发明创造名称：用于桥梁智能健康监测系统的链状拓扑无线通信系统
外观设计名称：
决定号：199753
决定日：2020-01-07
委内编号：1F289966
优先权日：
申请（专利）号：201610269590.7
申请日：2016-04-27
复审请求人：王华
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：曲桂芳
合议组组长：李萍
参审员：曹晓宁
国际分类号：H04L29/08(2006.01),H04W84/18(2009.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：权利要求要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比，区别特征属于本领域的公知常识，则权利要求不具有突出的实质性特点，并且其也不具有显著的进步，故不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610269590.7，名称为“用于桥梁智能健康监测系统的链状拓扑无线通信系统”的发明专利申请（下称“本申请”）。申请人为王华。本申请的申请日为2016年04月27日，公开日为2016年09月21日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2019年06月03日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-2不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定，引用了对比文件1：“桥梁健康监测系统设计”，然后呢tong，百度文库 https://wenku.baidu.com/view/edf3e79c0b4e767f5bcfce4c.html，20150706 。驳回决定所依据的文本为：申请日2016年04月27日提交的说明书摘要、说明书第1-5页、摘要附图、说明书附图；2018年11月28日提交的权利要求第1-2项。驳回决定所针对的权利要求书的内容如下：
“1. 一种用于桥梁智能健康监测系统的链状拓扑无线通信系统，包括多个振动节点、应力应变节点、位移节点和智能桥梁节点，其特征在于，多个振动节点、应力应变节点和位移节点分别安装在桥跨结构、支座、桥台或桥墩表面，监测桥梁结构体的振动信息，包括桥梁结构体的振幅、波型、频率或周期、阻尼以及动载情况下的最大振幅及冲击系数信息；应力应变及温度信息，包括桥梁结构体的荷载分配系数、次应力的传递、应力集中状态、桥面应力分布及其与主梁的共同作用情况以及结构体外部温度信息；位移信息，包括桥梁结构体的挠度、横向位移、纵向位移、水平位移以及混凝土裂纹的变化信息，多个振动节点、应力应变节点和位移节点各自以链状拓扑结构实现信息传递和交互，通过无线通信把振动、应力应变、温度和位移信息传送给智能桥梁节点；智能桥梁节点安装在桥面边缘，无线接收振动节点、应力应变节点和位移节点传输的信息，实现信息的交互，并将振动、应力应变、温度和位移信息传送给桥梁监测信息服务中心,该系统以振动节点、应力应变节点、位移节点作为核心节点，节点各自以链状拓扑结构进行数据传输，实现与智能桥梁节点的信息交互。
2. 根据权利要求1所述的一种用于桥梁智能健康监测系统的链状拓扑无线通信系统，其特征在于，所述的振动节点、应力应变节点、位移节点和智能桥梁节点都能够与外界实现无线通讯交互，即既能够向外界无线传送信息，也能够接收外界无线传送的信息。”
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2019年07月04日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：1）权利要求1明确的给出了振动节点、应力应变节点、位移节点以及各个节点需要采集的参数，对比文件1没有采用如此丰富的传感器更没有更开具体的参数类型；2）权利要求1中链状拓扑结构提高运行效率以及系统可靠性，是发明点，审查员应当举证。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年07月17日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为：振动传感器、应力应变传感器以及位移传感器都是监测桥梁时常用的传感器，其具体采集哪些参数是传感器本身的性质决定的； 权利要求1中以振动节点、应力应变节点、位移节点作为核心节点以链状拓扑结构传输，根据其语义可以得出，其实质是以星型拓扑结构传输。而本领域技术人员都知道，星型拓扑结构简单，便于控制和管理，建网容易，传输速率高，但对中心节点的依赖性高，因此，为了解决如何提高传输速率的技术问题，达到易于找到发生故障的节点进行维修的技术效果，本领域技术人员很容易想到利用星型拓扑结构代替树状拓扑结构进行数据传输。上述星型拓扑结构的构成以及其优缺点可以在很多有关计算机的基础教材中查到，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年10月28日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-2不具备专利法第22条第3款规定的创造性，引用了对比文件1。合议组认为：对于1），具体根据桥梁健康监测的工程实现需要，本领域技术人员可以选择不同的传感器节点以采集不同的参数，这是在对比文件1披露的系统设计技术原理框架下根据工程实现需要而进行的常规选择或设计；对于2），无线传感器网络有多种拓扑结构，如星型、链状、树状等，对于呈链状或带状的应用场景，如路灯监控、电网输电线监控、河流延岸环境监控等通常采用链状拓扑结构，技术上的效果也是完全可以预见的。
复审请求人于2019年11月26日再次提交了意见陈述书，未修改申请文件，认为：本发明的发明点在于在桥梁监测领域使用特定的传感器的特定网络拓扑实现了对桥梁监测的有益效果，合议组在没有任何举证的前提下，对权利要求1与对比文件1的全部区别技术特征均认为是本领域的公知常识，申请人是无法接受和认同的。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段未提交修改文本，故本复审请求审查决定针对的文本与驳回决定针对的文本相同：申请日2016年04月27日提交的说明书摘要、说明书第1-5页、摘要附图、说明书附图；2018年11月28日提交的权利要求第1-2项。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定，创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如下意见引用了同驳回决定、复审通知书中引用的对比文件1：“桥梁健康监测系统设计”，然后呢tong，百度文库 https://wenku.baidu.com/view/edf3e79c0b4e767f5bcfce4c.html，20150706。
2.1权利要求1-2不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求1要求保护一种用于桥梁智能健康监测系统的链状拓扑无线通信系统。对比文件1公开了一种桥梁健康监测系统，并具体公开了以下技术特征（参见第4-12页）：桥梁健康监测系统的监测内容包括：1，结构的固定模态及其相对应的结构阻尼；2、桥梁在正常车辆荷载及风载作用下的结构响应和力学状态；3、桥梁在突发事件之后的损伤情况；4、桥梁结构构架的真实疲劳状态；6、大桥所处的环境条件，如风速、温度、地面运动等；从总体设计流程图可以看出，20个振动加速度传感器节点进行AD采集，传感器节点将数据通过ZigBee网络传至主控制器，主控制器通过GPRS将数据发回工控机（主控制器和GPRS模块相当于权利要求1中智能桥梁节点）；振动传感器按所测机械量可分为加速度、速度和位移传感器，综合考虑我们选择加速度传感器；传感器节点（相当于权利要求1中的监测节点）一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成，传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的操作；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据；无线传感网络的无线通信技术可以采用ZigBee技术、蓝牙、Wi-Fi和红外等技术；Zigbee网络架构依据实际需要我们选择树型网络：每一个节点只能和他的父节点和子节点通讯；远程传输子系统是嵌入式桥梁健康监测数据采集系统的数据传输通道，用它通过GPRS网络将现场数据中心的桥梁数据信息直接反馈给业主用户或上传远程数据服务器以便对桥梁进一步观测与评估。
权利要求1与对比文件1相比，区别在于：（1）权利要求1中监控节点包括分别安装在桥跨结构、支座、桥台或桥墩表面的多个振动节点、应力应变节点、位移节点，分别用于监测桥梁结构体的振动信息，包括桥梁结构体的振幅、波型、频率或周期、阻尼以及动载情况下的最大振幅及冲击系数信息；应力应变及温度信息，包括桥梁结构体的荷载分配系数、次应力的传递、应力集中状态、桥面应力分布及其与主梁的共同作用情况以及结构体外部温度信息；位移信息，包括桥梁结构体的挠度、横向位移、纵向位移、水平位移以及混凝土裂纹的变化信息，而对比文件1包括多个加速度传感器节点，其反映桥梁振动频率和幅度等；（2）权利要求1中振动节点、应力应变节点和位移节点各自以链状拓扑结构实现信息传递和交互，最终实现与智能桥梁节点的信息交互，而对比文件1中Zigbee网络架构依据实际需要选择树型网络：每一个节点只能和他的父节点和子节点通讯，协调器节点负责发起并维护一个无线网络，传感器节点通过路由器节点连接协调器节点；（3）权利要求1中智能桥梁节点安装在桥面边缘，而对比文件1中对此未做限定。根据上述区别特征，权利要求1实际要解决的技术问题是：更全面监测桥梁健康相关指标，以及如何实现各同类型监控节点之间的信息传递和交互。
针对区别（1），振动传感器、应力应变传感器以及位移传感器都是监测桥梁中常用的传感器，且上述几种传感器所采集的参数都是与桥梁健康状态相关的常规参数，为了更全面监控桥梁健康状态，本领域技术人员可以根据实际需要选择上述多种传感器并根据测量需要设置其位置、具体采集的参数等，这是本领域常规的设计手段。
针对区别（2），星型、树型、网状、链状都属于常见的无线传感器网络的拓扑结构，本领域技术人员可以根据应用场景的需要而选择特定拓扑结构，对于桥梁考虑其带状设计而选择链状的无线传感器网络属于本领域常规的设计手段。
对于区别（3），根据无线传感器网络的拓扑结构以及桥梁的带状结构，将现场的主控制器设置在桥面边缘是本领域的常规选择。
综上所述，在对比文件1的基础上结合本领域的惯用手段得出权利要求1，对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2引用权利要求1，对比文件1已经公开了传感器节点组网通过ZigBee网络与主控制器交互，主控制器通过GPRS与工控机交互。因此，在其引用的权利要求1不具备创造性的基础上，权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2针对复审请求人意见的回复
合议组认为：首先，对于大型桥梁健康监测而言，本领域技术人员公知常以振动监测、应力应变监测和表面形貌监测、周围环境监测等为主要目标而对应选择一种或几种参数作为监测对象，为获得这些监测对象可以选择各类申请日前广泛使用的相应智能传感元件，例如光纤传感器、压电传感器、电磁伸缩材料制成的传感器、GPS、静力水准仪、风速风向仪等，实际设计中可以根据需要使用多种传感器并根据测量需要设置其位置、具体采集的参数等，这是本领域常规的设计手段。其次，链状拓扑属于无线传感器网络常用的拓扑结构之一，本领域技术人员可以根据具体应用场景的需要而选用，如公路、铁路、矿井、海岸、桥梁等带状区域，这是本领域的惯用设计手段。最后，审查意见以及上述答复通过说理充分告知了复审请求人上述区别属于本领域的公知常识，对于举证，利用“桥梁”、“监测”、“振动”、“应力”、“应变”、“位移”等关键词在互联网搜索引擎或专利数据库中可发现多篇处于不同时间点的文献记载了类似传感器在桥梁监测中的类似使用，以及利用“链状”、“无线传感器网络”可在专利非专利库中发现多篇处于不同时间点的文献记载了链状无线传感器网络在各种场景下的应用。
因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年06月03日对本申请作出的驳回决定。
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