透過專利分析看物聯網環境下電視技術的發展

夏 鵬，于 雷

（國家知識產權局專利局 專利審查協作北京中心，北京 100190）

責任編輯:許 盈

今天，物聯網技術剛剛為人們所熟悉，從嚴格的意義上說，物聯網甚至還沒有一個準確的概念。目前業界比較認可的一種定義是指利用RFID、紅外傳感器、全球定位系統等信息傳感設備，依托通信網絡進行傳輸和互聯，利用計算機實施和軟件系統進行信息處理和知識挖掘，最終實現人與物、物與物的信息交互以及生產生活信息的無縫銜接，進而達到對物理世界的實施控制、精確管理和科學決策[1]。而電視技術已經成功發展多年，有著相當成熟的硬件設施和通信網絡，更為重要的是，電視廣播網絡早已深入千家萬戶，有著極高的普及度。有統計數字表明，我國廣播、電視覆蓋人口分別達到96.31%和97.23%[2]，這顯然是一個極好的新應用的開發平臺，如果能將物聯網與電視技術結合在一起，必然能夠激活現有的電視設備和廣播網絡，為電視廣播相關的企業提供一片新的領域，同時也能夠極大地促進物聯網的應用。已有人提出，廣播電視網絡就是一個高端的物聯網[1]，并且提出了基于廣播電視網絡物聯網的幾大應用，包括交互視頻業務、多媒體通信、視頻監控、智能家居以及家庭醫療等。可見，在廣播電視領域，物聯網有著極大的應用前景。專利一向是新興技術應用的風向標，企業在新產品投放市場之前，往往都會先申請專利以尋求壟斷保護，考察當前其他企業申請專利的情況，就能夠得出在未來數年內，哪些應用將是市場的熱點，哪些技術才是企業應當關注的重點，從而為企業的產品研發提供方向性的參考，但時至今日與物聯網有關的專利分析仍然偏少，可見的多是對單個物聯網專利的分析[3-5]，沒有與具體的應用領域相結合。本文則是將物聯網技術與電視技術相結合，著重分析在當前條件下物聯網在廣播電視領域的一些頗具發展前景的方向，希望通過本文，為電視技術領域相關企業提供一些有益的指導。

1 有線電視網絡與物聯網的整合

現有的物聯網或者傳感器網與遠程計算機之間的通信主要依靠專有網絡，例如，Internet、GSM等，并且在實施過程中需要專門布線、安裝，這就帶來了兩個問題，一個是網絡使用成本較高，另一個是需要專門的維護措施，因而物聯網應用迫切需要一種成本低、快捷、方便的接入方式。另一方面，在實際生活中，特別是對于廣大家庭來說，有線電視網絡有著極高的普及率，作為有線電視必備設備的機頂盒除了具有數字電視的功能外，還具有雙向數據通信能力，并且由于其具有功能強大的微處理器，還具有進行一定網絡應用的潛力，因而利用現有的有線電視網絡及終端設備來引導物聯網應用成為一種非常具有吸引力的選項。

專利CN102164313A提出了一種整合無線傳感模塊的電視機頂盒，無線傳感模塊采用符合ZigBee標準的無線射頻收發單元，使得傳統的電視機頂盒具有了與家庭中的其他無線設備通信的能力，該機頂盒還具有標準機頂盒模塊，在通常的意義上，標準機頂盒模塊只是用于完成有線電視的應用，但在本發明中，也將該模塊的功能進行了擴展，使其能夠與無線傳感模塊交互，進而承載物聯網的應用。具體來說，在微處理器對無線網絡數據進行處理后，可將處理后的數據發送給標準機頂盒模塊，標準機頂盒模塊可根據需要將相關信息顯示在電視機上或者通過有線電視網絡上傳到遠端服務器，這就形成了由家庭物聯網到遠端服務器的傳輸線路，而由遠端服務器到家庭物聯網的傳輸線路則是上述過程的逆過程，只需在標準機頂盒模塊中設置一判決裝置，用于判斷遠端服務器傳送的數據類型，由此該專利以電視機頂盒為中心構建了家庭物聯網，最大限度地利用了現有設備，既降低了物聯網的應用成本，又增加了傳統電視設備的功能，使其與物聯網應用進行了整合。

專利CN101895584A則給出了一種不同的思路，它利用的不是機頂盒經有線電視網絡進行雙向通信的能力，而是利用機頂盒本身構成了一個自組織網絡（見圖1），在該專利中，機頂盒向下通過RS-232或者RJ-45與物聯網采集模塊相連，向上同樣通過RS-232或者RJ-45與附近其他的機頂盒相連，機頂盒之間采用“多級跳”的方式傳送數據，即RS-232或者RJ-45網絡的作用范圍之內，數據在相鄰的機頂盒之間依次向上傳遞，直至傳遞至骨干網接入模塊，骨干網接入模塊最終將數據發送至后臺服務器。

2 電視對物聯網應用的承載

家居環境的監測與控制是物聯網應用的一個主要方向，其主要關注對居住安全、居住環境的監測與控制，例如房間的入侵檢測、異常情況檢測，以及對屋內溫度、空氣、濕度的檢測等，其不但能向房屋主人實時提供上述檢測結果，還給予房屋主人控制家中設備的能力。而當前的數字電視一般同時具有顯示、存儲、聯網以及交互的能力，基于這些功能上的優勢，數字電視成為承載這一應用的重要設備。

專利CN102176747提供了一種基于數字電視的家居視頻監控系統，該電視外聯一攝像頭，可對房間內的情況進行拍照與攝像，數字電視內部增加了模式識別模塊與監控模塊，模式識別模塊用于對攝像頭所采集的視頻信號進行分析，判斷其中是否存在異常，如果判斷有異常情況發生，則可觸發報警與監控模塊，監控模塊一方面控制攝像頭對異常情況進行跟蹤監測，另一方面則將相應信息通過圖像或者文字的形式發送給房屋主人，同時數字電視原有的存儲設備還可記錄對應的視頻信號，從而構成了一個完整的家居監控設備。從上述描述可以看出，該新型視頻監控系統與傳統的數字電視完全兼容，只是增加了一些用于監控的功能模塊，并且這些監控功能模塊完全可以采用已有技術來實現，例如模式識別模塊，便可利用已有的相鄰幀差法判斷房間內是否有人在走動等，該專利通過這些監控功能模塊與數字電視原有的功能模塊相配合來共同完成對家居環境的監測任務，因而極大地降低了系統實現的難度與成本。

專利CN101930657提出了一個與前述專利相類似的構思，但是其所關注的不再是房屋的入侵檢測，而是家居環境的安全檢測，在該專利中使用了更多的環境傳感器，例如煙霧、氣體以及溫度傳感器，由于使用了多個傳感器終端，電視機頂盒中特別增加了為上述傳感器分配地址的網關模塊，由此建立傳感器與電視機頂盒相連接的局域網，智能傳感器采集的數據通過WiFi網絡傳送至電視機頂盒，機頂盒內的數據處理模塊用于處理上述數據，并根據上述數據判別房屋內的環境參數是否已經超過了正常水平，如果是，則一方面將報警信號發送至有線電視網前端的報警服務器，由報警服務器將報警信息通知房屋主人或者對應的應急部門，另一方面將封裝為DLAN格式的監測數據發送至控制模塊，控制模塊依據預設的聯動策略啟動對應的應急裝置。

如果說上述兩個專利中的電視設備承載的主要還是安全監控與自動報警功能，那么CN102393707則將監控擴展到了家居生活的方方面面，并允許房屋主人對家中設施進行遠程控制，但是該專利的技術方案與上述兩個專利之間并不存在技術障礙，只是對應地增加了用于接收用戶輸入指令的人機界面，這主要是因為在解決了傳感器與機頂盒之間連接組網以及機頂盒與前端服務器之間的網絡傳輸問題之后，剩下的只是在現有的機頂盒基礎上構建新的應用，這對當前功能強大的機頂盒來說并不是問題。

[1]秦龍，孫國兵，姚瓊，等.物聯網與廣播電視概述[J].廣播電視技術，2011（S1）：32-45.

[2]發展廣播影視共建美好城市創造美好生活:田進在上海世博會“信息化與城市發展”論壇上的演講[EB/OL].[2012-03-03].http://www.cctv.com/cctvsurvey/special/01/20100721/102864.shtml.

[3]中國科學研究院.物聯網相關專利[J].高科技與產業化，2011（2）：68-69.

[4]中國知識產權研究會專利委員會.物聯網射頻識別專利技術現狀及其發展趨勢[M].[S.l.]：中國知識產權研究會專利委員會，2011.

[5]桑芝芳.物聯網概念類上市公司中國專利申請統計與分析[J].發明與專利，2011（4）：42-45.