智能硬件_智能硬件测试 - CSDN
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  • 智能硬件(1)--- 智能硬件开发流程

    万次阅读 多人点赞 2018-03-24 12:46:09
    1、智能硬件选择首先,没钱,就别去做智能硬件产品了。买成品就好了。我们现在去京东、淘宝上买个手环也就是几十块钱,做多一两百块钱就搞定了而如果你要自己做呢?投二三十万进去,开一套模出来,找别人定制一套...

    1、智能硬件选择

    首先,没钱,就别去做智能硬件产品了。

    买成品就好了。我们现在去京东、淘宝上买个手环也就是几十块钱,做多一两百块钱就搞定了而如果你要自己做呢?投二三十万进去,开一套模出来,找别人定制一套电路板,然后生产一千台出来,你算算单台成本有多少呢?一台至少也要两三百块钱的成本。这个还是不包含你的利润的。如果你不打算投入这么多钱去做,那你就没有必要自己去做一个。买成品就已经足够了。

    所以说,大家有一个好的想法的时候,先去网上搜一搜,看一下有没有类似的产品,甚至说有没有一模一样的产品。我认为,你有一个好的想法。但没有被做出来的几率,是非常非常小的。

    有人说了,我是土豪我任性,我就要去做这个产品!那你就要看一下,你做这个产品能不能卖的出去。如果你卖不掉,那做出来就是孤芳自赏了。如果要卖,就要考虑到后续的推广渠道、营销人员、营销方式等。表面上看,小米的手环卖的挺好的,华为的手机也卖的挺好的那么,他们在背后打了多少广告?投了多少营销进来?任何一家大的品牌公司,每年营销投入都是以亿或者十亿为单位的。如果你不掏这个钱,想去卖好它,也没那么容易的。

    现在很多人,没有接触过硬件,也没有接触过智能硬件的产品的设计,会想当然的觉得,做智能硬件挺简单的。这个也怪不得他们了,以前手机时代的时候,媒体里面,尤其是互联网媒体,说MTK出了个Turnkey方案,把所有的东西都做好了给你,你拿去直接生产就行了。或者自己改一块电路板,找别人买点外壳往上一装,一台手机就出来了。

    但是,实际上呢?可信度基本为零,都照他那么讲,这些手机行业的工程师岂不是全失业了?像中兴、华为、OPPO、小米这几个手机品牌他们每家有多少工程师?至少好几千人。他们要这么多工程师干什么呢?像金立这样的手机公司,他的大部分的手机用的都是MTK的平台,就是刚才讲的Turnkey的方案。那为什么他还需要养这么多工程师呢?

    媒体有时候会个大家这个误导:做智能硬件产品很简单。但并不是这样的。实际上,我们一个项目,大的流程是:从前期的市场调研、到产品定义、到需求分析、到方案设计、 然后到外观结构的设计、软件硬件的设计、物料的采购、经过多次的试产、多次的测试和整改、生产管控、质量控制、量产出货、售后跟踪等。这是一个很繁杂的链条。这里只讲了十几个大的方向,每个点下面,还有很多细节的事情。

    就拿媒体最经常说的,画一个电路板就解决了。真的画一个电路板有那么简单么?如果真有那么简单,硬件工程师就不可能拿那么高的薪水了。画一个电路板需要考虑的东西很多,像电源的设计,和走线是很相关的,整个电路板的抗干扰设计,高速信号需要仿真、射频音频之类的弱信号需要保护、还需要考虑到电路板的防静电能力。这些跟工程师的水平很有关系,也体现出一个公司的设计水平。同样是画一块板子,有些人几千块就可以画出来而有些人需要花几万的成本才能画出来。对于军工类的电路板,投入的要更多。

    还有一个,就是媒体经常说的,做一套外壳就可以解决了。我们先不谈做外壳需要开模,开模是要收钱的,单从设计上来讲,结构设计要满足外观的效果、要能降低模具的成本、有足够的生产效率、结构强度要高、长期使用的质量可靠性也需要高,这些都是跟结构设计息息相关的。你找一个初级工程师,他随随便便肯定能给你画出来,但他画出来的质量是什么样子的?为什么资深工程师的待遇比初级工程师高很多?因为他们的经验比初级工程师丰富很多。这些就是为什么有些公司设计费用很低,而有些公司设计费用很高。如果说你做一个外壳,什么都不考虑,只要能把它拼起来就行了,任何可靠性和可生产性都不考虑的话,做,肯定也是能做出来的,但你就等着后面不断的去为产品擦屁股吧。

    这里还有个重要环节,大家没怎么注意的:测试。测试:这里有很多硬件电路的测试、软件的测试、结构的测试、整机的可靠性的测试、还有大量的压力测试。举个例子哈,手持设备里,有一个测试叫“微跌落”拿着一个产品,从10cm左右的高度摔到一个钢板上去。需要摔多少次?你们能想象么?像国内的一线品牌,微跌落次数一般在两三万次!不断的摔下去,拿起来,再摔下去,再拿起来。对于一般小一些的品牌,至少也要做到几千到一万次。这样才能保证在一到两年的产品生命周期里,不会因为经常的振动和晃动导致损害。这些测试,都跟产品的设计有很大的关系。尤其跟结构设计关系非常大。对于很多山寨品牌来讲,他都没听说过这些测试,做出来的产品,刚出厂的时候是好的,但你用上个把月之后,就有比较高的几率产生损害。

    那么没钱怎么办呢?

    对于很多创业团队创业公司来讲,前期不可能像一线品牌那样子,一次投入上千万做一个项目。那怎么办呢?卖房、卖血、卖肾! (是不对的!)我们有更好的办法,让你前期尽可能少投入一些:做原型机!

    原型机可以不考虑可靠性问题(也可以不考虑结构、外观等),原型机唯一的作用,就是给你验证核心业务和核心功能。等你把核心业务核心功能跑通之后,就可以用原型机去招商、去拉风投。如果你招商和风投情况都比较好那么钱的问题自然而然就解决掉了。大家都看好你的产品,也相信你能做出来,自然会有很多人想来投资,不管是众筹还是风投。就会支撑你后面拿到更多的资金,做的更好。

    一定要记得,对于创业型公司,尤其是你不太懂的地方,切不要贪大求全。任何一款产品,我们想的都是很美好的,从软硬件、到平台、到生态链,我们都可以规划的出来,但如果你前期就这么做的话,比方说你做一个手环,想把生态链都打通的话,肯定不止几十万的投入了,至少要到百万级别。

    所以前期尽量把不太需要的功能都砍掉,只保留核心功能。省钱、快速出产品,出原型机,才是王道。现在的风投都很精了,已经不会在你只有一个PPT的情况下就给你投很多钱了。必须要要拿出来一个实物,来证明你能做的出来,风投才敢继续往下投。

    因此,咱们要的就是:省钱,因为前期主要是靠自己投资的;快速,你一旦速度慢了,商机就没有了

    2 智能硬件开发流程

    硬件产品覆盖单片机控制硬件电路、蓝牙BLE硬件、嵌入式硬件、多核心Android智能硬件、移动通信设备硬件等众多领域。开发流程包括器件选型、方案设计、电路设计、PCB图绘制、SMT贴片、硬件调试、射频调试、EMC和ESD测试、失效分析、品质管控。

    智能硬件,常见的主要有小型单片机硬件系统和大型Android硬件系统。

    8位、32位单片机,在小微型智能硬件领域应用很广泛,成品价格低、开发周期短,适合运算量小、通信数据量小的应用场景。单片机在智能小家电领域有:智能电饭煲、智能花盆、空气净化器、智能台灯窗帘等;在智能工业领域有:环境温度监测、空气质量监测、水质监控、农业喷灌控制等。随着BLE、ZIGBEE、GPRS、NB-IOT等众多无线传输技术的普及,单片机+云服务的架构应用越来越多。

    越来越多的设备智能化、互联化,这些都离不开燚智能单片机硬件设计。燚智能丰富的单片机系统开发经验,为您快速实现非智能到智能、单体到组网的产品快速升级。

    单片机只能实现简单的数据处理,如果需要做复杂数据处理,例如视频处理、语音识别、人工智能等,就需要Android类智能硬件了。

    Android智能硬件,当前主流为4核-8核ARM Cortex A7或更强的处理器,集成GPU,很多还集成LTE通信,运算能力超强、通信数据量超大、软件扩展性非常好、UI界面漂亮、人机交互超便捷。Android智能硬件已在逐渐取代传统嵌入式Linux和嵌入式Windows的。例如智能车载、智能手表、智能家居网关、智能电视、智能工控主机、智能导购屏这些产品,几乎都采用了Android系统的智能硬件。

    传统的PC系统,因结构负责,硬件尺寸大,在智能硬件领域应用不多。嵌入式Linux因开发资源和第三方资源远不如Android多,硬件成本也要比Android硬件系统贵,因此逐渐被Android智能硬件取代。

    智能硬件开发流程,通常有以下主要步骤:【需求分析】-【方案设计和评审】-【硬件设计和评审】-【打样制作】-【测试整改】-【交付归档】

    《需求分析》尤为关键!很多创业型产品倒在不断的修改功能需求。软件迭代相对快一些,但硬件迭代一次少则一个月,多则两三个月;软件迭代几乎不影响整机,但硬件迭代很有可能导致整机结构有变化,这样子产品上市就遥遥无期了。需求分析准不准,直接关系到产品的时间、成本、质量。燚智能会以十多年的行业经验,向客户问非常多的问题,以帮助客户分析需求,少走弯路,选择合适的技术路线。

    智能硬件“方案设计”这一概念。智能硬件产品往往涉及到一些新技术或非常规技术,项目风险会比较大。需求分析结束后直接开始做硬件设计的话,很容易遇到偏门物料买不到、芯片选型不满足指标、电路设计有缺陷等问题,导致项目延期客户流失。因此在正式设计之前先做好大量准备工作,包括《关键器件选型》、《关键技术验证》、《系统框架设计》、《产品风险评估》、《功能交互设计》、《产品测试大纲》等一系列步骤,由CTO组织对每个项目的方案设计做详细的评审,通过评审后才能正式开始设计工作,能够极大的提升产品开发质量,减少研发风险。

    硬件设计,主要包括《原理图设计》和《PCB图设计》。看似很简单,很多小公司,一个工程师画原理图、画PCB、写代码调软件全包了,你能相信他样样精通么?硬件设计不仅仅是把线路连通就算完成了,还需要考虑到功耗、散热、抗辐射、防静电、高速信号走线设计、射频性能等一大堆问题。如果设计不合理,一般功能性上不会有太大的问题,但是性能就完全没办法保证了,肯定是通过不了各项测试的。

    硬件设计完成后,需要进行内部评审,包括《原理图评审》、《PCB图评审》、《结构评审》等,每个评审表格都有几百项,通过评审检查设计错误,将常见错误封锁在设计阶段。设计阶段修改一次只需要一两天的时间,如果已经把PCB做出来了,再来修改至少半个月的时间,还会带来极大的物料浪费。

    硬件设计完成后,硬件工程师就稍微松口气了。PCB电路板生产是需要一定的周期的,4层板一般需要一周多,8-10层板需要两三周。在这段板厂制板的时间内,采购、资源和生产管理部门需要去做《元器件备料》和《SMT产线预约》。对于一些超长周期的物料,早在设计阶段,甚至在方案评审阶段,就已经开始下单采购了。等所有元器件都到齐了,硬件工程师也早早的把生产资料准备好了,就可以上SMT线贴片生产了。通常第一次SMT都会暴露出一些问题,有物料问题,有生产制程问题,也有硬件设计问题,工程师会记录好这些问题,在后续设计整改时及时改进。

    PCBA(已贴片完成的电路板)完成后,硬件工程师、软件工程师、测试工程师就开始紧张的调试和测试的过程了。看一个产品设计的好不好,只需要看测试报告就足够了。优秀的测试工程师,会结合到产品的使用场景,设计出很全面的测试用例,这些用例能够覆盖到各种常见和不常见的场景,不断的“折磨”产品,直到它出问题为止。一款经过千锤百炼的产品,品质才有把握。像H为品牌的手机,光试产测试样机都要做上千台,不管大的还是小的问题,都被消灭在研发阶段,因此质量口碑很好。

    经过一轮测试后,项目经理会组织项目组成员汇总测试问题,提出并验证解决方法,然后整改到下一个硬件版本中去。如此反复,才能打造一个优秀的硬件产品。

    最后,项目完结后,所有的资料都会归档保存,除了基本的设计资料外,还有评审资料、问题记录、测试用例等,以供后续查阅。很多小公司不重视资料归档和资料保存,一旦某个项目暂停几个月再重启,就很容易出现资料不全、不知道哪个版本才是正确的、老问题又新出现等各种乱象。

    转载自:http://www.ifiretech.com/nd.jsp-id=2&groupId=-1.htm



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  • 智能硬件开源项目

    千次阅读 2018-05-25 10:35:50
    最近再做跟智能硬件相关方面的App, 从网上找到几个参考 物联网开发社区 1.智能温控器,写字楼、工厂节能利器 说明 控制中央空调风机盘管的通断阀,风机高中低转速。 夏天天气温度比较高,早上到办公室打开...

    最近再做跟智能硬件相关方面的App, 从网上找到几个参考

    物联网开发社区


    1.智能温控器,写字楼、工厂节能利器

    说明
    控制中央空调风机盘管的通断阀,风机高中低转速。
    夏天天气温度比较高,早上到办公室打开办公室空调,室内温度需要很长时间才能降下来。用户可以通过智能温控器把中央空调提前打开。
    有时候下班时忘记关闭空调,可以通过手机软件关闭,或者在温控器设置定时关闭。
    办公室、厂房空间比较大,温控器采样温度与出口温度不一致,用户可以通过手机软件设定温度和风速进行微调。
    为了防止有人故意把空调温度设置过低或者过高,可以通过手机APP将面板进行锁定。
    结合机智云平台数据分析,物业利用温控器的开通时间进行合理收费,不需要根据办公面积收费。
    应用场景及扩展
    楼宇中央空调的风机盘管控制,可以运用于写字楼、工厂等环境。
    .这里写图片描述
    具体可参考http://club.gizwits.com/thread-3332-1-1.html

    2.Arduino七彩智能灯,入门低,成本低

    智能灯泡作为一种门槛最低的智能家居设备,市场前景无疑是光明的。你可以使用手机控制灯光开启或关闭、调节亮度及颜色甚至与音响系统同步闪烁,这种体验听上去就很有趣。

    这里写图片描述

    具体可参考:http://club.gizwits.com/thread-2830-1-1.html

    3.智能婴儿摇篮,可跟踪、能防丢

    说明
    基于 STM32F103ZET6 为主控芯片的智能婴儿摇篮装置,用来检测婴儿的各项生命特征、 睡姿以及当周遭环境对婴儿健康产生影响时做出一系列的应对措施,同时具有婴儿防偷功能。该装置主要由 STM32F103ZET6 主控芯片、3.2 寸 TFT 触摸显示屏、 ESP8266 WiFi 模块、 NRF24l01 无线数据传输模块、 基于 STM32F103C8T6 的 Lark7618 语音交互 WiFi 模块、 自主开发的 APP、 上位机软件、微信 APP 和温湿度, MLX90614 红外线人体测温、 体重, 雨水模块检测尿床,摄像头等一系列传感器组成。 通过以上各个模块和传感器,保证了装置的正常运行。
    应用场景及扩展
    1) 暖奶装置: 奶粉煮好之后,我们可以将其放在暖奶装置里保持恒温60° 左右,特别是在煮好外出的情况下,便于回家时婴儿可以饮用,同时, 我们还可以设置喝奶时间,当喝奶时间到了, APP 会提醒父母及时喂养宝宝。
    2) 当婴儿被抱起会进行语音报警。
    3) 如果天气太冷,我们可以开启电热毯装置,给婴儿带来暖意,保证好的睡眠质量。
    4) 如果天气过于炎热干燥,我们也可以开启加湿器,保持婴儿周围的空气较为湿润凉爽,维持在一个稳定的范围, 给予婴儿舒适感。
    5) 在家里客人来访时,如果客人在摇篮附近抽烟, 我们可以开启负离子空气净化器净化 CO(二手烟主要危害气体), 保护婴儿的健康。
    6) 当婴儿睡觉时,我们可以通过调节摇篮的摇摆速度, 恰当的速度可以让婴儿更容易进入睡眠状态。
    7) 当我们不在婴儿身边但想要了解婴儿情况时,可以微信发指令给单片机,摄像头会根据单片机处理过后的指令数据执行相应动作对婴儿拍照并发送回父母手机微信 APP, 这样我们就可以看到婴儿的实际情况。
    8) 当婴儿的体温不正常或者周围环境异常时, APP 会提醒父母及时注意婴儿的情况。
    9) 婴儿尿床时,雨滴模块会检测到尿液,会发出音乐提示家长更换尿布。
    10)整套装置可以通过语音命令,微信, app, pc 端控制各功能的实现。
    11)婴儿睡姿检测,家长可以通过对睡姿检测模块上的对应的 led 亮灭判断婴儿睡姿是否正确。
    这里写图片描述

    具体可参考:http://club.gizwits.com/thread-2794-1-1.html

    4.健康卫士之智能药盒,关爱老人就靠它

    说明
    “哎呀,忘了”!随着生活节奏的加快,年龄的增长,人们的总容易忘记一些事情,比如忘记吃药。尤其是家中的老人,由于身体问题,可能需要长期服药治疗,但年岁大了总容易忘这忘那的。但在科技快速发展的今天,这些都不是问题,我们设计并开发了一款名为“健康卫士”的智能药盒,可以联网监测用户的服药情况,提示用户服药,并且根据用户设定自动提取所需药物。
    应用场景及扩展
    1 语音播报
    通过wt588d, 进行语音提醒 ,感情切(也可以自己录音哦)
    2 断电后数据不丢
    通过数据保存(一次设定,全程无忧)。(再也不用担心重复设定了)
    3 自动化分拣药品种类
    每天还在想那个药品吃多少吗(你就out 啦 ,全新智能药盒, 再也不用烦恼了 )
    4 断网后自动连接、断网后重新设置
    5 无线工业粉尘监测仪,工厂监控的福音

    这里写图片描述

    具体可参考:http://club.gizwits.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2685

    5.无线工业粉尘监测仪,工厂监控的福音

    说明
    远程无线工业粉尘监测仪采用高精度激光粉尘传感器对工厂内的空气粉尘浓度进行监测,特别适合应用于汽车轮毂厂、铝镁打磨厂、抛光车间、电镀车间、面粉厂等易发生粉尘爆Zha的地方。粉尘监测仪采用STM32控制粉尘传感器并将数据通过串口传输到ZigBee终端设备,ZigBee终端设备通过ZigBee网络传输到ZigBee协调器,ZigBee协调器通过串口传输到Gokit2,Gokit2连接到路由器最终通过以太网连接到云服务器。

    应用场景及扩展
    做为公司的管理层能够通过手机远程实时的对工厂粉尘浓度进行监管,同时工厂管理室放置的ZigBee协调器连接着语音报警系统,现场便能通知粉尘超标报警信息。除此之外,作品还扩展了对温湿度监测的功能、太阳能充电及供电系统。
    这里写图片描述
    具体参考:http://club.gizwits.com/thread-3242-1-1.html

    6.智能家居云控制,超全的套件

    说明
    智能家居云控制套件最终要实现可以在手机应用程序上远程控制家里的电灯、插座、红外遥控电器的开关以及他们的定时时间,也可以在住宅内的智能网关控制系统上,通过网关携带的图形化人机交互界面设置电灯控制模块、插座控制模块、红外电器遥控模块、门窗开合警报模块、语音模块的所有功能以及监控来自云端的实时遥控命令。
    因为采用了“机智云”的物联网技术方案,使手机应用程序端能与智能网关保持快速数据通信。智能网关是整个设计的核心,能起到承上启下的作用,所以设计了STM32主控芯片、高清彩色触控屏、WIFI模块加双发无线通信模块这一方案。STM32主控芯片负责处理来自WIFI模块、触控屏和无线通信模块的数据,并把数据重新打包分发出去,触控屏独立负责人机交互界面,WiFi模块负责与路由器通信,两个无线通信模块负责与下属的子模块进行数据交互。电灯控制模块负责实际开关电灯,插座控制模块负责实际通断插座电源,红外电器遥控模块负责操控红外遥控的电器,门窗开合警报模块负责检测门窗的状态,语音模块负责提供语音警报和播放歌曲,所有的子模块均与智能网关保持无线通信,除门窗开合警报模块外均由220伏市电提供电源 。
    所以整个智能家居云控制套件分为手机控制端、智能网关控制器、电灯控制模块、插座控制模块、红外电器遥控模块、门窗开合警报模块、语音模块七部分。

    应用场景及扩展
    作品适用环境:适用类似于学生宿舍这种小型住宅,套件中的小模块可直接替换住宅中86盒子面板,嵌入到墙壁内,不破坏原来的环境。智能网关与家中路由配对后就可持续工作,使整个套件一直处于联网状态,用户可轻松感知家里的状态和控制家中的已配对电器。
    这里写图片描述
    具体参考:http://club.gizwits.com/thread-3308-1-1.html

    7、智慧宿舍,高校防火防盗就靠它啦

    说明
    智慧宿舍:集成了高校宿舍防火子系统,防盗子系统,大功率用电器实时监测子系统,三网结合信息查询与充值子系统(电费,水费,热水卡),门禁控制子系统,利用机智云提供的云服务器为基础,配合手机客户端APP。分级分组式24小时实时智能的为高校宿舍提供安全监察。高校安全一直是高校建设的重点,而作为学子们朝夕相处的宿舍安全更是高校管理里面最重要的一个环节,我们立足于高校宿舍建设的实际,针对高校宿舍管理中存在的问题,提出了一套智惠宿舍管理一站式系统。

    在目前高校宿舍的建设中,普遍会存在几个问题:
    1、 宿舍失火造成人员财产甚至是人员伤亡。
    2、 宿舍发生失窃给学生造成财产损失。
    3、非高校工作人员进入学生宿舍进行非法犯罪活动。
    4、无法对学生夜宿和日常生活情况进行管理。
    5、宿舍的水电管理繁琐,需要投入很多人力进行管理维护。
    6、高校宿舍信息无法统一管理和记录,加大了管理难度。
    基于上述情况,我们提出了一套针对高校的宿舍管理一站式智能系统,简称“智慧宿舍”,这套管理系统是集成了高校宿舍防火子系统,防盗子系统,大功率用电器实时监测子系统,三网结合信息查询与充值子系统(电费,水费,热水卡),门禁控制子系统,利用机智云提供的云服务器为基础,配合手机客户端APP,分级分组式24小时实时智能的为高校宿舍提供安全监察。

    具体参考:http://club.gizwits.com/thread-3308-1-1.html

    8.四步打造智能插座,另已开源多个项目

    首先要感谢机智云给了我们这样一个可以实现想法的平台,如果没有机智云,我要实现这个功能,需要请做APP的同事做一款APP,还要请做云平台的同事做一个平台,自己还要云阿里注册一个账号购买一个云服务。如果把这些加起来,要请这个同事吃饭,那个同事吃饭,现实我的这个想法起码要超过1万元。 在深圳会展中心了解到机智云后,这几天工作任务少,就进入这个平台学习了几天,打算从公版APP入手,为什么会选择智能云插座作为体验机智云平台呢?插座是生活中的必须品,需求还是很强的,当然还有智能灯也是。我自己的一个应用场景,现在广东天气这么热我每天晚上睡觉需要开空调,如果一直开着,到了早上会觉得有点冷,特别是有小孩的家庭。所以我希望到了凌晨3点之后关闭空调,同时又能自动打开风扇,让空气流通起来,我相信还是有很多朋友有跟我一样的想法,如果有,那就跟我一起解决生活中需要解决的问题吧,让想法照进现实。
    说明:
    利用机智云平台提供的开源资料,只需如下四步即可打造属于自己的智能插座产品:
    一:修改公版APP
    二:修改GOKIT MCU源码
    三:用GOKIT开发板验证功能
    四:用公模插座外壳做自己的智能插座

    具体参考:http://club.gizwits.com/thread-3029-1-1.html

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  • 智能硬件产品开发全流程解析

    千次阅读 2019-09-09 13:32:25
    本文通过十八个流程点详解,为大家分享了智能硬件产品研发生产的全流程。 上篇文章我们聊了下软硬件产品经理的那些区别,这篇文章主要分享下硬件产品研发生产的相关流程。 上图所示的是一个智能硬件生命周期...

    本文通过十八个流程点详解,为大家分享了智能硬件产品研发生产的全流程。

    上篇文章我们聊了下软硬件产品经理的那些区别,这篇文章主要分享下硬件产品研发生产的相关流程。

    上图所示的是一个智能硬件生命周期内所需要经历的全部流程,以及产品经理需负责的相关工作。下面我们拆解下各阶段的相关内容,以及分享一些相关经验。

    一、市场分析

    如同互联网产品一样,除了在立项之前需要对市场规模、用户需求、竞品优劣势、BAT布局以及切入的方向进行分析之外,智能硬件还需要分析目标用户的购买力,竞品的定价、利润、上下游供应商、和产品策略等因素。

    从而制定产品的目标用户、功能、价位、利润等目标,并分析要做的产品是轻决策类型还是重决策类型,不同类型的产品对售价和产品服务有着很大的影响。同时还要分析制定自己的技术力量和上下的资源整合以及营销策略等。

    通过综合分析最后要产出一个包括市场分析报告和项目所需资金、技术方案、人员、周期、利润、营销方案以及产品迭代计划的项目分析报告,并分析得出是否具有可行性,若可行则可进入立项阶段。

    我曾经看到一款产品由于前期定了一个不具实现性的目标,且是在当时没有足够的用户规模和购买力的情况下,最后因为技术、成本、售价、市场环境等各方面的压力而最终夭折。

    二、立项组建团队

    互联网行业有一句话是“好想法是有了,离成功就差一个程序员了”,由此可见对互联网行业来说虽然不是真的只有一个程序员就可以,不过一个项目所需要的成员还是比较少的,一般情况下一个产品、一个UI、一个后台、一个安卓、一个iOS、一个测试基本就是一个标准的产品团队了。

    相对智能硬件来说一个团队除了上面说的软件相关人员,还需要组建一个硬件的研发和生产团队,一般至少需要包含ID设计、结构设计、电子工程师、固件工程师、硬件测试、品控、采购、项目经理等角色。

    这样看来想要做一个智能硬件所需要的团队至少是需要软件项目的2倍以上的人员。对于如此多的团队成员管理项目的进度也是一大挑战。

    软件项目最大的成本也就是人力成本,而对于智能硬件项目来说人力只是成本的一部分,还有一个大头就是产品的模具和开发物料成本,所以智能硬件项目创业将面临着更大的挑战。

    如果能组建一个有着丰富智能硬件的团队那么必然就会少踩很多的坑。

    三、需求分析

    团队组建完后就可以进一步的分析需求了,此时的需求分析是不能像互联网产品那样头脑风暴的,需要根据产品的定位、售价、成本、和技术边界去分析需求,并在成本和体验之间做取舍。

    这个时候最重要的是综合需求和成本把产品的形态和硬件配置确定下来,这样后续软件的需求和功能也就可以依托硬件的能力边界去做了。确定好硬件需求后需要把产品的原理图制作好,在验证完可行性之后就可以正式开始产品的设计和研发了。

    在这个阶段软硬件的需求和功能需要一同进行规划,达成基本的框架和共识。

    等后期硬件确定完后软件部分就根据硬件的边界尽可能的去满足用户的需求,提升产品的体验了,在智能硬件中如果软件做的比较出色,那么也是可以通过较低的成本给产品带来巨大的竞争力的。

    四、软件研发

    在启动软件研发之前通常是由软硬件产品经理共同设计好产品,输出相应的产品原型和需求文档。有些团队软硬件产品经理是一个,因此需要产品经理和硬件、电子工程师共同设计好硬件的需求并产出相关文档。在这一步完成后就可以开始进入软硬件的开发阶段了。

    本章节主要说的软件的研发,其余部分后面再说。产品需求设计好后先由UI设计师进行界面设计,然后再由软件工程师开发出来。

    智能硬件产品的软件开发,除了APP和后台之外还有一个固件端的开发,由于固件是要运行产品上的,不过此时的硬件也是刚开始进行研发,所以是无法提供硬件来运行固件的。因此在项目前期固件端的开发通常是先使用开发板来代替产品本身的,等主板设计好可使用时就可以转移到实际产品上进行开发了。

    相比纯软件项目,智能硬件从交互上面会更加复杂,所以在三方联调上面会花费更多的时间也会出现更多的问题,因此就需要对产品进行详尽的测试,前期可以使用开发板大致的进行测试,不过由于开发板和实际产品之间还是存在着一些配置等方面的差异的,所以有可能在开发板上没有的问题,在产品上运行时就会出现问题,甚至也有可能是电子工程师给留下的硬件坑,因此在硬件可以运行调试后需要持续对产品进行详尽的测试,要确保产品的稳定性。

    通常智能硬件都是可以进行远程升级的,要注意的是在产品出货前一定对升级流程进行多次确认,这样即便软件出现一些BUG也是可以通过远程升级解决的,如果升级系统有问题,那么这个产品别说有BUG修复不了,就连正常的功能迭代都无法进行的。

    在硬件产品中通常不会对软件进行无限期的优化和功能迭代,尤其在推出下一代产品之后基本就会停止进行更新。

    这主要是因为智能硬件产品是靠买硬件本身赚取的利润,如果一直维护老产品那么就无法与新产品差生差异化,也就无法通过新的功能和体验吸引用户购买新产品,这样厂商也就没有利润可赚取了。

    通常硬件产品的设计都是有预计使用寿命的,等产品到达预计寿命后厂商是非常希望用户进行换代的,这个时候人家怎么可能还给你维护产品,增加功能让你继续用呢?

    当然也不是所有的硬件产品都是这样的,管道类的产品因为主要谋取利润的点是在内容和服务上,所以这类产品除外,比如智能音箱类产品。

    五、ID设计

    人都是视觉动物,如果一个产品丑的要命,你还想要畅销那是谈何容易呀!不过对于美和丑不在今天讨论的范围内,今天主要想分享的是ID设计中对成本和产品的影响。

    ID设计中有两点需要注意:
    第一点:产品外观设计形体必须能开模,其实对于一件产品外观设计完以后能否开模制造出来,取决于拆件。而拆件又与装配循序、外观美观性和成本有紧密关联,比如下面这2组设计。

    从形体上来说这两个很不错,但从开模角度来说难度很大,除非3D打印,或者做成软胶强制脱模,否则是没法搞的。

    第二点:产品外观设计必须考虑是否能够装配的进去主板或其他电子器件。起码要保证你所设计的产品主板能够放进去你所设计的盒子内部,而且盒子强度也要够。然后你要确保你所设计的产品也能够很好很有顺序的拼装在一起。不要生产出来拼都拼不起那还叫什么设计。

    如果ID通过评审就可以通过打手板进行进一步的检验和评估了。在评估OK后即可进行结构设计。

    六、结构设计

    在结构设计中需要注意根据ID和主板等配件,设计出兼顾两者的内部结构。同时也要考虑产品的坚韧度、组装难度、脱模难度,有运动部件的产品尤其需要注意的是运动部件的结构灵活性和稳定性。

    我们之前做的一款产品就曾因运动部件的结构出问题而导致在使用时间稍微久一点或磨具有稍微误差后就会出现阻力增大的问题,最后导致有不少产品进行换货处理,并且曾也增大了模具开发的难度和产品的成品率。

    结构设计好后可通过3D打印等技术进行打样拼装,验证其设计如何?

    七、PCBA设计

    在电子设计和开发中需要注意的是PCB设计和电子元器件选型这两个问题。

    第一个是PCB设计时要考虑走线、SMT难度、分离模拟电路与数字电路以及元器件和电路之间的电磁干扰等相关问题。尤其要注意干扰问题,因为这样的问题有时是隐性问题,说不定就在什么时候就会出现。倘若在产品生产大规模后出现那可就尴尬了。

    第二个是元器件选型的问题,在电子元器件选中要避免使用偏门的,因为有可能这个元器件随时会面临停产或者与其他元器件难兼容,有时更换一个元器件会因为Pin脚或驱动不兼容而带来大麻烦。对于产品来说使用成熟稳定的元器件不仅能提升产品的稳定性,甚至有时还能降低产品的成本。

    在主板设计好后即可进行打板出样品了,样品出来后即可烧录固件对其进行测试和优化

    八、整机验证

    在这个阶段基本APP、固件、电子、结构都已经出了1.0版本了,此时就可将产品进行整机的组装和验证了。

    在这个阶段产品除了要进行各方面的测试验证和迭代优化之外,还需要将产品拿到实际的应用场景和用户那里进行使用测试,这一步不仅可以从用户的角度测试产品的性能,还能暴露出产品场景设计和需求以及产品体验问题,因此这一步是非常有必要的,当产品进一步成熟后再发现问题就很难进行修改了。

    在互联网上有很多关于产品经理改需求的段子,而在硬件产品经理圈几乎是没有的。主要是因为硬件产品如果做需求变更的话,那么所需要付出的成本是非常高的。

    比如随便开一个模具都是要十几二十万起步,这样高昂的代价谁敢随便需求变更?

    再比如对主板进行需求变更,你要知道的是对主板进行一次修改、打板、测试没有个两三周是搞不来的,这样随便搞几个次一两个月就过去,时间这么宝贵谁能经得起这样的折腾呢?

    九、包材设计与生产

    产品在经过上个阶段后基本外观、功能、配置就已经敲定了,所以此时就可以开始进行包装和说明书的设计和生产了。

    如果产品还距离量产的时间还长,那么可以在包材设计打样确认后过一段时间在进行生产,以免因长时间存放导致出现问题。

    十、结构开模、电子备料

    在产品经过多次测试后,若在ID、结构、电子没有需要改动的情况下模具就开始开模了,电子元器件也可以开始备料。通常开模的时间至少需要2个月以上,所在这段时间内就可以继续迭代优化软件。

    在开模这段时间里需要产品经理和结构设计师定期检查开模进度和质量,避免出现较大的进度延迟或失误。

    十一、整机验证

    在模具进入T1阶段后就可以根据情况进行小批量的生产了,从而进行整机的综合测试。这个阶段主要是针对以下几个方面进行的测试和验证,并输出相关报告和生产指导书。

    1. 验证模具的质量,生产出来的壳体是否有问题,抗跌落或其他测试否能通过。并对出现的问题进行修复优化。
    2. 对于电子开始小批量的SMT,验证PCBA的质量,总结SMT的经验和问题,并进行优化改进以及产出生产和测试的方法。
    3. 包装是否开始生产可视情况而定,若需要进行产品的内侧,有条件的话可以进行小批量的生产。
    4. 对产品进行耐久性和稳定性等进行多方面测试,找出产品中隐藏的或者需要长时间运行才能发现的问题。
    5. 产品组装工艺和流程的制定,在这个阶段需要组装多个产品,并对产品组装和生产工艺进行整理,输出产品生产指导书,指导工人生产和生产流程的设计。

    十二、产品内侧

    产品内侧这一步是非常必要的,建议在任何情况下都不要省去。在产品研发过程中虽然会进行周密严禁的测试,但是依旧不能保证覆盖实际应用中的各种场景。

    因此将以上一个流程中所生产的产品交给小规模的目标用户,去真实的场景下进行长时间的使用是可以帮助我们去发现那些我们无法覆盖到的场景和问题。

    同时用户使用产品和我们开发人员测试使用产品的方式是不一样的,所以通过这种方式也可以帮助我们找出产品设计中的不足,获得用户真实的使用体验,及时的对产品进行优化。

    十三、小批量试产

    当经过用户内侧并把发现的问题进行修复验证后,产品研发阶段就正式告一段落了,接下来就要进入生产的阶段了。

    开始生产的第一步是选择一个适合的代工厂,在选择时优先选择有相关产品经验且管理规范的工厂,最好相关设备都具备,可以在一家完成SMT、壳体生产加产品组装等相关流程。

    如果满足不了这样的条件,那么也要选择有经验管理规范的厂子,至于SMT和壳体生产可以整合其他厂商进行合作,不过这种情况下要注意责任的划分避免出现问题后双方扯皮的事情。选厂时尽量避免那些没有经验,管理松散的小厂,不然以后问题会多了去的。

    选好工厂后就要开始与工厂的工程师确定产品的生产流程和工艺了,这一步搞定后就可以开始小批量的生产了。

    根据产品类型的不同,生产的数量也不尽相同,不过通常也会生产数百台产品。做这一次小批量试产的目的是为了验证产品生产流程、元器件批量加工、生产工艺和工人的能力等多方面问题,在这一步要对生产流程进行高度的关注,对过程中出现的问题进行总结分析得出解决方案。

    同时对产品的成品率进行监控,如果有条件的话可以再次进行一次内测,即便不能进行内测也要多产品进行大规模的抽查使用,以便发现隐藏的问题,模拟客户受到产品的过程和体验。

    若在此流程没有什么问题,那么便可进入下一步的正式量产了。此时也要开始对产品进行各方面的认证申请了。

    十四、大批量生产

    经过试产也就基本没有什么问题与工厂也都应该磨合好了,下面就按照生产排期进行生产即可。不过在这个过程中还是需要相关同事进行驻场监督,以免出现问题不能得到有效及时的解决。

    在这里需要对产品的加工处理、员工的操作标准、以及质检的规范程度等方面进行有效的监督和保证,只有这样才可以保证产品不会出现质量问题。

    在产品生产的过程中产品经理需要开始编写产品维修手册,准备相应的维修更换的部件,以备售后使用。

    十五、销售相关

    在生产过程中产品经理还有一个重要的工作要开始执行了,那就是与产品销售相关的工作。这一部分主要包括产品销售材料的制作,比如宣传文件或宣传视频等资料。

    同时也要对销售同事进行培训,帮助他们理解产品在市场的定位以及自家产品的优劣势,同教授产品的使用,便于他们进行宣传和销售。

    此时还要和售后、技术支持等同事进行培训,告诉他们产品使用方法和可能出现的问题以及应对的方法和话术,并对技术支持进行维修和故障诊断进行培训。

    这个时候市场和销售同事就要开始对产品的营销和渠道预热等相关工作了,产品经理需要配合他们完成相应的内容。

    十六、量产爬坡

    量产爬坡是通过生产流程的优化、提高员工熟练度等方法提升产品的生产速度,在规定的时间内连续大量的生产产品。这个时候需要对产品生产的过程进行全面的监控,保证爬坡的稳定和产品的质量。

    当经历过这个阶段后产品就算开始稳定的出货了,此时产品经理算是完成了最重要的使命了,接下来可以松口气,投入到产品的销售和维护等相关工作中了。

    十七、售后阶段

    在售后阶段除非你产品问题很多,不然产品经理基本就没有太多的事情,主要是做好售后相关同事的培训工作,遇到新问题帮助解决。对于产品销售的数据和市场进行持续的关注即可。

    十八、项目维持

    在产品的销售和生产都稳定之后基本进入维持的阶段了,此时需要适当的保持产品软件的维护和迭代,对产品进行生产排期等相关工作。

    接下就需要对项目进行复盘总结了,分析在项目进行中的各项问题,以及再做项目时如何避免这些问题。

    如果产品还有下一代需要启动,那么你就可以着手对下一代产品进行规划开始新的战斗了……

    结尾

    聊到这里整篇文章也就结束了,希望这篇文章对于软硬件产品经理和硬件产品生产不懂朋友有所帮助。若有不妥之处还请大牛指点。

    展开全文
  • 手把手教你智能硬件开发(一) 我选Arduino

    万次阅读 多人点赞 2016-11-07 17:03:50
    智能硬件怎么入门?有没有适合软件开发者使用的硬件平台呢?本文将向您展示Arduino智能硬件的开发,带你入门。

    第1节 我选Arduino

    高大上的无人机玩过吗?智能的家庭空气检测仪见过吗?手机控制的电子体重秤、血压仪用过吗?这些“高科技”都属于智能硬件。

    作为软件开发者的你,有没有想过自己开发一个智能硬件呢?

    也许你会觉得硬件开发的门槛很高,作为小白或者软件开发者难以企及,那么这你就想错了。其实,现在已经有了很多专门为软件开发者设计的智能硬件开发平台。例如现在火爆的树莓派-raspberry pi、英特尔推出的爱迪生-Edison,以及本系列讲重点介绍的Arduino

    有了它们,即使你对硬件并不了解,也能开发出软硬件完美结合的智能小硬件。

    这些硬件都有个共同的特点,采用主控制板+扩展板+外接硬件的方式工作。

    1. 主控制板:我们讲的平台(树莓派、爱迪生、Arduino),指的就是主控制板,它通常就是一个开发板。你可以把它想象成台式电脑上的主板,只不过这个主板已经焊接上了CPU和内存等最最主要的部件;

    2. 扩展板:主控制板上的针脚是有限的,扩展板可以把一个针脚扩展成多个针脚,让更多的设备与这个针脚连接。它们就好像是电脑主板上延伸出来的一根根USB数据线,把主板上的一个USB接口,转接成了多组不同的USB接口,放在电脑主机的前面和后面;

    这里介绍下“针脚”的概念,主控板上对外提供的连线接口都是适合线头插入的凹槽,称为针脚。

    1. 外接硬件:按钮开关、传感器等器件通过扩展板与主控制板的针脚相连。它们就好像是台式电脑上的USB接口可以连接的U盘、移动硬盘、USB Wifi等等外接设备;

    可以想象的到,只要使用对应平台的扩展板,外接硬件可以连接在不同的平台上,正常的使用。所以那些外接的硬件有很高的通用性。

    1.1 WHY Arduino

    在前面提到的智能硬件开发平台中,我们选择了Arduino, 为什么?

    1. Arduino足够的便宜,一个Arduino开发板不到100块钱(即使是意大利原装板也只要300多人民币),投入的硬件成本很低,可以花很低的代价学习智能硬件开发;

    2. 作为智能硬件的初学者,总希望从最简单的开始,能学到原理,但是又不要有太高的学习门槛,有了基础以后再循序渐进。Arduino开发只需要开发者会基本的C语言就可以了,几乎不需要任何其他的编程、硬件基础;

    3. Arduino的运算能力足够制作一些简单的智能硬件了,而它又更接近一个单片机,很多智能硬件可以用它做功能的验证;

    4. Arduino是软硬件开源的,有很多的技术资料可以参考,有庞大的社区支持,可以找到很多志同道合的人交流、快速进步;

    所以,我们选择这个性价比最高的的平台来开始智能硬件开发之旅。

    1.2 Arduino开发板

    Arduino开发板根据体积和性能,分为了多个子系列。

    其中最常见、用来做入门学习的有两种,UNO和MEGA。

    这两个开发板的功能几乎一样,MEGA使用的主控制芯片性能要高一些,针脚多一些,可以同时连接的外接硬件就要多一些。

    相比之下,UNO配置低一些,价格也便宜一些。
    MEFGA配置高一些,价格比UNO贵二十块人民币左右(意大利原版之间相比贵二十美元左右)。

    我们使用Arduino开发板主要是用来学习,可能会同时要加装各种外接设备,MEGA开发板对此更有优势。

    UNO接口太少,假如要做个四驱小车,一旦使用了四个马达后,基本就不能再添加其他硬件外设了。

    另外,UNO的串口控制器只有一个串口,假如你还要使用其他串口设备的时候,调试起来就比较吃力了。例如做蓝牙小车,调试时噩梦就来了:因为Uno只有一个串口,要提供给蓝牙和USB共用。你得先拔下蓝牙模块的连接线才能部署程序到开发板;部署完成后,再插上蓝牙连接线才能开始测试。

    如果出于批量生产成本考虑要使用UNO开发板也没有问题,可以先在MEGA上完成开发,最后在UNO上做性能测试,只要使用的硬件接口不大于UNO开发板提供的接口就行了。

    基于以上这些分析,我们的建议是选Arduino的MEGA开发板。

    学习硬件开发的一个很大门槛就是要记住许多复杂的寄存器地址。Arduino的之所以被认为是给软件开发者设计的硬件,就在于它简化了硬件上的多种接口,把它们抽象成一个个可以直接控制的引脚位置。软件开发者编程时只需要对这几类引脚做操作就可以了。

    Arduino开发板上的引脚数量,根据开发板的类型是不同的。例如,UNO有20多根引脚,MEGA有70多根引脚。这些引脚都有自己的名字。

    这些引脚可以被分成3类,

    1. 电源引脚。利用电源引脚,可以为外界的扩展板或者硬件提供3.3V(引脚3V3) 5V(引脚5V)的电压,以及接地(引脚GND)的功能;也能通过引脚VIN接受外部提供的电压;

      在MEGA开发板中,电源引脚的位置大致如下,

    2. 模拟引脚。区别于数字引脚只能输出0,1两种状态,模拟引脚可以输出0与1之间的中间状态。开发板有若干个模拟引脚,它们接收模拟量:0~1023,输出模拟量:’0-255’。
      输入输出范围不同应该是硬件设备的精度造成的。

      它们被编成了0~N的数字号码,用A0~AN来表示。例如MEGA开发板上的模拟引脚有16个,就是A0~A15

    3. 数字引脚。只能输出0和1两种状态的引脚。开发板有若干个数字引脚,它们只接收或输出高低电平两个值:HIGH或者LOW。

      它们被编成了0~N的数字号码,用D0~DN来表示。例如MEGA开发板上的数字引脚有54个,就是D0~D53

      这些数字引脚中,有的引脚还可以提供别的复用功能,

      1. PWM(Plus Width Module)。通过控制脉冲信号周期的方式,来调节数字引脚输出的电压大小;

      2. 通信引脚。作为串口输入和输出的接口;

    不同的Arduino开发板,它们的引脚位置是不相同的,这里只是用MEGA开发板来做一个示例。目前我们只要知道有这些引脚的存在就可以了。今后要使用到这些引脚的时候,我们再来做详细的介绍。

    *关于Arduino UNO开发板的详细介绍请参考官网

    *关于Arduino MEGA开发板的详细介绍请参考官网

    1.3 Arduino扩展板

    1.3.1 官方扩展板

    Arduino官方目前总共推出了5款扩展板。
    分别是,
    Arduino Motor Shield

    Arduino Proto Shield

    Arduino Ethernet Shield

    Arduino GSM Shield

    Arduino WiFi Shield 101

    1.3.2 第三方扩展板

    Arduino是开放平台,有不少的第三方扩展板。根据开发者的需要,扩展出提供不同功能的接口。对于有能力的硬件开发者来说,可以随心所欲的设计适合自己的扩展板。

    例如下面这款双L293D芯片的马达扩展板,

    1.4 外接硬件

    Arduino可以外接多种硬件。这些硬件可以,

    1. 直接接到开发板上;

    2. 接到扩展板上,然后通过扩展板连接到主控制板上;

    1.4.1 传感型硬件

    用来感知、测量某种环境数据的硬件。例如光线传感器、温湿度传感器、超声波探测器、粉尘传感器等等。

    1.4.2 控制型硬件

    用来发出指令、改变硬件某个特性的硬件。例如开关、直流马达、步进马达、舵机、LED灯等等。


    关于这些传感器详细的原理和用法,我们将在以后的章节详细的介绍。


    /*******************************************************************/

    本系列课程使用到的Arduino开发板、扩展板以及其他相关的传感器,各位可以根据我们文章中介绍的硬件在淘宝网选购。
    您也可以在我们的网店跟我学Arduino编程中购买,这些相关硬件都由我们为您把关购买,为大家节省选择的精力与时间。同时也感谢大家对我们这些码农的支持。

    最后再次感谢各位读者对安豆的支持,谢谢:)

    /*******************************************************************/

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