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做智能硬件很难?有一份躺赢攻略请查收~
智能物联研习社 | 2021-04-02 20:20:39    阅读:802   发布文章

有一群人,开发一款产品动辄半年甚至一年,经费少则百万,且上不封顶。当他们出现在各大技术论坛时,软件开发者们纷纷停止了讨论,把麦克风让给大佬。

 他们有一个共同的称呼——“做硬件的” 很多人说做硬件太难了,但对于局外人来说,硬件这个东西到底难在哪里?所谓隔行如隔山,今天我们就讲一讲硬件开发的背后,隐藏了哪些血泪史。

搭系统,做模型,只为让它“动起来”

 有人可能认为,要让一款电子设备“动”起来,无非就是把芯片、电容、电路板等各类电子元件组装在一起,然后套上一个壳子就行了。 之后你只要给设备通上电,然后大喊一声:“给我动!”它就开始兢兢业业地工作了。 硬件开发工程师小张听到之后,气得吐了三斤血。
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其实哪有这么简单,一个硬件研发团队至少需要包含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,且在调研立项阶段就要花掉2-4周的时间。 立项完毕后,进入设计环节。以最初的ID设计为例,设计师首先需要把产品的外观设计出来。且不说“美”和“丑”的鸿沟有多深,设计师还要考虑成品是否能够开模,以及能不能装下主板和电子元件。如果美感和实用性平衡不好,设计师要么被消费者嫌弃,要么被老板递来的开模账单给吓晕。 接下来就是结构设计。设计师根据ID和主板等配件,设计出兼容两者的内部结构,同时保证产品的坚韧度、耐用度和稳定性。举个最简单的例子,当一款电子产品用久了,里面的部件就会因为松动发出各种声响。结构设计不过关,随之而来的就是海量的售后和退货问题。 然后就是PCBA设计,即电路板和电子元件的组装设计。这个过程涉及的问题主要是走线、SMT难度、元器件和电路之间的电磁干扰问题。而且在选择元器件的时候,一旦用了比较冷门的型号,就可能面临断供、不兼容等令人头大的问题。 反正就是三个字,都是坑。

经历了3-4个月的研发和测试,以及几十万的开发成本,小张的头发也已损失殆尽。然而在量产前,小张要找工厂做一套产品模具,这又要花掉十几万到几十万的经费,以及至少2个月的开模时间。而且工厂表示,机床的维护费用是一笔不小的数字,想下单可以,至少5000台起步。 可是对于小张来说,市场对于这款新产品的需求量并不清楚,如果贸然下个大订单,很可能会血本无归。夹缝中间,小张不得不感叹一句:
“做硬件难啊!” 

“做硬件难,做智能硬件更难”

 根据CIC的报告,2019年全球智能家居和智慧商业设备的出货量为7.62亿台,并将在2024年达到25亿台,复合年均增长率为26.7%。另外根据Statista的统计,影像娱乐和家庭安防设备是智能家居市场最受欢迎的两大产品分类。 随着IoT(物联网)、AI和通讯技术的进步,智能场景的应用越来越普及,消费级别的智能设备越来越吃香。作为一名硬件开发者,小张果断决定瞄准家庭安防市场,推出一款智能安防IPC摄像头。 但经过市场调研后,小张发现智能硬件开发除了上面讲到的难点外,还存在着无数难以跨越的技术门槛。

首先是联网能力。当你远在天边,家里有任何情况,智能摄像头可以通过云端向手机推送信息,或者直接打电话报警。只有实现了这一点,智能摄像头才无愧于“智能”两个字。 听起来很简单,就是把设备连接到云端嘛。但现实情况是,光是通讯协议这一关,就卡住了很多传统硬件开发者。
目前,市面上的主流IoT通讯协议包括Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、NB-IoT等。这些协议拥有不同的技术标准,适用于差别化的应用场景,且在设备连接数、功耗、抗干扰和通讯距离等方面有着相当大的差异。选用哪种通讯协议,对传统硬件开发者来说是一个挑战。 其次,要想让设备真正拥有联网功能,小张还需要在摄像头里安装对应的通讯模组。如果自己从0开发一套通讯模组,相当于又回到了传统硬件开发的老路——时间、金钱、人力一个都不能少,Bug、返工怎么都不嫌多。 即使小张同志搞定了联网能力,接下来的问题更难解决——如何让摄像头变得“智能”? 打个比方,便利店的安防摄像头是典型的“被动安全”模式,它仅仅能看到店内有没有顾客把商品揣进自己兜里,但对这种行为却“无能为力”。 想要化被动为主动,智能摄像头就需要拥有“感知”和“识别”的能力,这就涉及了“AI视觉识别”等核心技术。如果说联网模组还可以努努力,AI要花多少钱、人力和时间才能攻克,小张已经不敢继续算了。
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除了AI和联网这些基本能力,智能设备还面临着生态兼容的问题。千辛万苦做出的产品,如果不能兼容主流的智能设备生态,那么对消费者来说就没有吸引力。目前国内智能硬件厂商想要打入海外市场,就必须无缝接入Amazon Alexa、Google Assistant等生态系统。如何将自家的产品接入这些平台?做硬件出身的小张团队,也面临巨大的门槛。 这么看来,智能硬件市场竞争如此残酷,中小型团队真的没有破局的机会了吗? 

涂鸦做的这件事,叫“赋能”

 在IoT领域,有的公司在提升技术门槛,但也有一些公司,立志消除这些门槛。 涂鸦智能就是一家立志为开发者打通技术壁垒,构建物联网开发者生态的公司。简单地说,涂鸦通过提供一站式IoT PaaS(物联网平台即服务)和行业 SaaS(软件即服务),帮助开发者快速、低成本、高效地开发和落地智能设备,并打造属于自己的垂直行业解决方案。 听起来有点绕?其实针对小张的案例,涂鸦可以提供的服务一目了然。 首先是联网,涂鸦为小张团队提供高性价比的自研云模组,即插即用,且涵盖市面上主流的通讯协议。这些模组采用涂鸦和各大芯片厂联合研发的IoT芯片,并且可以直接连接到涂鸦云,通讯延迟在10ms以下。
涂鸦智能发布的全球首款IoT终端Wi-Fi 6模组
也就是说,小张团队只需要确定产品的使用场景,涂鸦就能按照需求提供合适的模组。之后在模组嵌入产品的过程中,小张也可以使用涂鸦提供的零代码和MCU低代码开发,节省大量的时间成本。 其次是产品所需要的功能。比如智能摄像头所需要的AI识别能力,涂鸦提供云端+边缘AI在内的多种视觉智能解决方案,开发者可以直接使用涂鸦自研的视觉AI,包括人型侦测、人脸识别、入侵警戒、车牌识别等核心功能。 同时,对软件开发并不熟练的小张,还可以使用涂鸦安防SaaS,在几乎不需要任何软件开发能力的情况下,快速拥有包括Web端接警平台、OEM App、产品数据分析的一整套能力。如果需要,小张也可以使用涂鸦IoT PaaS的云开发工具,对SaaS进行个性化定制。
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到了这一步,小张在涂鸦的帮助下,已经成功落地了一款属于自己的智能安防摄像头,并具有人脸识别、App自动报警、画面实时回放、语音控制等功能。此外,通过涂鸦云的增值服务,这款产品还可以同步接入Alexa、Google Assistant等主流语音助理。 这个过程中,小张团队需要付出的,不再是长达数月的开发周期和大量人力成本。通过涂鸦的IoT开发平台,开发者最快可以5分钟完成自有品牌App,8小时出demo,15天即可将升级完成的智能产品投入量产,节省多达90%的开发时间。对智能硬件开发者来说,这些技术可以说是对开发难度的“降维打击”。 而涂鸦智能作为全球领先的IoT云平台,通过赋能小张这样的团队,也丰富了自己的开发者生态体系。这就和无数手机品牌共同成就了安卓一样,涂鸦的IoT PaaS和SaaS能力,也随着开发者生态的不断扩张,更加具有竞争力。 对于这种双赢的合作,小张表示,做智能硬件这件事儿,也不是一定要献祭自己的头发嘛。 偶尔躺赢一回,也挺不错。


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