物联网产业专利现状分析.docx

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物联网产业专利现状分析

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物联网产业专利现状分析

目录

一、物联网的认知2

二、物联网专利信息分析和预警的意义3

三、物联网重点技术的专利现状分析3

1.感知层技术3

1.1传感器技术4

1.2射频识别技术6

1.3传感节点组网技术8

1.4无线接入技术10

1.5中间件技术11

2.网络层技术14

2.1云计算14

2.2异构网融合15

2.3远程控制17

3.应用层技术20

3.1智能物流20

3.2智能交通21

4.共性支撑23

4.1地理空间信息23

4.2智能嵌入式技术24

4.3信息安全26

四、如何进行知识产权的创新27

1.是对政府的一些建议27

2.对行业组织的建议29

3.对产业发展的一些建议30

摘要：

物联网技术具有十分宽广的技术范畴和应用领域，它一方面利用了诸多现有技术，包括半导体技术、计算机技术、现代通信网络技术、甚至纳米技术、生物技术等各种高新技术、交叉技术；另一方面又具有自身独有的特点，能对物理世界进行信息获取、传输和处理，并将处理结果以服务的形式发布给用户。

关键词：

物联网专利物联网世界

近日，苹果公司与诺基亚长达两年之久的专利权的诉讼案，以诺基亚的大获全胜而告终。

美银美林预测，诺基亚将从苹果公司获得一次性专利费2亿欧元左右，随后每个季度持续获得大约4000万欧元的专利费。

诺基亚的胜利再次昭示：

在商业竞争中，拥有了专利权就拥有了主动权，就拥有了财富。

中国企业在专利上，可谓教训惨痛。

曾经，中国的DVD产量占全球市场的80%，但在专利战下，每出口一台VCD、DVD要交纳专利金12美金，所以中国品牌在海外已经全军覆没，沦为挣取血汗口粮、依赖资源和环境透支的国际DVD代工仔；彩电行业也面临在美国专利费高于全行业利润的可能专利陷阱；手机行业也未摆脱海外发达国家的专利“紧箍咒”……

中国企业不得不将手机售价的20%、计算机售价的30%、数控机床售价的20%-40%支付给国外专利持有者。

中国物联网在未来，同样可能面临巨大的专利雷区。

宏观上如果运作的不好，中国企业就可能出现，在国内，价格肉搏见血；到国外，专利割肉见骨，最终宏观上都是以微利甚至无利收场。

血的教训面前，政府层面高度重视新兴的物联网行业的专利争夺。

日前分别在北京和广东召开的物联网专利预警发布会，为物联网企业敲响了专利战的警钟。

一、物联网的认知

物联网技术具有十分宽广的技术范畴和应用领域，它一方面利用了诸多现有技术，包括半导体技术、计算机技术、现代通信网络技术、甚至纳米技术、生物技术等各种高新技术、交叉技术；另一方面又具有自身独有的特点，能对物理世界进行信息获取、传输和处理，并将处理结果以服务的形式发布给用户。

毫无疑问，物联网是个大而全的前所未有的通信网络，它脱胎于现有技术却又不同于现有技术，就造成了目前无论是在产业界还是学术界，都难以从整体上给出物联网技术全面的、明晰的技术分类，也难以从整体上给出物联网与非物联网技术的清晰边界。

目前，对物联网的认知能达到共识的是它的三大技术方向的分类：

感知层、网络层和应用层。

所以我们对物联网技术专利的探讨也就可以依据这三个方向。

二、物联网专利信息分析和预警的意义

从物联网的概念正式提出以来，无论是在国内还是国外，直接与物联网相关的专利申请数量在迅速增加，在国内申请中，目前我国申请人在数量上具有一定的优势，但国外申请人已经开始在我国进行专利布局，这无疑会对我国物联网产业的发展构成威胁。

从国内申请的省市分布情况来看，经济较为发达的京、苏、浙、粤、沪等省区居于前列。

总体而言，物联网相关的专利申请正呈现出一种蓬勃发展的势头，这无疑正是这一技术和产业迅速崛起的缩影。

面对国内外在物联网技术上不断拓展的专利布局现状，我们只有全面、准确的摸清国内外专利技术发展的具体方向、了解拥有重要技术的主要国家、省市和企业，了解不同的地区和企业技术研发重点，才能做到知己知彼，从而在物联网技术发展的规划上先行一步，占得先机。

三、物联网重点技术的专利现状分析

1.感知层技术

物联网就是信息的感知、传输和处理，感知层是信息的来源。

感知层中各类传感节点通过分簇、多跳、簇树、网状、星型等拓扑方式将各类传感数据传送至接入节点。

主要体现为短距离通信、大规模、低成本、低功耗等特征。

感知层技术通过传感器、二维条码、RFID标签、多媒体信息设备等信息采集终端实现物理世界各类目标的属性、标识、状态、类型、数量、强度等的各类信息获取，并通过物理层、媒体接入层、网络传输层、信息处理和节点级中间件等方面的技术将感知信息进行局部地交互处理聚合等操作，从而形成为网络提供物理世界的感知信息。

1.1传感器技术

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。

传感器的特性、可靠性。

实时性、抗干扰性等性能，对无例外应用系统的性能桥举足轻重的作用。

传感器具有十分庞杂的分类，以下重点研究MEMS传感器、纳米传感器和光纤传感器等。

图1传感器技术原创国历年专利申请量

在全球范围内，在传感器技术中，技术分布较为分散，申请量的第一是借助于测定材料的化学活物理性质累测试活分析或分析材料的技术，但仅占总申请量的10%，申请量前三位总和也仅占申请量的26%。

这是因为传感器技术本身已发展得相对成熟，在许多行业和领域中都有广泛的应用的原因。

日本、美国、德国这三个发达国家占据前十位的技术方向中都有半导体器件，而我国没有，这是由于我国在半导体关键技术方面欠缺而造成的。

半导体器件代表着先进技术方向，对传感器的智能化、微型化、集成化起着决定作用，势必对物联网技术的发展有重要影响，我国研发人员应多研究这些国家上述技术的发展情况，在这几个技术方面加大技术投入。

目前在传感器技术中，专利申请实力最强的是日本，其发展方向重点是图像传感器，佳能在图像通信方面拥有较强技术实力，其发展方向可能会影响图像传感器的发展方向和技术潮流。

不同传感器分类技术中的核心专利技术都是被美、日、欧申请的，中国核心技术方面还处于被动地位。

中国在三类新兴的、对未来物联网发展有着重要作用的MEMS传感器、纳米传感器、光纤传感器方面关注度比较高。

在传感器技术领域的目标市场构成比例中，中国以7%的市场份额位于世界的第五：

在以中国作为目标市场的主要企业中，荷兰飞利浦、韩国三星、日本松下、德国西门子都在中国有相当数量的申请。

这说明国外具有竞争实力的申请人都非常重视在中国的专利布局，中国的市场潜力巨大；另一方面，我国企业在实施该技术时可能存在较多的专利壁垒。

日本、美国、德国和中国是该领域的主要研发力量，这四个国家的专利申请量占到传感器技术申请总数的78%。

日本的实力最强，占到原创技术份额的44%。

在全球的专利申请人中，排名前16位的专利申请人拥有了19%的总专利申请，其中日本的企业更是遥遥领先，日本松下、日本东芝、日本佳能、日本三菱、日本日立占据了全球前5名的位置。

在传感器技术领域，我过的申请人主要是高校和其他科研单位，在进入前13位的排名中，仅有瑞声声学科技（深圳）有限公司一家企业。

足见我国企业在传感器技术领域的专利保护意识及其专利布局方面与国外的差距之大。

企业是参与技术和市场竞争的主体，他们的专利申请与市场的主流技术方向更为贴切，也更具有竞争力。

我国企业要积极跟踪关注国外企业的研发动态，更要加强与高校及其科研单位的合作，推进技术创新的产业化进程和专利布局，以避免在与国外同行的竞争中处于处处受制的被动局面。

总体而言，在传感器技术领域，其中MEMS传感器国内申请人的申请量占总申请量的75%；光纤传感器国内申请人的申请量占总申请量的89%；纳米传感器国内申请人的申请量占总申请量的87%。

可见，仅从数量而言，国内申请人的申请比例还是占有优势的，但缺乏能够与国外知名公司相抗衡的企业申请人。

企业应该保持对于专利风险的高度警惕，跟踪了解相关技术领域的专利壁垒、潜在专利壁垒，并及时调整研发方向、改变研发策略、变换技术手段，充分利用各种方式规避专利风险。

此外，在当前我国还没有足以与国外大型企业相抗衡的申请人的形势下，国内企业要积极组建专利联盟，采用技术引进、交叉许可等方式加强成员的防御能力。

另外，企业还可以充分使用逐渐进入自由公知技术领域的专利技术。

此外，企业还应积极调研现有技术，充分利用专利规则，为研发过程或者拓展市场中所面临的专利壁垒扫清障碍。

对于在实审阶段的专利申请，可通过提出公众意见的方式，尽量缩小该申请可能授权的专利保护范围。

在我国可利用的公知专利技术是指没有获得专利或者权利被无效的公开的专利文献记载的技术，或者在规定期限内没有通过优先权或者PCT途径进入中国的外国申请文献记载的技术。

以下所述的公知技术仅限于中国范围内自由使用，一些技术在外仍受到专利保护，需要根据情况具体分析。

以MEMS声学传感器为例，累计至今，在我国可利用的公知技术占总专利申请量中的53%，壁垒占12%，还有35%可能在我国构成专利壁垒。

由此可见，在MEMS声学传感器领域存在有大量呃公知技术，企业在研发时可充分利用这些技术，降低研发成本。

需要注意的是，由于部分专利申请的法律状态还不明确，因此潜在专利壁垒的量很大，国内申请人在实施相应技术时，对这部分申请的法律状态应进行持续跟踪，以便及时应对可能存在的专利风险。

1.2射频识别技术

射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。

图2射频识别技术原创国历年专利申请量分布

在全球范围内，射频识别技术的申请量在1999年才有所增加；自2003年以后，申请量增值迅速；2008年后数据略有下降，可能是受到全球金融危机的影响，部分企业减少了专利方面的资金投入，刀子2008年左右的申请量下降；2009年和2010年的申请量虽然从图利申请量还是会与之前的申请量保持持平。

美国与物联网有关的射频识别技术的专利申请起步较早，这符合美国引领技术发展的情况。

日本的申请量趋势基本和美国一致，只是数量上要少一些。

美国和日本的申请量高峰均别技术已经较为成熟，专利布局已经初步完成。

韩国的起步大约从2003年开始，之后就成急剧上升趋势，这与韩国政府的政策支持和鼓励密不可分。

原创于美国、日本、中国、韩国的专利申请占到射频识别技术申请总数的84%，说明这四个国家是该领域的主要技术力量。

中国的申请量以20%的比例位居第三。

我国的专利申请起步略晚于全球发展起步，但是我国专利申请量自从2004年之后呈现极高的增长速度，后期发展速度明显高于全球发展速度，特别是近几年依然保持快速增长趋势。

从IPC分类（国际专利标准分类）看，在全球范围内，在射频识别技术中，数据识别、数据表示、记录载体和记录载体的处理技术是射频识别技术中的关键技术，占据总申请量的25%，它决定了信息传输的准确性和正确性，对物联网的实施品质有重要作用，是研究的热点和重点。

美国、日本、中国和韩国这四个国家的研发重点都在该技术方向，这是射频识别的基础技术，该技术在上述国家地区既是一个有市场竞争热度的技术，也是一个有竞争风险的技术。

与美日两国相比，中国和韩国在此领域的研发比重最大，关注度最高，中国在此技术上具有一定的竞争能力，中国应密切跟踪美日韩的研发动态。

目前在射频识别技术中，专利申请实力最强的是摩托罗拉公司，其发展方向重点是射频识别技术的应用，以及射频识别技术的标签技术。

此外在射频标识技术的通信方法方面的研发关注度也比较高。

这些技术方向很可能是未来射频识别技术的主要研发方向。

日本和韩国的公司，包括凸版印刷株式会社、富士通株式会社、三星电子株式会社等都集中在数据识别、数据表示、记录载体和记录载体的处理技术上。

日韩比较重视基础技术的研究，美国可能基础技术已经比较成熟，更注重拓宽研发领域。

在射频识别技术方面，我国研发能力最强的单位是中兴通讯股份有限公司，此外深圳远望谷信息技术股份有限公司、上海中策工贸有限公司、华南理工大学、中国科学院自动化研究所、华为技术有限公司、上海坤锐电子科技有限公司、中山大学、上海交通大学、北京诚意创科软件开发有限公司的申请量也比较高。

但是世界排名前10位的申请人均为美国或日本、韩国的公司，中国的这些企业单位还没有一家跻身世界的技术前沿之列。

射频识别技术领域的专利申请包括六个方向，分别是标签、读写器、通信方法、系统集成、辅助技术和应用，其中应用方向的专利申请所占比例最高，约占34%。

而就核心技术而言，射频识别技术领域中，电子标签技术方向的专利申请所占比例最高，为31%；其次为通信方法方向的专利申请所占比例较高，为11%。

这说明电子标签技术和标签与读写器之间的通信方法是射频识别技术领域的重点专利申请和保护方向，也意味着，电子标签技术和标签与读写器之间的通信方法是射频识别技术领域最为重要的技术方向。

（1）电子标签技术方向

电子标签技术方向下，又可以分为标签整体结构、标签芯片、标签天线、标签微封装/集成、标签制造方法这五个子技术方向。

我国在电子标签的整体结构、天线、微封装/集成上还是具有一定与国外抗衡的能力。

但在电子标签的芯片、电子标签的微封装/集成上与国外的差距较为悬殊，而这个方向是对电子标签的广泛应用的可实施性起着至关重要的作用，是电子标签技术的重要分支。

我国应当加强在电子标签的芯片、电子标签的微封装方面的研发投入。

（2）通信方法技术方向

射频识别技术领域中，标签和读写器之间的通信方法也是一个核心技术方向，可分为：

识别方法、防碰撞技术、传输控制技术、兼容技术。

其中防碰撞和兼容方法这两个分支我国国内专利申请量都高于国外申请人的申请量，占55%以上。

可以说，在这两项技术中，国外申请人在我国构建的专利壁垒比较少，关注度比较低，我国在该技术上受到国外企业的专利障碍比较小。

但是，识别方法和传输控制方法这两个分支我国国内专利申请量低于国外申请人的申请量，发展中受到外国企业专利限制比较大。

1.3传感节点组网技术

物联网感知层网络是一个由大量呃微型化、能量受限的传感节点组成的网络，其目的是对覆盖区域内的信息进行采集、处理和传递。

各节点之间可以通过有线、无线的方式连接起来，众多的网络节点之间可以采用直接传输或多跳路由的方式转发信息。

对各节点之间的数据，要求感知层能够快速的处理采集的数据信息并迅速、安全的进行数据的传递，这就涉及到传感节点的组网技术。

图3组网技术原创国历年专利申请量分布

各主要技术原创国都是在1999年之后出现于物联网有关的组网技术的专利申请，从2004年至今，涉及组网技术的专利申请量大幅增加，反映出相关技术处于快速发展时期。

美国起步比较早，并且一直保持平稳上升，发展情况与整体技术的发展趋势比较吻合；韩国申请量在2003年以后迅速增加，这源于韩国在近几年对该技术投入了大量的研发资源。

2008年以前中国与韩国增长趋势接近，但时间上慢了一个节拍，但在2008年中国的申请量超过了韩国。

从增长趋势看，在接下来的几年中国有望保持这一趋势，乐观的估计甚至会超过美国。

从2004年至今，涉及组网技术的在中国专利申请量大幅增加，这表明，在2004年前后，我国企业和研发人员普通关注到了物联网的组网技术对发展物联网的关键意义，从申请数量大于国内申请人的数量，说明国外企业较早瞄准了我国市场，给我国企业的发展设置了不少壁垒。

从专利申请量上看，我国全国的发明申请量占96.84%，目前的授权比例还比较低，这与我国的申请主要集中在2006年之后有关。

北京的授权发明比例相对较高，可能和北京的众多高校申请了提前公开有关。

广东的发明、实用新型的比例与全国水平较接近，授权发明较全国平均水平略低。

从IPC分类来看，全球专利竞争的热点集中在数字信息的传输和无线通信网络上。

对比美国、韩国、日本和欧洲可以看出，四个国家的研发重点都较好地覆盖了数字信息的传输和无线通信网络。

美国和韩国在数字信息的传输上研发比重最大，无线通信网络次之；而中国和日本在无线通信网络上的研发比重最大，数学信息呃传输次之。

目前在传感节点组网技术中，专利申请实力最强的是三星，其发展方向重点是路由技术，广东省也抓住了这个重点，这将可能是组网技术中竞争最激烈的技术方向。

三星、韩国电子通信研究院、摩托罗拉以及高通等有实力的跨国大公司往往积极参与技术研发和标准制定，因此他们的发展方向可能会影响该领域的整体发展和技术潮流，我国在开展研发活动是，可多跟踪这些企业。

目前广东申请量最大的是华为技术有限公司和中兴通讯股份有限公司，不仅在广东，在全国乃至世界范围内也是很有技术实力和竞争能力的企业。

从拓扑控制、路由技术、MAC技术、支撑技术、网络优化技术，到网络融合与协议，华为和中兴都较好的覆盖了这些技术方面，且在关键技术上有大量专利申请，形成了全面覆盖、重点突出的保护圈。

但是从全球看，约83%的组网技术的专利申请分散在全球各申请人的手中，其中约17%的专利集中在三星、韩国电子通信研究院、摩托罗拉等几个申请人手中，这些申请人将可能未来该技术领域镇南关的主要竞争对手。

三星的申请量最大，拥有全球月3%的专利申请，韩国电子通信研究院的申请量仅次于三星。

申请量打的前10名中无中国企业。

排名第一和第二位置的均是韩国企业，韩国在该技术领域可能有专门的专利布局。

1.4无线接入技术

无线接入技术是指从节点到用户驻地网和用户终端之间部分或者全部采用无线手段接入的技术，是感知层网络的关键技术。

图4无线接入技术原创国历年专利申请量

各抓哟技术原创国都是在1992年之后开始出现与无线接入技术的专利申请，这与无线接入技术的提出时间一致。

从2000年至今，涉及无线接入技术的专利申请量大幅增加，反映出相关技术处于快速发展时期。

美国和日本起步最早，并且一直持续平稳上升，发展情况与整体技术的发展趋势比较吻合；但在2007年，美国和日本的专利申请有明显的回落，这可能跟当年美国和日企业在LET技术中投入更多的精力有关，在2008年又迅速上升。

韩国的起步略微晚些，但上升势头非常迅猛，可见韩国在近期对该技术投入了大量的研发资源。

原创于美国、中国、日本和韩国的专利申请占到无线接入技术申请总数的86%，说明这四个国家是该领域的主要技术力量。

仅就数量来看，美国的技术实力最为突出，占到了34%，中国位居第二，虽然与美国有一定差距，但与日本和韩国相比，也有较为明显的优势。

对比美国、韩国、中国和日本这四个国家的研发热点可知，从IPC分类来看，除中国以外，三个国家的研发重点都在传输方面，其中韩国的研发比重最大，与美日韩三国相比，中国和他们在此领域的研发比重有一定的欠缺，关注度不够高，中国应注意密切跟踪美日韩的研发动态。

中国在无线通信网络上比其他国家的关注度更高，因此如果在该技术上能够持续发展并获得成功，将很有竞争力。

1.5中间件技术

物联网中间件以更加方便的支持应用程序的设计、部署、维护及执行为目标。

为了更好实现这些目标，需要在诸如任务与网络的有效交互、任务分解、各节点间协同、数据处理、异构抽象等方面提供各种机制。

图5中间件技术主要国家历年专利申请分布

全球申请量自1990年开始有了逐步的增加，从1998年开始有了加大的增幅，2008年的专利申请量已经达到了1998年的7倍左右。

美国、中国、韩国和日本这四个国家作为主要的技术原创国家，专利申请量占到中间件技术申请总数的89%。

且美国作为中间件技术的发祥地，在中间件领域的专利申请量一直处于领先地位。

中国的原创申请量能位于美国之后，这与中国的中间件厂商尽早的介入到中间件的研究有关，虽然目前还很难看出这些申请的质量高低，但体现了我国对中间件技术的关注。

如果能够充分利用这些人员和技术资源，中国在未来中间件技术发展中还是很有竞争力的。

从申请量看，我国的发明申请量占所有申请的96%，但目前的授权比例还比较低，仅30%的发明获得授权，这一方面与申请的质量有关，另一方面也与申请主要集中在近几年有关，大量申请仍处于审批阶段。

在中间件技术中，从IPC分类来看，电数字数据处理技术和检测或防止收到消息中的差错的装置是中间件技术中的关键技术，它决定了中间件作为中间层，既需要保证信息传输的准确性和正确性，还需要对收集到的数据进行有效的处理的能力，这同时也是物联网能够大规模实施非常重要的部分，是研究的热点和重点，在全球范围内，这两个技术分别占该技术领域总申请量的45%和20%。

美国、韩国和日本的研发都主要集中在电数字数据处理技术方面，其中美国和日本在该技术方向上的研发比重都超出了50%。

而中国的研发主要集中在检测或防止收到消息中的差错装置上，其次才是电数字数据处理。

韩国在此领域的主要研发投入比例与中国基本相同。

目前中间件技术中，美国的原创技术位于首位，占全球申请量的45%，而美国在电数字数据处理技术上的研发比重已超出50%。

专利申请实力最强的是BEA系统公司。

由美国在技术研发上的引领作用可知，该技术方向可能是未来中间件技术的主要研发方向。

物联网中间件技术领域，根据专利的分布情况大致可以分为中间件结构及设计方法、中间件优化、中间件应用三类。

由于中间件结构和设计方法是针对中间件进行的设计，适应各种应用环境对中间件的独特需求，因而中间件结构和设计方法属于中间件的核心内容，中间件优化技术则属于对中间件结构和设计方法的进一步改进。

中间件应用虽然所占比例很大，但其主要是分布在各种应用环境中，如数据库、监测、RFID系统等等，并非对中间件技术本身的改进。

因此，中间件部分选择对中间件结构及isheji方法以及中间件优化两个分支作为重要的技术方向进行定性分析。

通过对中间件结构和设计方法分支中的专利申请的被引用情况以及美、日、欧的申请情况进行分析，共筛选了23件核心专利技术，其中共有17件专利来自主要从事中间件研发的BEA系统公司，其同族专利文献的被应用次数最高达到86次；另有六件专利分别来自艾莉森股份有限公司、微软公司、韩国电子通信研究院、惠普开发有限公司、美裔内数位科技公司、三星电子株式会社。

这些核心专利技术中又涉及安全的中间件，有适应于分布式处理系统的中间件，有适用于无线电信系统移动终端的平台系统的中间件服务层，有适用于家庭网络的中间件装置，还有基于异构传感器网络产生信息服务的泛在传感器网络中间件装置。

在中间件技术领域，中国是仅次于美国的第二大目标市场，占15%；在以中国为目标市场的主要企业中，美国的BEA系统公司、国际商业机器公司IBM和三星电子株式会社都在中国有一定的申请数量，这一方面说明在中间件领域，中国的市场潜力巨大，一些具备竞争实力的国外申请人非常重视在中国的专利布局，另一方面说明我国企业在实施该技术时可能存在较多的专利壁垒。

累计至今，中间件结构和设计方法技术分支中在我国可利用的公知技术占总专利申请量中的73%，壁垒占6%，还有20%可能在我国构成专利壁垒。

中间件优化技术中我国可利用的公知技术占总专利申请量中的53%，壁垒占9%，还有38%可能在我国构成专利壁垒。

可见，在中间件技术领域存在大量的公知技术，企业在研发时可充分利用这些技术，降低研发成本。

需要注意的是，由于部分专利申请的法律状态还不明确，潜在专利壁垒的量很大，国内申请人在实施相应技术时，对这部分申请的法律状态应进行持续跟踪，以便及时应对可能存在的专利风险。

2.网络层技术

a）网络层位于物联网的感知层和应用层之间，一方面，获得感知层的信息，交给应用层使用；另一方面，接受应用层的指令，交由感知层执行，由其完成相应的动作，或执行信息的采集和处理。

2.1云计算

云计算（CloudComputing）是一种计算模式，代表了在某种程度上共享资源进行设计、开发、部署、运行应用，以及资源的可扩展收缩和对应用连