(shù)有著不同的側(cè)重點。分析全球物聯(lián)網(wǎng)主要IPC技術(shù)的國家分布，結(jié)果如圖5所示。可發(fā)現(xiàn)，美國在H04L（數(shù)字信息傳輸）、H04W（無線通信網(wǎng)絡(luò)）、G06K（數(shù)據(jù)識別、數(shù)據(jù)表示）等技術(shù)領(lǐng)域都有絕對的優(yōu)勢且數(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，目前我國物聯(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。中國在基本電器元件和電子通信技術(shù)領(lǐng)域的專利申請較多，但是申請涉及的技術(shù)主題更多是使用底層芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取以及存儲等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的二次開發(fā)，這間接反映出我國在傳感器和芯片設(shè)計、制造等基礎(chǔ)能力方面較薄弱的現(xiàn)狀。

此外，我國在數(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)于其他國家，例如我國的華為技術(shù)有限公司和中興通訊有限公司，專利增長態(tài)勢明顯，并已取得眾多國際通信技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的核心專利，表明中國企業(yè)在數(shù)字信息、無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的核心技術(shù)競爭力較強。

（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、專利研究熱點和國家發(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)按照國家地區(qū)類別提取出中國、美國、韓國、日本等物聯(lián)網(wǎng)專利大國數(shù)據(jù)，利用TI軟件制作出專利地圖，從而有效掌握競爭對手和我國企業(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)域為相似專利形成的專利集中領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)化區(qū)，可見智能家居、無線通信、信號傳輸接收、射頻識別（RFID）等涉及工業(yè)、生活應(yīng)用等方面的熱點較集中，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、測控、智能維修跟蹤等。但是在圖6中尚未見目前學(xué)者研究較多的智慧交通、智慧建筑等，可見在這些方面仍存在專利空白點。

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

從圖7、圖8可見，中國和美國的專利布局密度皆高于其他國家，但對比兩圖可以發(fā)現(xiàn)中國在物聯(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有較大差距，這也反映出中國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱的劣勢。由圖7可知，美國在設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控、通信控制等方面的專利實力較強，但在生活應(yīng)用類方面的專利尚不多。由圖8可知，中國的專利技術(shù)主要集中于社會各類生產(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)平臺等，從圖8可知我國物聯(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)日本和韓國的專利布局相對比較集中。對比圖7、圖8、圖9、圖10可見，中、美、日、韓四個國家在不同的物聯(lián)網(wǎng)專利方面都有各自領(lǐng)先的領(lǐng)域。其中，美國和韓國在智能終端、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，美國在控制器、電路器件領(lǐng)域中排名世界前列，而中國在該領(lǐng)域與美國還有相當(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)識別、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器方面展現(xiàn)出強大的科研實力，而且在傳感器、環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域也有不錯的專利布局。

從整體上看，中國在整個物聯(lián)網(wǎng)專利方面的研究相對比較平均，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迎來迅猛發(fā)展，在通信技術(shù)上也擁有實力較強的國際級大公司，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)。為了在未來的專利技術(shù)發(fā)展中取得較多的主動權(quán)，中國亟待新的技術(shù)突破口來彌補自己的不足。

（四）全球物聯(lián)網(wǎng)專利引證研究

一項專利的被引用次數(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)威性越高越說明此項專利涉及該領(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)競爭態(tài)勢研究中有很強的代表性，應(yīng)當(dāng)受到高度關(guān)注，其研究對于評估我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的競爭態(tài)勢以及對物聯(lián)網(wǎng)布局準(zhǔn)確定位具有重要的參考價值。

本文在對物聯(lián)網(wǎng)專利做引證分析時采用年均被引頻次。表1列出了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域年均被引頻次最高的10項專利，可發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新成果積累較多的專利申請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)無線公司等。此外，表中有3項專利（專利號分別為US7355273、WO2013123445A1、US7444669）雖然總被引頻次較高，但年均被引頻次較低，所以并不能簡單地說明這3項專利受重視程度很高。因為年均被引頻次是指某項專利從公開發(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專利的次數(shù)。因為不同的專利發(fā)布時間是不一樣的，分析總被引頻次時可能會因為這種時間差異導(dǎo)致結(jié)果存在誤差，發(fā)布時間早的專利總體上都會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，造成這個現(xiàn)象主要是因為其申請年限是2008年，時間很長，因此參考其年均被引頻次數(shù)更為科學(xué)，故這個專利僅排在第7位。

從表1還可以發(fā)現(xiàn)：

（1）從年均被引量排名來看，被引頻次第一的是專利號為US20150156266A1的美國專利“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為US9094407的專利是美國思杰公司關(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分類號為H04L，說明在物聯(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，所以這兩項專利的申請人美國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，是學(xué)習(xí)合作的對象，我國對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家來看，表中有5項專利屬于美國，4項專利屬于世界知識產(chǎn)權(quán)組織，但是大多數(shù)優(yōu)先權(quán)國家仍屬于美國，僅有1項專利優(yōu)先權(quán)屬于中國?？梢?，雖然中國發(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，美國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的霸主地位目前依舊難以撼動，其技術(shù)實力和研發(fā)實力仍排名靠前，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主分類號角度來看，H04L（數(shù)字信息傳輸）、H04W（無線通信網(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，說明此三大主題構(gòu)成了國外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)核心領(lǐng)域，發(fā)展快速，是未來幾年發(fā)展的熱點。整體上來看，表1中的大部分專利都集中在H04Q（信號選擇控制）、H04L（數(shù)字信息傳輸）、G06Q（數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）、H04W（無線通信網(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)

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

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

2.目前物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)有著極強的商業(yè)競爭目的，領(lǐng)軍企業(yè)仍在美國，其次是日本。中國的專利申請總量雖大，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（無線通信網(wǎng)絡(luò)）這幾個方面，其中H04L、H04W、G06F領(lǐng)域是未來發(fā)展的熱點。

4.我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在數(shù)字信息、無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的核心技術(shù)競爭力較強，涉及通信模組、物聯(lián)網(wǎng)平臺等的物聯(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、制造等關(guān)鍵技術(shù)方面仍較薄弱，與美國存在很大差距。

5.中興、華為兩家公司作為我國物聯(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.從全球來看，無線通信技術(shù)、RFID、智能終端是目前各國爭相布局的熱點，同時，中國目前的物聯(lián)網(wǎng)專利技術(shù)更偏重于生活生產(chǎn)類場景的商業(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)計量研究

通過文獻(xiàn)計量分析，可以明確我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢及其在國際上的地位，可以清晰地看出某個領(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、國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)研究的重點和熱點主題、國內(nèi)研究的相對空白之處、國內(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篇論文來源于上千家研究機(jī)構(gòu)，本文根據(jù)Bicomb軟件對研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行提取與統(tǒng)計，導(dǎo)出國內(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、美兩個國家的大學(xué)為主，發(fā)文量最高的前3個高頻機(jī)構(gòu)中有2個為中國的大學(xué)，分別為中國科學(xué)院和北京郵電大學(xué)，位列第3的是美國的加州大學(xué)。在前10位高頻機(jī)構(gòu)中，中國共有6所大學(xué)位列其中，占60%。其次就是美國有2所大學(xué)位列其中，占20%。除此之外，英國的倫敦大學(xué)和沙特阿拉伯的沙特國王大學(xué)也榜上有名?？梢姀恼撐牡漠a(chǎn)出來看，中國的文獻(xiàn)發(fā)表高頻機(jī)構(gòu)明顯高于美國，數(shù)量上處于絕對的國際前列。從機(jī)構(gòu)類型來劃分，這10個高產(chǎn)機(jī)構(gòu)都是大學(xué)，這說明國際上對物聯(lián)網(wǎng)研究貢獻(xiàn)最大的是高等學(xué)府。這主要是因為大學(xué)中的教師或研究人員相對來說更易于接觸到物聯(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的國內(nèi)CNKI發(fā)表量高頻機(jī)構(gòu)顯示結(jié)果可知：（1）中國礦業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)等依托國家物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)重點實驗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）國內(nèi)一些知名企業(yè)，例如中國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。這是因為隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟和普及，中國電信等公司皆基于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)、公共平臺運營等方面的創(chuàng)新研究，著力推動整個行業(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)表論文相對較少，可見經(jīng)濟(jì)、人才等非主觀因素對物聯(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，因此本文主要運用關(guān)鍵詞頻率對物聯(lián)網(wǎng)研究領(lǐng)域的分布進(jìn)行分析。本文統(tǒng)計了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，需要提取高頻關(guān)鍵詞對其做進(jìn)一步的分析，以便更能看出關(guān)鍵詞與研究熱點之間的關(guān)系。根據(jù)高頻關(guān)鍵詞計算公式（普萊斯定律）N2，將25042代入D計算可得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，難以滿足分析需要，故根據(jù)實際情況適當(dāng)放寬高頻詞匯范圍。本文選取48個高頻詞匯，最低頻次80，制作詞篇矩陣。在這48個熱門詞匯中，頻次為100及以上的有30個，如云計算、RFID、大數(shù)據(jù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、智慧城市、電子標(biāo)簽、ZigBee（無線網(wǎng)上協(xié)議）等（限于篇幅，不再詳述），說明這些相關(guān)領(lǐng)域的研究相對較多，科研實力較強。頻次為100以下的有20個，如云平臺、數(shù)據(jù)融合、NB-IoT、智慧校園等，說明這些領(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)近十多年來物聯(lián)網(wǎng)的研究熱點。然后利用SPSS軟件做聚類分析，對物聯(lián)網(wǎng)的熱點分布做進(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）和聚類分析樹狀圖。從相似矩陣中可以看出，與云計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)鍵詞聚類分析樹狀圖見圖13、圖14。圖中關(guān)鍵詞名稱在樹狀圖的縱軸，最上方的0～25代表兩個關(guān)鍵詞之間的密切程度，橫軸數(shù)字越大，則說明關(guān)鍵詞之間關(guān)系越疏遠(yuǎn)。

分析圖13樹狀圖中CNKI文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞之間的關(guān)系和出現(xiàn)的頻率，可分析出國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)研究的主要熱點問題，包括：基于大數(shù)據(jù)與云計算的數(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)、云計算、數(shù)據(jù)挖掘、霧計算等產(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，可分析出國外物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究的主要熱點問題，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；以無線傳感網(wǎng)絡(luò)、CoAP、RFID、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葹橹饕獙ο蟮挠布_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)的熱點為智慧城市、傳感器網(wǎng)絡(luò)、云計算、霧計算等領(lǐng)域的結(jié)合，可見目前物聯(lián)網(wǎng)的文獻(xiàn)研究中有較多的研究熱點集中在物聯(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)、云計算、霧計算等前沿技術(shù)應(yīng)用于智慧城市建設(shè)方面。

對比圖13和圖14的聚類分析結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)：國內(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，而這些正是國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)研究的相對空白之處。

（三）高頻關(guān)鍵詞知識圖譜和熱點關(guān)系分析

首先對之前SPSS統(tǒng)計軟件得到的高頻關(guān)鍵字相似矩陣，用1減去矩陣中每個單元格的數(shù)字，將兩者的差作為相異矩陣中對應(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)計軟件對高頻關(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)鍵詞知識圖譜如圖15、圖16所示。

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

第一個學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識群主要在第一象限，與第二、第四象限有部分交叉）主要是對物聯(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)”“智慧圖書館”“應(yīng)用”“RFID技術(shù)”等關(guān)鍵詞處于知識群的核心位置，且相互間較接近。這說明基于信息化、互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)的智慧城市、智慧圖書館等方面的應(yīng)用研究已受到廣泛關(guān)注。同時，“云計算”“大數(shù)據(jù)”“數(shù)據(jù)挖掘”等關(guān)鍵詞的高頻出現(xiàn)，還說明了這些技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)作用。另外，在這個知識群中還出現(xiàn)了“智能電網(wǎng)”“智慧校園”等關(guān)鍵詞，說明物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究領(lǐng)域正在不斷拓展。

第二個學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識群主要在第二象限，與第三象限有部分交叉）主要是對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行研究。其中，“傳感器”“射頻識別”“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”“數(shù)據(jù)采集”“電子標(biāo)簽”“ZigBee”等關(guān)鍵詞處于知識群的核心位置，這說明物聯(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、無線網(wǎng)絡(luò)等是該領(lǐng)域研究的重點及創(chuàng)新突破的關(guān)鍵。同時，“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，底層技術(shù)的創(chuàng)新情況會極大地影響到遠(yuǎn)程監(jiān)控、供應(yīng)鏈等應(yīng)用的發(fā)展。

第三個學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識群在第三和第四象限）主要是對物聯(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)鍵詞處于知識群的核心位置，這說明工業(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，社會經(jīng)濟(jì)對此領(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，“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)，還說明了目前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中對信息安全研究的依賴性，安全技術(shù)的創(chuàng)新會極大影響到物聯(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，可看出近十多年來國外物聯(lián)網(wǎng)理論研究主要存在2個主流學(xué)術(shù)領(lǐng)域。

第一個學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識群主要分布在第一和第二象限）以“Cloudcomputing”（云計算）、“RFID”（射頻識別）、“Sensors”（傳感器）、“LoWPAN”（無線個域網(wǎng)）、“COAP”（物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）、“Wirelesssensornetworks”（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)）為主要對象，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。可見，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。這說明國外的物聯(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，“security”（安全）、“privacy”（隱私）等高頻關(guān)鍵詞的出現(xiàn)，說明目前通過物聯(lián)網(wǎng)的軟硬件技術(shù)來解決安全和隱私保護(hù)問題正得到更多研究者的重視。

第二個學(xué)術(shù)領(lǐng)域（知識群主要分布在第三和第四象限）以“fogcomputing”（霧計算）、“cloudcomputing”（云計算）、“datamining”（數(shù)據(jù)挖掘）、“M2M”（機(jī)對機(jī)通信）、“Industry4.0”（工業(yè)4.0，即智能化時代）為主要對象，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?？梢姶祟I(lǐng)域主要是研究物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和運營，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，由于這些智能化應(yīng)用開啟了對大數(shù)據(jù)的需求，進(jìn)而給計算力帶來了極大的挑戰(zhàn)，云計算已經(jīng)無法滿足物聯(lián)網(wǎng)各種新興計算場景的需求，因此霧計算（Fogcomputing）已成為此領(lǐng)域的創(chuàng)新突破重點。

（四）文獻(xiàn)計量分析總結(jié)

通過對全球物聯(lián)網(wǎng)研究的文獻(xiàn)計量分析，得出以下結(jié)論：

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

（2）國內(nèi)對云計算、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，這是國內(nèi)研究的相對空白之處。

（3）目前國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)理論研究存在3個主流學(xué)術(shù)領(lǐng)域，包括對物聯(lián)網(wǎng)場景應(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）國外的物聯(lián)網(wǎng)理論研究存在2個主流學(xué)術(shù)領(lǐng)域，包括對物聯(lián)網(wǎng)軟硬件基礎(chǔ)、智能化應(yīng)用創(chuàng)新和運營等，相對來說，國外的物聯(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，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

本文通過對物聯(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)計量分析，探究全球及中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的競爭態(tài)勢，得出如下結(jié)論：

（1）我國物聯(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，帶動其他地區(qū)或企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

（2）從全球來看，無線通信技術(shù)、RFID、智能終端是目前各國爭相布局的熱點，研究熱點主要集中在射頻識別、無線通信、傳感器、云計算、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，是未來發(fā)展的重點。智能電網(wǎng)、智能家居、智能物流等新型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究將成為我國未來重點發(fā)展的領(lǐng)域。

（4）我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在數(shù)字信息、無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的核心技術(shù)競爭力較強，涉及通信模組、物聯(lián)網(wǎng)平臺等的物聯(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、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)國家存在較大差距；在通信、物聯(lián)網(wǎng)平臺方面的研究則較為成熟，不過作為我國產(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)，而我國物聯(lián)網(wǎng)研究則側(cè)重于生產(chǎn)生活場景的智能化商業(yè)應(yīng)用，專利技術(shù)主要集中于社會各類生產(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，與美國在控制器、電路器方面的差距明顯，未來應(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)理論還落后于美國等西方發(fā)達(dá)國家。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)價值很高，但都有著非常高的門檻，我國在相關(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，這些底層技術(shù)的下沉不足，又會導(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，過度依賴擁有專利權(quán)的國家，核心專利的研發(fā)進(jìn)程緩慢。核心技術(shù)的缺失將嚴(yán)重阻礙中國物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)布局，因此，未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)提高研究的深度，爭取在控制器、電路器、芯片設(shè)計制造、控制系統(tǒng)、終端設(shè)備等薄弱領(lǐng)域取得突破，爭取掌握一定數(shù)量核心專利的自主研發(fā)知識產(chǎn)權(quán)，減少對其他國家的技術(shù)依賴，從而保證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國健康可持續(xù)發(fā)展。

（2）目前國內(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，一方面是因為企業(yè)作為市場主體，受價值和利益的驅(qū)動，具有一定的功利性和滯后性的特點，而高?；蚩蒲性核谶M(jìn)行基礎(chǔ)理論技術(shù)研發(fā)時存在研發(fā)時間周期長、研發(fā)成果不確定性等現(xiàn)象，企業(yè)出于對時效性和風(fēng)險成本等方面的考慮，缺乏和高校之間進(jìn)行融合的動力。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?？蒲辛α亢推髽I(yè)需求信息。因此，政府應(yīng)在國家層面推動工程項目研究和基礎(chǔ)理論研究的融合，例如，通過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)新中我國高校和科研機(jī)構(gòu)的科技資源優(yōu)勢，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，降低整個社會的創(chuàng)新成本；并通過制定有針對性的規(guī)劃和政策，引導(dǎo)推動產(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物聯(lián)網(wǎng)的研究有明顯的影響，我國存在研究機(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)加強各區(qū)域之間的交流合作和專業(yè)人才流動。其中，中國礦業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、南京郵電大學(xué)、北京郵電大學(xué)以及中國電信股份有限公司等高校或企業(yè)是值得國家更為重視的物聯(lián)網(wǎng)研究機(jī)構(gòu)，應(yīng)通過鼓勵、引導(dǎo)和合作交流，盡快形成我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)更具國際影響力的研究機(jī)構(gòu)和合作團(tuán)體。

（4）要加大對物聯(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)帶頭和帶動作用，同時，應(yīng)重視以深圳為輻射中心，帶動其他地區(qū)或企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，鼓勵更多產(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，開展更為深入的產(chǎn)業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)研究、工程開發(fā)等工作。