基于LDA主题模型的物联网技术演化研究

摘要

当今全球信息通信产业正在进入深度整合和发展阶段，物联网作为继个人计算机、互联网之后，最具发展前景的产业之一，正在推动社会生产和经济发展方式的深刻变革。随着5G、人工智能等技术的深化发展，中国物联网技术面临着前所未有的发展机遇。针对中国物联网技术发展脉络模糊以及尖端技术存在短板的问题，分析物联网技术的演化过程和趋势，从宏观上把握物联网技术发展脉络，明晰技术演化趋势和重点技术的发展阶段，对中国发挥后发优势，识别物联网技术短板，强化相关领域的科技创新具有重要意义。 本文从专利技术主题的视角，将LDA主题模型引入到物联网的技术演化研究中。以德温特专利数据为基础，应用LDA主题模型挖掘物联网专利中隐含技术主题。在技术演化过程方面，根据技术主题强度在时间轴上的变化情况，分析了物联网技术强度的演化；根据技术主题特征词随时间发展的变动与偏移情况，分析了物联网技术内容的演化；从主题变动和主题词演化的角度对比了中国和美欧等国家物联网技术演化过程的差异。在技术演化预测方面，创新性的提出以技术主题强度对重要主题的专利量进行修正，并运用Logistic模型对修正后的专利量进行曲线拟合，研究和预测了物联网重要技术的成熟度；进一步对比分析了科技论文与专利文献的主题内容，预测了物联网技术的演化趋势，并通过专利爆发词的检测方法对结果进行了验证。 研究表明：（1）物联网技术已经从无线连接、电路信号、射频识别等基础性技术发展到智能计算、5G、工业物联网等技术领域；（2）高端传感器和基础芯片技术是中国物联网技术发展的掣肘，相关核心技术短缺，自主创新能力不足，专利受制于人，成为中国物联网技术发展瓶颈；（3）智能终端、人机交互、可穿戴设备、人工智能、虚拟现实等技术处于成长期末端，将在未来几年内逐渐成熟，需要尽可能的延长这些技术的成长期以带来更大效益。（4）无线低功耗技术、局域网络接入技术标准、边缘计算、健康监测与保险行业结合、基于信息共享的柔性制造、物联网生物医疗技术、信息认证和动态防伪等技术将是未来物联网技术演化的潜在方向。 最后，根据对物联网技术演化过程和预测的结果，提出重点推进物联网技术融合、构建物联网产业生态体系和强化自主创新等促进中国物联网发展的对策和建议。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 文献综述

1.2.1 物联网技术研究综述

1.2.2 技术演化研究综述

1.2.3 LDA模型研究综述

1.2.4 文献评述

1.3 研究目标及主要内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 主要研究内容

1.3.3 技术路线图

1.4 创新点

1.5 本章小结

2 相关理论基础

2.1 LDA主题模型

2.1.1 LDA模型概述

2.1.2 LDA基础知识

2.2 技术演化理论

2.2.1 技术生命周期理论

2.2.2 TRIZ理论与S曲线模型

2.2.3 Logistic模型

2.3 本章小结

3 物联网技术演化过程分析

3.1 LDA主题挖掘

3.1.1 数据收集及预处理

3.1.2 参数设置

3.1.3 主题挖掘

3.2 物联网技术演化分析

3.2.1 技术强度演化

3.2.2 技术内容演化

3.3 中国与美欧等国家物联网技术演化对比

3.3.1 技术主题演化对比

3.3.2 主题词演化对比

3.4 本章小结

4 物联网技术演化预测分析

4.1 物联网重要技术成熟度预测

4.1.1 专利修正系数

4.1.2 重要主题专利量修正

4.1.3 Logistic曲线拟合及成熟度预测

4.2 物联网技术演化趋势预测

4.2.1 科技论文与专利主题对比

4.2.2 物联网专利爆发词检测

4.3 本章小结

5 物联网技术发展的对策与建议

5.1 重点推进技术融合

5.2 构建物联网生态体系

5.3 强化自主创新

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果

致谢