智能冰箱：专利定义“新鲜”生活

10年前，有媒体曾畅想过一款“未来冰箱”，其不仅能够根据食材散发出的味道判断果蔬新鲜程度，还可与超市联网，根据储存情况和用户偏好给出“智能菜谱”，让用户足不出户就能安享美食。如今，伴随物联网（IoT）生态系统建设、5G等技术的发展，智能化的“未来冰箱”已成为现实。

　　所谓智能冰箱，就是能对冰箱进行智能化控制、对食品进行智能化管理的冰箱类型，主要包括基于屏幕控制的智能冰箱等。自2020年新冠肺炎疫情发生以来，智能冰箱更是凭借其无接触的交互方式，引起人们的关注。本文中，笔者对基于屏幕控制的智能冰箱专利技术进行检索分析，以期为该领域深入研发提供有价值的专利信息参考。

　　行业整合，集群效应

　　根据发展趋势，全球基于屏幕控制的智能冰箱专利申请可划分为四个发展阶段：第一阶段在2009年以前，随着1999年互联网公司的逐渐兴起，智能冰箱开始出现相应的专利申请，该阶段的冰箱智能化集中在变频、节能、静音、保鲜，但因开发技术、生产能力等方面因素的限制再加上2008年全球经济危机的影响，专利产出较低。第二阶段在2010年至2012年间，相关领域专利申请量增长较为缓慢，到2012年开始进入上升趋势。第三阶段在2013年至2017年间，其中2014年作为中国智能冰箱“元年”，同时恰逢物联网、云计算、人工智能等技术的不断创新升级并与硬件尝试紧密结合的关键时期，智能冰箱专利申请量呈井喷之势。第四阶段在2018年之后，随着IoT、5G技术带动互联网智能家电的不断发展，专利申请数量呈现逐渐平稳发展趋势，主要是由于该阶段的竞争格局基本形成、相关技术发展相对成熟，行业整合转型基本完成。

　　从技术来源国看，中国、韩国、日本是该技术的主要来源国。其中，中国相关专利申请量占比56%。从全球专利申请排名看，该领域前10位主要申请人中，除三星、LG、松下、博西华电器外，其余6家主要来自国内的传统冰箱企业（长虹、美的、海尔、格兰仕、海信）以及互联网企业（云米）。

　　从专利地域布局来看，我国各省市基于屏幕控制的智能冰箱专利申请量排名前四位的省份依次为：广东、江苏、安徽、山东，专利申请量占全国申请总量的57%。这主要是由于这四省集中了主要的智能冰箱厂商，如广东省的美的、云米、容声、科龙，江苏省外资在华企业三星、博西华电器、乐金，安徽省的美菱、华凌，山东省的海尔、海信等品牌。这表明中国智能冰箱的发展现阶段以这四个省份为主导，进行技术领导创新，形成良好的集群效应优势。

　　智能识别，交互物联

　　从核心技术来看，基于屏幕控制的智能冰箱技术分支主要包括智能传感识别、通信控制系统和终端控制屏管理等几个方面。

　　智能传感识别主要包括食品识别（图像、语音、二维码、条形码等）、健康管理、温湿/保鲜杀菌/除霜等制冷参数、节能降噪、人体识别/手势动作/距离感知、照明亮屏、安防报警等控制技术参数进行检测。为提高智能传感效果，创新主体在具体实践中通常会结合以上多种智能传感识别技术，如食材识别与健康管理、温湿/保鲜杀菌/除霜与节能降噪、人体识别/手势动作/距离感知与安防报警等进行跨技术横向交叉结合。

　　通信控制系统主要包括硬件控制、通信模式和软件编程算法等的改进方面。在硬件控制方面，2000年海尔提交的专利申请“网络冰箱”（公告号：CN2501114Y），在冰箱上增加中央处理器及程序、显示单元、内存单元、语音留言单元、测温单元、网络通讯单元和信息录入单元，实现食品信息智能管理、远程访问和信息查询、网上购物和个人信息查询、语音留言、家庭菜谱和营养配菜、故障过程反馈，远程诊断等功能。在通信模式方面，2013年LG提交的专利申请“家用电器和移动设备”（公开号：CN103914272A），可实现共享关于外部设备的信息，家用电器（如冰箱等）通过屏幕与一个或多个外部设备（如其他家用电器）通信，显示屏上显示关于多个外部设备当中通信连接到通信单元的外部设备的信息。在软件编程算法方面，2013年长虹提交的专利申请“智能开启冰箱显示屏方法”（公开号：CN103438658A），包括人体运动感知模块、人体测距模块、处理模块及通信模块。可以根据人体的运动状态判断得到人体相对冰箱的运动状态，并根据判断结果智能地对冰箱显示屏进行显示控制。

　　冰箱终端控制屏管理主要涉及交互功能、屏面板以及智能家居云物联等的控制管理。在交互功能的实现方面，2008年三星提交的专利申请“智能厨房系统”（公开号：KR20100045154A）将冰箱连入家庭网络，通过家庭网络服务器记录智能冰箱的存储食物清单和食物访问清单，而触摸屏监视器则将触摸信号发送到家庭网络服务器，进行数据处理和控制。在屏面板管理方面，2011年美的提交的专利申请“TFT触摸屏”（公开号：CN102519218A），将触摸信号反馈给智能控制模块，实现不同功能模块间的信息交互。在智能家居云物联方面，2016年三星提交的专利申请“物联网IoT连接终端装置”（公开号：WO2017171204A1），家庭自动化系统使用物联网技术控制每个设备家庭的操作服务需求，以帮助用户更容易地控制所提供的各个设备。

　　智能控制，跨界融合

　　笔者经过专利检索后发现，基于屏幕控制的智能冰箱呈现跨计算机控制、通信领域的特点。技术研发重点从智能识别、智能控制技术向全屋场景化的智能家居、人机交互、云物联控制方向演进。其中三星、LG利用其在屏幕研发制造领域的领先地位，以及作为家电产品的全球主要生产厂商，在该领域具有核心技术优势，重点布局在智能家居、物联网控制应用系统。而松下研发重点为应用于家电领域的智能控制、通信技术。

　　国内最早于2000年开始由海尔、海信引领该领域的研发，带动了美的、长虹、格兰仕等传统家电厂商进行转型跨界升级。其中长虹由于前身业务是彩电、信息电子等，具有一定研发优势，其他的传统冰箱企业研发重点主要在智能冰箱终端控制、性能、结构改进等方面。而作为互联网企业小米生态链下的非传统家电企业——云米虽然研发起步较晚，但从2016开始在云物联、全屋互联网控制、跨界整合中进行专利布局，表现出强劲的竞争优势。

　　笔者建议，随着互联网智能家电不断升级，国内相关冰箱家电企业需要围绕该领域核心和基础性技术形成全方位多层次的专利保护，增强专利海外布局；对智能控制、智能管理等重点专利进行技术挖掘和专利风险防控；并通过冰箱、控制、通信技术领域的跨界融合发展形成标准化的专利技术，推进智能冰箱与智慧社区的共融共建。