1、 D 智能家居市场及技术分析智能家居市场及技术分析报告报告 智慧芽智慧芽 Discovery 科技创新情报平台科技创新情报平台 D 目录目录 总结总结.3 智能家居生活场景智能家居生活场景.4 智能家居介绍及发展历史智能家居介绍及发展历史.6 智能家居行业市场现状智能家居行业市场现状.7 市场规模和发展集中地市场规模和发展集中地.7 主要参与企业主要参与企业.7 资本市场投资情况分析资本市场投资情况分析.8 智能家居产业链及技术分析智能家居产业链及技术分析.10 产业链产业链.10 资本市场投资方向资本市场投资方向.10 学术科研方向学术科研方向.11 企业专利布局企业专利布局.13 D 总结

2、总结 智能家居（smart home，home automation），又称智慧家庭，是一种方便的家庭布局和设置，在智能家居中，各种家用电器和设备可通过控制中心如手机等在任何地方实现远程自动控制。智能家居中的设备通过物联网技术相互连接，用户可以对各种家庭生活场景进行远程控制，如房门开关控制、温度调节、湿度调节、光线开关和家庭影院等。据 Markets and Markets 发布的市场调研报告显示，全球智能家居市场规模预计将从 2020 年的 789 亿美元增长到2025 年的 1823 亿美元，在预测期内的年均复合增长率为 18.23%。根据艾瑞咨询的数据，国内智能家居市场规模在 2016

3、年为 620 亿元，到 2022 年预计会增长到 2175 亿元，年均复合增长率为 23.3%。从全球开源新闻媒体信息、全球投资交易总额、全球科研论文数量分布、全球专利数量分布这四个维度来看，全球智能家居的发展主要集中在美国和中国。目前智能家居行业处于高速发展阶段，资本市场投资活跃、各大企业专利布局提高壁垒、科研主体对技术研究表示出极大的兴趣。智能家居领域技术范围广，依赖物联网技术、人工智能、半导体技术、通信技术和云计算平台，终端产品呈现多样化。资本市场的投资机构和企业专利布局偏向更加实用化的技术，如人工智能技术、数据处理等，以及终端应用方向如各种智能家居产品。投资机构主要有投资机构有 Int

4、el Capital、Techstars 和 Sequaia Capital，海尔、Samsung 和华为较为广泛的布局在智能家居领域的专利。学术领域的科研主体主要为中国的中国科学院以及美国的华盛顿州立大学，研究方向分布在智能家居的“软件”领域，包括云计算、嵌入式系统、人工智能、机器学习、即时计算和分布式计算。对于“硬件”领域主要有无线传感器网络的构建、人机交互设计、智能组网、无线网络技术和底层架构设计。国外智能家居行业的公司有 Google、Amazon、Apple、Samsung Electronics，四家公司具有较硬的技术实力和深厚的资本加持，通过收并购和自研的形式扩张智能家居行业的版

5、图。Google 在人工智能、大数据领域有较厚的技术背景，通过收购 Nest 构建统一家居通信协议，打造自己的家居生态圈。全球家用电子产品巨头 Samsung 通过收购 smartThings 帮助其家电产品相互联通，形成协同效应，并兼容不同的智能家居设备。Apple 着重发力打造自家HomeKit 智能家居平台，让 iPhone 成为智能家居的控制中心，发挥软硬结合，生态系统的优势。国内的主要公司是小米、海尔、美的和华为。小米通过投资加孵化的方式扶持小米生态链公司，设计生产智能家居产品并以小米手机作为控制终端将产品相联，打造小米智能家居生态圈。华为是国内唯一一家在芯片、云计算和终端应用系统都

6、有布局的国内企业，得益于华为巨大的技术优势，将会加大与主流家电企业间的战略合作，充分利用自己在软件上优势。至于海尔和美的，家电产品销量上的优势十分明显，它需要一个开放的平台，让自己的产品互联互通，同时能和其它产品协同，因此与互联网等科技公司的合作会弥补技术上的缺失，充分利用科技公司在人工智能、大数据、通信等技术领域的优势。随着芯片技术、传感器技术、边缘技术、人工技术等领域的发展，未来的智能家居会实现去中心化，各种技术达到无缝整合，实现终极无感的阶段。设备会根据人当时的状态自发的进行变化，如调节温度、灯光亮度，会主动分析及预测人的活动并做出相应的反应，而不是通过单独的设备控制。生物识别将会成为新

7、的识别模式，新智能材料将使家庭更精简、更节能，多功能设备将作为平台，使单功能设备过时。总之，未来的智能家居更是一个无缝衔接的统一系统，将会越来越接近电影钢铁侠中主人公 Tony Stark 的家。D 智能家居生活场景智能家居生活场景 提起全屋智能家居场景，比尔盖茨的“Xanadu 2.0”或许能给到大家最为直观的感觉，作为 IT 巨擘，比尔盖茨为自己的家设计了无数的互动软件和高科技功能，在近 30 年前就将住宅“全智能化”，力求人在屋外也可以随时掌控屋内的一切动态。“Xanadu”，在捷克文的意思为“室外桃园”，来源于电影第四力量。比尔盖茨于 1990 年开始打造“Xanadu 2.0”，用时

8、 7 年之久，铺设电缆将近 84 公里，耗资 6300 万美元将其建造成一座高科技庄园。1 图表 1“Xanadu 2.0”远景 这座高科技庄园，从本质上来说其实就是智能家居，不仅是微软技术实力的对外展示，还展示了人类未来智能生活场景。比尔盖茨曾在 1995 年出版的未来之路中预言：“在不远的未来，没有智能家居系统的住宅会像不能上网的住宅一样不合潮流。”2 比尔盖茨的“Xanadu 2.0”满足了大众对智能家居的一切幻想，“Xanadu 2.0”的智能家居系统由智能安防、智能家电、智能环境控制、智能监控组成。3 智能安防：入口处安装有“人脸识别”系统，若无许可则会被系统认定入侵，引发报警，监控

9、摄像头可让主人全方位查看家中一切情况。智能家电：厨房内的冰箱会记录食材存放时间，各种烹饪锅内都有测温装置并与控制装置相连，保证烹饪时菜肴不过热爆炸或外溢。智能环境控制：这座豪宅内置了高科技传感器系统，能够随时监控室内温度和照明情况。地板中的传感器会在 15 厘米内追踪人的足迹，在感应到人来时会自动打开照明，在离去时会自动关闭。不仅如此，豪宅内三层圆顶私人图书馆内的光线会随着外界阴晴变化而进行调整。1 https:/ https:/ 3 https:/ D 图表 2“Xanadu 2.0”智能监控 图表 3“Xanadu 2.0”厨房 图表 4“Xanadu 2.0”卧室 图表 5“Xanadu

10、 2.0”私人图书馆 同样，林志颖的豪宅也被称为“全球最智能的未来私宅”，可实现语音、远程操控全屋智能家电。另外，电影钢铁侠中的主人公 Tony Stark 的豪宅可以说最具未来感、最具智能感，电影中房屋完全由智能管家 J.A.R.V.I.S.管理，J.A.R.V.I.S.具有独立思考能力，会帮 Tony Stark 处理各种事务、计算各种信息，满足了我们对未来智能家居的各种幻想。得益于目前物联网、通信、半导体和人工智能技术的发展，智能家居不再是寻常人家遥不可及的产物，不再是对未来生活憧憬的幻想。在智能家居生活中，人不再是生硬地生活在家中，而是与家有机的融合在一起，真正成为了家庭生活的享受者。

11、D 智能家居介绍智能家居介绍及发展历史及发展历史 智能家居（smart home，home automation），又称智慧家庭，是一种方便的家庭布局和设置，在智能家居中，各种家用电器和设备可通过控制中心如手机等在任何地方实现远程自动控制。智能家居中的设备通过物联网技术相互连接，用户可以对各种家庭生活场景进行远程控制，如房门开关控制、温度调节、湿度调节、光线开关和家庭影院等。发展历程发展历程 1901 年至 1920 年，大众对智能家居产生了朦胧的憧憬，电力逐渐被引入到千家万户，当时的家用电器被人们称为智能产品。1965 年至 1966 年，西屋电器（Westinghouse Electric

12、）工程师 James Sutherland 发明了 Echo IV 第一台家庭智能中控主机，该主机能帮人们计算购物清单、调控室内温度、控制家用电器的开关。同时，霍尼韦尔公司（Honeywell）研发了世界第一台智能厨房电脑。1975 年，首个针对智能家居通信的协议 X10 电力载波技术协议开发并获得专利。X10 能够在房屋的电路网络中发送控制信号来控制设备的运作。1984 年，世界第一幢智能大楼 City Place Building 在美国康州诞生，大楼配备了远程通信系统、办公自动化和自动监控设备。1997 年，现代意义上的第一座智能家居豪宅 Xanadu2.0 建成，智能住宅不再是科幻小说

13、中人们对未来美好家庭生活的幻想，已经成为了现实。2000 年开始，智能家居行业迅速发展，相关技术日趋成熟，智能家居产品进入普通大众的选购清单。1999 年和2003 年，Z-wave 和 Zigbee 通信协议获得成熟开发，解决了设备之间的数据传输问题。2010 年，Nest Labs 成立并在第二年发布第一款智能产品 Nest Learning Thermostat。2012 年，SmarThings 成立并发起众筹开发智能家居产品，总共募集到 120 万美金的资金。2013 年，微软智能家居实验室 Lab of Things 建立。国外大科技公司如Apple、Amazon、Google 先

14、后发布智能家居产品和控制平台。国内厂家如小米、华为、海尔、美的等也采取自行研发和收购并购的方式布局智能家居行业，打造自己的智能家居生态圈。D 智能家居行业市场智能家居行业市场现状现状 市场规模和发展集中地市场规模和发展集中地 据 Markets and Markets 发布的市场调研报告显示，全球智能家居市场规模预计将从 2020 年的 789 亿美元增长到2025 年的 1823 亿美元，在预测期内的年均复合增长率为 18.23%。4 根据艾瑞咨询的数据，国内智能家居市场规模在 2016 年为 620 亿元，到 2022 年预计会增长到 2175 亿元，年均复合增长率为 23.3%。5 从全

15、球开源新闻媒体信息、全球投资交易总额、全球科研论文数量分布、全球专利数量分布这四个维度来看，全球智能家居的发展主要集中在美国和中国。其中美国在新闻媒体宣传和资本市场中投资交易总额中占据优势。在学术科研方面，美国和中国几乎齐头并进，引领着全球智能家居的科研方向，但是印度也慢慢积蓄着科研的力量，紧紧追赶着欧美的脚步。在专利方面，中国在数量上一枝独秀，遥遥领先于美国，可以发现中国企业在智能家居方面持续取得技术进步，抓紧专利布局，构建专利壁垒。图表 6 智能家居领域新闻媒体信息数量地域分布 图表 7 智能家居领域投资情况（交易总额）地域分布 图表 8 智能家居领域学术科研地域分布 图表 9 智能家居领

16、域专利数量地域分布 主要参与企业主要参与企业 通过对新闻媒体信息数据的整合和分析，我们可以发现在新闻媒体中，被较多提到的企业有 Google、Amazon、Apple、Samsung Electronics。最近 6 个月内，全球媒体关于智能家居的讨论热度不断升高，热度主要围绕在Amazon、Google 和 Apple 这三家公司。在全球智能家居市场中，Google、Amazon、Apple 和 Samsung Electronic 具有较硬的技术实力和深厚的资本加持。Google 在 2014 年 1 月 14 日收购了智能家居产品开发和生产商 Nest。Samsung Electroni

17、c 于 2014 年 8 月收购家居自动化公司 smartThings。两笔收购拓展了 Google 和 Samsung Electronic 在智能家居行业的版图，同时极大的增加了两家公司智能家居产品的技术储备和产品研发能力。Amazon 和 Apple 本身具有较为深厚的技术功底和产品设计能力，陆续在市场上推出了自己的产品和智能家居平台。4 https:/ https:/ D 图表 10 智能家居领域全球新闻媒体提及最多的企业 资本市场投资情况分析资本市场投资情况分析 各大科技公司和家用电器公司积极布局智能家居领域，资本市场对智能家居行业的关注度逐渐提高。智能家居领域投资资本市场交易数量和

18、交易总额从 2011 年起稳步增加，智能家居行业持续受到资本关注。2014 年全年的交易金额达到最大，这一年在智能家居行业发生了两笔重大的收购，google 用 32 亿美元收购 Nest，三星以 2 亿美元收购了 smartThings，用来扩张自己在智能家居领域的版图。在全球智能手机市场增长趋于放缓的情况下，Samsung、Apple 以及 Google 都希望在新市场中有所斩获。从这三家国际公司的选择来看，在智能家居市场里，先拥有硬件已经成为共识。苹果有 HomeKit，Google 有 Nest，而Samsung 则拥有 SmartThings。苹果通过 HomeKit 开放，接入第三

19、方智能家居产品，让 iPhone 成为智能家居的控制中心，发挥软硬结合，生态系统的优势；Google 则从 Nest 入手，构建统一的智能家居通信协议；至于Samsung，智能手机、家电产品销量上的优势十分明显，它需要一个开放的平台，让自己的产品互联互通，同时能和其它产品协同。图表 11 智能家居领域投资交易情况 全球智能家居行业的投资种类丰富，包括风险投资、种子投资、天使投资、IPO、债券融资、政府资助等主要融资类型。但是，目前来说主要以风险投资和种子投资为主。从侧面说明智能家居行业目前整体处于发展阶段，并且智能家居行业的竞争较为激烈。D 图表 12 智能家居领域投资类型 风险投资轮数主要分

20、布在种子轮和 A 轮。创业公司的创业轮次（融资轮次）与其业务发展里程碑相对应。种子轮的公司基本处在验证用户需求中，而 A 轮的公司处在验证商业模式中。A 轮和种子轮的公司一般处于初创阶段，用户需求、商业模式、技术壁垒还在发展。风投公司在此时进入收益较大。侧面反映智能家居行业处于发展的初期阶段，被资本市场的关注度高，大量初创公司进入到该行业，竞争激烈。图表 13 智能家居领域风险投资轮数分布 D 智能家居产业链智能家居产业链及技术分析及技术分析 产业链产业链 智能家居，以住宅为平台，依赖物联网技术、人工智能、通信技术和云计算平台，将家居设备有机互联，使家居设备能够集中管理、远程控制和联动使用，实

21、现家庭环境管理、安全防卫、影音娱乐与家居生活有机结合。主要应用场景包括智能家电、智能娱乐、智慧安防、智能环境控制等。智能家居产业链上下游较长，参与者遍布芯片设计、制造，传感器提供商，通讯模块，智能控制器，智能终端，全屋智能解决方案提供商。按技术层级分类，可分为：基础层：底层的物联网技术和智能语音、视觉识别、生物识别等 AI 技术。技术层：芯片和传感器等元器件供应商，通信模块和智能控制器等中间供应商。应用层：智能家居管理控制平台（云服务、操作系统）、终端产品、全屋智能解决方案。图表 14 智能家居领域产业链示意图 资本市场资本市场投资方向投资方向 风投领域较为活跃的投资机构如下 10 家，并且每

22、家风投机构投资的侧重点和布局各有差异。结合 Discovery 数据库中的投资数据，我们可以发现 Intel 最近投资了物联网医疗、物联网安全、人工智能图像处理、智能医疗监控、人工智能芯片等领域。Techstars 最近投资了数据传输安全、动作识别、终端智能控制软件系统、智能厨房、语音识别技术、可穿戴设备、健康监控、数据处理系统平台等领域。Sequoia 主要投资物联网安全、各类操作平台系统和物联网医疗。D 图表 15 智能家居领域投资方交易数量排名 投资细分技术反应资本市场认为有发展前景的技术领域。主要大方向是智能家居和物联网，同时智能家居是物联网的一个应用场景。技术层面细分主要有软件和设备

23、方向，包括设备之间的通信、数据分析处理、人工智能技术。图表 16 智能家居领域投资细分技术排名 学术学术科研方向科研方向 智能家居行业的学术研究论文数量从 2011 年开始稳步增加。2018 年开始增长放缓。科研主体对于智能家居行业的关注在逐步上升。图表 17 智能家居领域学术文献发表趋势 D 主要研究主体为中国科学院和美国华盛顿州立大学。图表 18 智能家居领域主要学术研究主体 学术领域的研究分支为嵌入式系统、物联网、人工智能、人机交互和通信。热门学术研究主要分布在智能家居的“软件”领域，包括云计算、嵌入式系统、人工智能、机器学习、即时计算和分布式计算。对于“硬件”领域主要有无线传感器网络的

24、构建、人机交互设计、智能组网、无线网络技术和底层架构设计。实际应用场景有活动识别和物联网医疗。图表 19 智能家居领域学术热门研究领域细分 D 企业企业专利布局专利布局 智能家居行业专利申请量逐年增加，相关技术不断发展，相关智能家居行业公司抓紧技术布局。2011 年至 2016年授权比均高于 50%，技术发展处于初期阶段，大量专利空白需要填补。2017 之后，由于很多专利还在审查中，因此授权比下降，但是从提交的专利数量来看，技术发展势头依然迅猛。2019 年专利申请量达到高峰。图表 20 智能家居领域专利申请与授权趋势 全球专利申请人中，青岛海尔通过子公司进行广泛的专利布局，提高在智能家居技术

25、领域的国际竞争力，由于海尔同时也是家用电器生产制造商，因此在海尔的智能家居布局中，将会以打造产品生态圈，实现自己品牌家用电器的互通互联。同时我们也可以看到华为也在抓紧进行专利申请，提高专利占有量。图表 21 智能家居领域全球专利权人排名 D 智能家居行业在中国布局专利的企业主要以国内企业和在华有大量业务的家电公司，如海尔和三星。除了海尔及其子公司的专利布局外，传统国内家用电器企业，美的、格力也在积极的进行着专利的布局。图表 22 智能家居领域专利受理国为中国的申请人排名 D 智能家居行业的专利主要布局在数据传输、移动通信、无线通信、数据处理和图像处理等领域。这些技术领域均属于智能家居的最底层核心支撑技术，在这些技术领域布局，将会提高企业的技术壁垒，构筑护城河。图表 23 智能家居领域专利技术布局