基于专利分析的智慧农业技术发展研究

卢 瑾

（陕西地建土地勘测规划设计院有限责任公司，陕西西安 710075）

随着物联网、大数据、云计算、区块链及人工智能等新一代信息技术的兴起，作为基础产业的农业也开始探索与现代信息技术的融合，农业产业数字化、智能化、集约化的变革趋势在逐步形成。随着现代信息技术与农业的深度融合发展，通过物联网、大数据、人工智能及空间信息等技术实现农业生产的在线监测、精准作业、数字化管理的智慧农业被认为是有望掀起新一轮农业革命的新兴技术，农业的第三次革命—“农业数字革命”正在到来。专注于农村人工智能场景开发应用的研究人员李开复认为，农业生产中的大量重复性劳动，如播种、施肥和撒农药都是可以被人工智能（AI）所取代。农村将是人工智能和机器人应用落地的最好场景［1］。刘璐认为，智慧农业的重要手段是现代信息技术，通过运用先进的物联网、大数据及人工智能等技术对农业的生产经营进行智能化管理，从而实现农业生产的精准化、可视化及决策智能化［2］。付余仁认为，现阶段已经具备较好的智能化管理基础，而这也是智慧农业得以推广的必要条件［3］。

2020 年，是总结十三五、开启十四五的关键之年。农业农村部、中央网信办联合印发《数字农业农村发展规划（2019—2025）》，具有深远意义［4］。农业科技发展是智慧农业建设的重要组成部分，未来将依靠科学技术实现对农业产品质量和生产过程的无人化管理［5］。

1 数据来源与研究方法

利用专利检索软件，筛选关键词，围绕智慧农业展开，采用近义词进行尝试检索，确定检索式为“农业现代化 OR 智慧农业 OR 农业物联网 OR 农业信息化 OR 农业智能”，在116 个国家/地区中，搜索出11 086 条专利，检索时间为2020 年3 月31 日，将检索时间范围调整为2001—2020 年，检索出专利数据为10 856 件。根据检索数据，展开具体讨论。

2 智慧农业技术发展概况

2.1 专利申请趋势

申请趋势可以从宏观角度反映该技术领域在各时期的专利申请热度变化。根据图1 可以清晰看到，该领域专利申请数量逐年递增。2017年的专利数量达到2 037个，2018、2019 年因数据不完备，不做完整趋势分析。

2.2 专利授权趋势

分析整个技术的授权趋势，有助于了解该技术领域的授权情况。研究表明，专利授权呈现逐年递增趋势，从2001 年的17 件到2018 年976 件，其趋势与专利申请趋势基本保持一致，如图2所示。

2.3 专利法律状态

专利的法律状态包括有效、失效、审中及未确认4 种。通常情况下，审中状态表明新申请专利较多，该占比反映该领域近期创新活力，未确认状态包含PCT 申请和无数据的情况。数据显示，在智慧农业技术领域，如表1所示，失效专利3 602 件，占比32.49%；有效专利4 325件，占比39.01%；审中专利3 076 件，占比27.75%；其他专利83 件，占比0.75%。有效专利及审中专利占比超过66%，可见该领域技术发展有较强的创新活力。

2.4 专利类型

专利类型的分布反映该技术领域的申请人专注于保护创新的功能还是外观。通常情况下，发明专利相对于实用新型的占比，更能反映该领域的创新程度。在智慧农业技术专利数据中，发明专利占比62.23%，实用新型专利占比36.49%，外观设计专利占比1.28%，由此可见，该领域专利技术创新性较强。

3 重点专利分析

3.1 被引用最多的专利

已被广泛应用且有很多人借鉴的专利更具影响力并代表着该技术领域的核心创新技术。按每件申请显示一个公开文本的去重规则进行统计，引用排名前5 的专利分别是CN102165880A（被引用量81）、CN201898701U（被引用量61）、CN102445933A（被引用量58）、CN202886979U（被引用量57）及CN203241793U（被引用量56）。被引用量排名前十的专利具体信息如表1 所示：

3.2 市场价值最高的专利

根据国际专利分类（IPC）标准，可将专利价值分为10 种，见表2。

表2 专利价值行业基准对比

通过专利价值评估，找出该技术领域内最有价值的专利，帮助了解哪些专利发明具有较高的市场价值和利润潜力。最有价值的专利是指该技术领域内具有最高专利价值的简单同族。

3.3 核心技术分析

根据核心技术，可显示该技术领域内主要公司的专利关键词，有助于了解该技术领域内主要公司相关的技术概念，借此区分不同公司的技术焦点。关键词使用最新的5 000 条专利计算得出。数据显示，核心专利集中关键词为“数据采集”“固定连接”“种基于”“方法及装置”“物联网”及“制备方法”。

通过核心概念分析可以了解该技术领域内最热门的技术主题词，了解该技术领域最新重点研发的主题。本文提取了该技术领域中最近5 000 条专利中最常见的关键词，具体内容见表3。

表3 专利核心词汇

4 结语

通过对专利技术发展情况进行分析，智慧农业领域专利数量及类型表现活跃，该领域有较好的发展势头，受到高校、企业的高度重视。通过对重点专利的讨论，高被引专利来自南京农业大学的采摘机器人，具有较大的应用价值。根据专利价值梳理出专利价值行业基准，专 业 分 类 涉 及G05B19、A01G9、H04L29、A01G25、G06Q50、G01D21、G05D27、G08C17、C05G3 和A01C23。结合核心技术关键词分析，智慧农业技术关键词包括种基于、固定连接、物联网、数据采集及方法及装置等，这些方向也是该领域发展值得关注的方向。随着我国乡村振兴持续发展，智慧农业将扮演重要角色，其中信息控制平台建设、具体场景传感器设备研发、物联网需求将持续增大。