一个智能硬件的奇妙旅程|学习笔记

简介: 快速学习一个智能硬件的奇妙旅程。

开发者学堂课程【HaaS 智能硬件开发训练营:一个智能硬件的奇妙旅程】学习笔记,与课程紧密联系,让用户快速学习知识。

课程地址:https://developer.aliyun.com/learning/course/832/detail/13958


一个智能硬件的奇妙旅程

 

主要内容

一、智能硬件全流程解析

二、HaaS EDU K1演示

 

一、硬件

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以智能家居的应用场景为例子,小明加班到深夜,又累又困,他想关灯睡觉,但是又不想走过去关灯。这里给出三种控制方式来解决小明的困难:

1)语音关灯,智能音箱有麦克风阵列,能识别到小明的话,然后上传到云端,云端把语音转化成文字进行自然理解,然后执行下发指令到智能音箱,通过智能音箱来单端控制关灯。

2)手机关灯,手机一般有蓝牙和 wifi 的连接协议,智能手机是可以通过GATT协议直接关灯,也可以通过 wifi 云下发指令到智能音箱来控制灯泡,也可以通过4G、5G 上云。

3)智能按钮,智能按钮在某些场景比较方便,比如,深夜开灯上厕所,又不想影响身边的人,这时用语音不太方便,而且如果是智能手机,在黑暗环境下开手机亮度会刺激眼睛,也不好。所以这是用智能按钮开灯或者关灯比较方便。

在这个场景中,出现了智能手机,智能灯泡,智能音箱,智能按钮这几个智能硬件,们有一个共同的特点——都有连接协议,都能端端通信、端云通信。所以说它们都有通信的能力,这也是跟传统硬件区别的一个特点。智能硬件还有其他的构成因素,传感器、AI 等。

接下来会就智能按键,智能按钮展开一个智能硬件产品开发的全部流程。

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这是一个智能硬件产品生命周期的流程图,总的来说是一个闭环,两个决策,九个节点。

(1)一个闭环:从市场调研,输出市场分析报告,到最后的量产、售后迭代,都需要复盘总结。

2)两个决策:在整个流程中很多的会议以及的决策,而立项和发布相对来说比较重要。因为在立项之前,通过市场调研需求分析会形成一个最终的可行性方案,从而决定这个产品是否继续,因为做下去之后会开始方案设计及后续的过程,这时会投入很多人力、财力和时间成本。因此立项很重要。第二个节点是发布量产,在方案设计及 VT、DVT 和认证验收之后,认证拿到牌照,验收内测决定进行量产,大批量生产会投入更多的费用,所以说发布量产决策也很重要。

3)九个节点:九个点是从市场调研输出市场分析报告,产品经理会跟市场进行一个深度的对交,形成一个产品的规格书, 产品经理的规格书是初步的,会拉上 pm、各个领域的领导开一个技术评审会议,然后进行更详细的需求分解和选型,最终形成一个更可靠的可行性方案。产品决定做下去之后,项目经理就会组建团队,排定计划,组织立项会议,那么项目就立项了,然后各个部门都会开始方案设计,比如硬件会开始它的原理图、pcb、结构 ID,软件会开始进行方案设计、原型设计等,接着进入到 EVT 阶段,方案进行验证,这是工程业程阶段就方案、模块进行验证,之后进入到 DVT 设计验证阶段,会就设计的方案进行一个完整的系统性的验证。然后是 PVT 小批量验证,主要是对工厂的流程做一个更详细的标准化流程。接下来是认证验收,如果样机状态好,在 DVT 之后就应该开始认证,因为各个认证的周期比较长,而且在 PVT 之后还会进行用户内测验收都没问题之后就会进行大批量产。运营方面会渠道预热,然后销售,接下来是售后,软件方面会有迭代,最后是复盘总结。

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接下来会就各个节点进行展开,第一是定义产品,就是产品经理通过跟市场的一个分析报告进行需求对之后会形成一个毛坯的产品规格书,为了把毛坯装潢成精装的,会组织一个技术评审会议,拉上 pm 和各个部门的 leader 进行评审。接下来举一下会上讨论的一些例子。

首先以智能按钮为例,智能按钮的世界有单击、双击、长按,它可以通过这些事件代替一句话的指令,比如关灯、控制 iot 设备或者是门铃的功能或者是播放音乐、讲笑话等多媒体的一个事件。

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这是智能按钮的一个硬件配置表。

1)蓝牙芯片的选型: 蓝牙芯片的选型产品需求和智能音箱的连接要在15米内正常使用,这时硬件会给一些信息,RTL8762是以蓝牙支持蓝牙4.2的,它的功率、性能可以支持到15米内正常使用,这是理论的数据,采购会质疑这个方案是不是在需求满足的情况下价格最合理。所以他们会进行一番讨论来确定最终的蓝牙芯片的选型。

2)纽扣电池:CR2032,它的产品需求是如果算每天20次按压,两年内要正常使用,那指标可能会质疑电池能否抗两年。所以说技术像硬件就会给一些基本参数,CR2032的典型电压是3V,它的容量是225mA·h如果根据经验来假设一些数据,比如配网的功耗,发射的电流,接收的电流,还有待机的电流的大概值。所以如果拿这些参数假设一个场景的算法,把这些参数都迭代进去,算一下是能支持到两年,这是一个理论算法。实际产品出来之后会进行方案的验证、实物的测试、可靠性的测试强度的测试。

3)单色 led:led 颜色有很多,红色,蓝色,绿色,白色等,大家要评估一下在哪个场景下用户体验是最好的,尤其是在黑暗环境或者是弱光情况下等等。而且采用的电池可能是 CR 二零三二2032,它的电压逐渐随着时间减小,这是否会影响到灯的亮度、灯的性能等,这些在选型时都要考虑进去。接下来还有法规认证,所以大家都会在会议上进行各个指标,各个选型的讨论,最后定一个最终的可行性方案。在产品定义完之后,开始做这个产品,项目经理就会组建团队,组织立项会议。智能硬件涉及的面非常广,所以团队也相对来说非常庞大。

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(1)决策组:像市场、硬件 PD、软件 PD 、PM、品控,这些是在遇到问题开会的时候要拍板的

(2)外观结构:有 ID、结构、工艺、包装。

(3)嵌入式硬件又可以细分为基带、音频、射频、线、layout,现在手机上细分会详细一点,这些可能都是单个工程师在进行,但是在物联网 iot 领域,可能一个硬件工程师都能做这些技能。

(4)嵌入式软件:一个驱动工程师也能做这些技能。

(5)互联网平台:有别于传统硬件,像智能硬件有互联网平台的加成,所以说前端、有服务器,有 app,还有云平台服务。

(6)测试:每一个结构、硬件、嵌入式软件、互联网的 app 都有对应的测试同学,最后还有认证组的同学和用户体验的同学。

(7)工厂:在智能硬件领域,垂直领域,涉及的工很多,主要有 PCB 的一个工厂,SMT 片的,模具厂、部件厂,部件就是指像电池,智能音箱里面像喇叭、屏幕、有线麦克、摄像头等,最后就是组装厂。

(8)营销:渠道推广,销售、售后。

(9)支撑组:有采购,财务,法务。所以要做出一个智能硬件,背后是有一个团队在相互协作,共同努力。

项目经理在组建完团队之后,就会排定计划,一般他们会用 excel 或者是特图的方式来进行管理。

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这是一个甘特图的表格,内容并不完整,只是做一个示意图来讲计划进度表信息。从左边看,首先是一个阶段,各个项目阶段——立项、方案设计 EVT、DVT、PVT、MP ,直接都要涵盖在内,就是整个产品的生命周期。然后是项目的各个事情的内容,在每个阶段,各个部门都会有细分的内容。第三个信息就是时间周期,开始时间要罗列出来,结束时间要定好。第四个是责任人,责任人就是每个事情要责任到人,以便追溯。第五个信息是优先级,要排定事情的紧迫程度,是否需要强调。项目信息项目计划进度的内容如果越详细,说明这个项目的管理越成熟通常项目经理有一个计划的总表,他会跟各个部门的 leader 进行一个对交,leader 那边就会产生一个自己事情的进度表,然后项目组的成员就是根据这个进度,逐步推进、跟踪、管理这些项目,力求项目按时按质的交付。在项目经理组建完团队,排定计划之后就立项会议,开完之后项目就确认立项,然后各个部门都会开始方案设计及后续的阶段。

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这里总共分了五个阶段:方案设计、EVT、DVT、PVT、MP。

横向是四个甬道,分别是外结构、入式硬件、嵌入式软件和互联网平台。对于每个甬道,每个部门都有各自并行的一些工作内容在各个阶段,在某一些阶段,会跟其他部门会有一些交互和联动联调。

1)第一甬道外观结构:ID 设计,ID 设计完成后,会进行手板的验证,手板如果验证符合就开始设计结构,然后结构会做3D 堆叠输出2D 图纸,评审通过之后,会输出一个生产的资料。在 EVT 阶段,会打样手板,可以用3D 或者CNC 雕刻加喷油的方式,然后手板会进行验证,会先就它之前的设计方案进行实物的验证,等EVT阶段会出来一个PCBA v1.0,装机之后再验证一下它内部的一些空间是否有干涉,然后会导入 T0的模具,因为做模具周期很长,成本也很高,所以前面的验证很重要,相对要可靠。导入 T0之后,在 DVT 阶段就会再进一步去验证它的设计,T0模具状态是否会好一点,接着PCBA v1.1做进一步的验证,可能会做空间、散热、静电性能的一些验证,验证完调试ok之后,可能会做一些迭代修改,然后导入T1的模具,会在PVT中进行小批量生产。这最后确定是否导入量产进行大批量生产。

2)第二甬道嵌入式硬件:在方案需求、方案产品定义以及器件选型定下来之后,进行原理图的设计,之后进行评审,评审之后会进行PCB的堆叠,需要拿到结构板框图,器件放置的位置,就是器件的高是多少、做避空的部分堆叠完之后进行一个堆叠评审,然后再走线,走线评审通过之后就会输出1.0的生产资料和 BOM,然后在 EVD 阶段进行1.0的打板和验证,验证完功能之后会有一个入式的固件烧入,然后会在 EVD 阶段验证各个模块的功能,验证完之后会有一些迭代,原理图和 PCB 会进行迭代,在 DVT 阶段就是输出1.1的生产资料进行1.1打板和验证,这时如果结构和硬件板子的状态好,组装之后在 DVT 阶段就会进行认证,因为认证周期比较长,所以说提前认证保证项目如期交付最好,都 ok 之后 PCB 会进行封板,物料会进行封样,然后在 PVT 阶段,会进一步小批量生产,后导入量产,然后就大批量生产。

(3)第三甬道嵌入式软件:有几个节点嵌入式硬件进行互动,在 EVT 生产时,它会输出 EVT 的试产软件,DVT会进行 DVT 的试产软件,各个阶段都会提供固件给生产用。前期在方案设计的阶段,其实没有最终的板子或者整机。所以说它是对功能进行盲调,因为需求选型等是定,它可以通过其他的板子、其他的方案来进行盲调。确定可以上录之后就提供一个 EVT 的试产软件,保证 EVT 的生产。如果在EVT阶段拿到了最终实物的 PCBA 或者是工程样机,可以详细调整功能模块,集成之后修复 bug 之后,进入 DVT,输出一个 DVT 试产软件,在 DVT 阶段就需要完成完整的和系统的测试和开发。在八个修复 ok 之后,会提供PVT的试产软件进行小批量的生产验证,最后就会提供NP的量产软件。

(4)第四甬道互联网平台:从原型设计开始评审,然后交互评审,接着前端和后台会进行更进一步的设计,在评审之后开发交互稿前端和后台会在某个节点进行联调,联调完差不多就会进行模块测试,修复 bug 之后会进行完整的全面测试,再修复 bug 就是进行用户体验,bug修复完,评分 ok 之后就会进行发布,然后迭代。

这就是各个部门并行的一些工作内容,当然也有部门间串行的一些事情,比如说像嵌入式硬件的外观结构在 PCB 堆叠和结构的板框图之间会有联动。嵌入式硬件的生产,又需要软件提供固件给生产。互联网平台和嵌入式软件就平台的接入和 app 的开发也会做一些联动联调。在开发验证阶段,其实各个部门、各个阶段都有很多事情内容,所以整个项目留存最核心的就是涉及的人员,时间费用最多的阶段,大家通过各自的事情,然后通过相互的联调联动,最终满足量产,满足大批量生产和最后进行项目维持。

以智能按钮为例了解它从01的一个过程。

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首先根据产品的需求,市场定位来进行外观设计。如果是圆的,它的直径、大小比例、厚度是多少,都需要在外观阶段定下来。它外观的颜色、使用的材质等都要定下。ID 工程师经常使用的二维软件主要有 PS、CDR、AI 等,三维软件有 pro-Esolidworks。经过图纸设计评审完之后,会进行打板验证,确定拿到实物之看一下是否符合自己的产品需求。如果希望快一点打出来,可能会用3D 打印,一般来说是三四天,跟产品的复杂程度有关。如果相对精致一点,可能会用 CNC 雕刻加喷油的方式,一般会在十多天。外观打板验证ok之后就会进入结构的设计,在 ID 手板验证 ok 之后,结构要开始详细的空间设计。

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这是一个智能按钮的爆炸图。从左到右看,首先是背胶、然后是后壳、主板组件,接着通过一颗螺钉锁在了后壳上,之后前壳盖上,壳上贴一个膜。首先在主板组件和前壳之间放了按钮,结构会考虑按钮是不是放在中间,因为会考虑结构在用户体验的时候是不是会摇晃。关于它的形成,就算只是一个体验,结构都会考虑,这样就会涉及到主板、硬件和前壳的深度要做到多少毫米,后壳和主板主件中间有一个电池仓,这个电池其实是2033232的意思是3.2毫米,这个装好之后是否会进行干涉,如果是有干涉后壳上做一些避空。所以这个结构也要在方案设计阶段就要考虑。考虑背胶粘性如何,贴在后壳上之后如果挖的话,会不会前后壳脱离,还要考虑在后续阶段进行一些跌落的测试,跌完之后还是否能正常按,会不会摇晃,还会进行按键的寿命测试,如果预计用两年,它的按键是否能用两年,它被按的次数能不能达到。所以从方案设计阶段,结就会考虑各种后续体验上的一些问题,然后在EVT开始之后,如果有实物,它会进行针对性的测试和验证,确保结构是好的

和结构设计同步进行的还有硬件设计,刚才在开发验证甬道图各个阶段,硬件这块反复有三个内容,一个是原理图,还有一个 PCB,还有一个是 BOM

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1、原理图

原理图首先需要有工具,适合自己的项目和工程的工具就可以。画图时,如果是没有的器械,就得建库,现在有分符号库,符号库会在原理图上用到,还有封装库在 PCB 上用,有3D 模型在3D 图上用到。

(符号库:电容、晶体、led 按键的符号。8762是蓝牙芯片的符号。U1位号符,RTL8762CMF 是它的型号都可以从规格书上查到。然后还有就是呃,从1到41是它的引角号,。每个引角又对应有引角名称,这个就组成了8762的一个方形的符号符。每个器件都有它的库之后,就可以用线把它连起来,根据参考的设计、功能的设计用线把它连起来就形成了一个完整的原理图,最后会对每个模块整个系统进行检查,评审 ok 之后,会导到 PCB 上去。)

原理图出现的一些功能:

(1)它的核心是8762,这颗芯片都围绕它来设计的,它周边会有一些供电,有晶体32.768还有四十的晶体,上面有一个线的一个匹配电路,接下来有 led 灯指示灯,还有个按键按钮,Z1是电池的供电。

(2)供电系统:纽扣电池进来,是一个 VDD BAT,这是网络名称,它就是供给8762这颗芯片的。前极有两颗电容,一颗是220微法,一颗是100纳法,220微法用来稳压,100纳滤波。220微法怎么实现稳压?纽扣电池插入之后供电了,会对220微法进行充电,220微法如果前面纽扣电压一些波动,但因为220微法已经稳定了,所以对后8762影响很小。还有一个是100微法的滤波,电容有一个特性是通交流直流,所以交流信号一定频率,它就会滤波滤掉,通不过的直流信号或者频率一定小的交流信号就直接供给8762,所以如果电源上有一定频率的毛刺,如果达到这个频率,它就通过100纳法直接下地,不会影响到核心的8762芯片,这就是滤波

(3)晶体:40兆的晶体主要是作为射频的一个基准32.768K赫兹供给实时时钟。实时时钟是指北京时间24个小时中的1秒,32.768其实就是32768赫兹,正好是2的15次方,因为它里面其实是一个计数器模块,计数器一般是16位,采用了高位15位,2的15次通过15次分屏正好是1赫兹。1赫兹就是1秒。所以说业内都是用32.768K赫兹来作为一个实时时钟的频率。

(4)多级的天线匹配电路射频输出线路上的阻抗要50欧姆,如果有一定偏差,以通过主纹杆来调匹配。

led 电路:led 是发光二极管那,二极管有单向导电特性,所以不要搞错极性方向。

(5)按钮:并了一个0.1微法的电容,硬件的一个去的电路。

原理图计和评审 ok 之后,就开始PCB的布局和走线,PCB 的布局和结构的板框图是相关系的,板框图上会标明一些器件、布局的位置、高度限制等。

2、PCB 的布局情况:

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1)首先在正面上,有个主芯片8762,然后最上面有个天线,中间有个按键。比如说刚才结构会评估按钮在最终用的时候,会不会晃,会不会不在中心,因此按钮必须在中间不应该是晃的。背面有一个纽扣电池2032对,很大,2厘米,3.2毫米,旁边放了一个220微法,一个100纳法

2)功能:纽扣电池220微法和100纳法其实放的位置就靠近8762,在电源路径上就是说从纽扣电池到核心芯片8762这个路径上都要就近放。天线用的是蛇形的一个百褶天线,还有其他贴线的方式,有贴片小尺寸中性能线,外置线贵一点性能好一点,那百褶天线相对成本比较低,基本上不用外面的配件,性能的话就相对会差,因为天线是球形辐射,所以讲究空间内不要有障碍物,因为天线在腐蚀过程中有障碍物,障碍物会吸收能量,这样就会减少发射距离发射功能。所以在使用天线范围区域内做了净空,铜挖掉了。

3)走线:电源线比较粗,走了0.3毫米,线宽要考虑过流,线宽宽度和电流的公式——业内一般认为是0.1毫米能扛的电流是0.1就是100毫安。整个功能的负载300毫安就够,也可能300毫安,一般要留余量。

PCB 画完之后,就会进行评审,评审完走线之后做打板,会输出生产资料,生产资料包括通过工具输出胳膊资料、坐标文件、钢网文件。在提供生产资料之后,工厂会反馈一些工程的问题,需要这边提供工艺的一些参数,包括基材用什么,几层板,这边用两层,基材是 FR4,多厚(1.0毫米),用的是绿油等这些参数要反馈给工厂,然后工厂就开始做打板 PCB,器械都到位之后,进行 SMT 贴片。PCB PCBA 有什么区别?PCB 就是资料输出后进行一个打板,PCB 制板,PCB 是没有贴器件的,PCB 之后贴完器件就是 PCBA。

3、PCB 阶段提供了生产资料,但生产资料也缺少不了 BOM。

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最后一行是蓝牙芯片,蓝牙芯片的封装是 QFNF40,用的是8762的型号。晶体是40兆赫兹,ppm 是它的精度,百万分之一是指如果是一兆赫兹1ppm 正好是1赫兹。这里晶体使用的是3225,也有晶体是2520等其他封装的。这里写的是贴片晶振,晶体和晶振的区别是什么?对于晶振,如果无缘,可以叫晶体,但如果有缘,振荡器。智能按钮的两颗晶振都是无缘的,可以叫为晶体。接下来是功率电感4.7微亨,封装是2016,500毫安,这个电流有两种定义,一种温升电流,通过电感发热到一定程度的电流。还有一种是饱和电流,因为电感上会产生反向,饱和电流就是最大能通过电感的电流。贴片电感用的是0201封装,电阻也是0201封装(0Ω,0.05w),还有很多电容也是0201和0402的封装,耐压值有10V,有16V,也有50V。一般来说是最大工作电压的两倍,比如这个按钮是3V耐压就大于6V1.2pF,22pF,100nF 都是容值。COG、X5R 材料的区分。厂商都有两三家备货,尤其是小都会多加备货,这个用来抗备货风险、供应风险、价格风险,做一个备选,做很多兼容。

做 BOM 很重要,因为贴片,原理图导出来的 BOM 不一定是最终的,因为原理图可能用的电感、电阻是通用的,但它实际不一定是这个值,只是同一个封装的其他。所以导出来还应该改一下,细心要周全。因为 BOM 在工厂就会贴片,但是如果少了料或者料不对,就可能会影响到功能,甚至性能、稳定性都会影响,尤其是到后面段,到 PVT小批量,到 NP 量产,风险就越大,所以一定要做仔细做细心。

 

二、软件

通过生产会有 PCBA,会有结构的壳体,经过一一组,就会有整机,这样一个智能按钮的实机的产品就做了出来。但是目前还没有软件,硬件作为一个载体,目前还没有灵魂。在智能硬件的领域,需要的软件目前是三方面的。

嵌入式软件,就是固件,固件会分为彩测固件,用户固件。固件是烧录在端上的产品,就是智能按钮上的。它会做系统的移植,然后再开发按钮上的一些功能,包括按键、点亮 ued,这时没有屏幕。如果有屏幕的智能硬件产品,会开发一些应用,硬件加上嵌入式软件之后,其实是端上的一个产品,需要把它接入到云平台上,让它具备端云通讯的一个功能。第三块是 app,在 H5开发,开发 H5,从通过原型原型设计,最终通过设计,通过开发,通过联调形成界面端app端的一个功能,比如智能按钮,产品定义它通过单击、双击和长按一定的功能,包括 IOD 的控制、门铃的功能、播放音乐,可以在 app 上进行配置完成,就是构成智能按钮所需要的一些软件技术。方案设计最终会在工厂进行生产,做出一个真正的实物,最后再做测试。

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从左边可以看出,智能按钮这个垂直领域有很多工厂比如阻容感的工厂,集成芯片8762的工厂,电池的结构件的工厂,PCB 打板之后得到PCB的实物所有物料都到齐后,就SMT 贴片,得到 PCBA之后就装上电池,后壳和板子之间打上螺钉,再安装好前壳,整机就出来了,之后贴上贴纸,还有说明书,外壳包装,得到包装的产品,所以说整个智能硬件涉及的工厂有很多。

右边是 PCB 的工艺流程,从开料到包装历经了21个阶段,每个工都有自己的工艺流程标准,可以通过网上资料学习。

老师出差经验分享:在做手机阶段,因为周期拉的很长,一年可能就两个项目,每个项目大概历经五六个月,所以说基本上EVT、DVT 这样的每个阶段一般都是一个月,每次出差都会有项目经理会带头,带上像结构工程师、驱动工程、软件工程师、 硬件、质量等工程师到工厂上去。在工厂生产之前会开会讨论各个事情:多少人员、供应、时间进度等,然后就是跟线,需要穿静电服、拖鞋、静电帽,女生的头发都得盘起来,装备一换上之后就进到工厂,这个产品线SMT 贴片,高速贴片机都贴上之后就出来 PCBA,然后就是烧录软件,有射频有蓝牙,需要进行一下校准,完成之后会有目检,看贴片贴料有没有歪有没有缺料,板子有没有划痕。到组装线,每个位置排好了人员,从开始到最后包装都有人跟着,传送带运行起来之后就有散料进来,每个工位都做自己的事情,比如扣电池,螺钉,装后壳、贴纸、包、称重。更新时看一下流程是不是最简单最优化的,到最后是否有问题产生,中间是否有需要调优的,整个流程、标准、后面的问题都会总结出来,每个问题要进行分析解决,最终会有一个问题分析的数据报表,这个就用于产后会议总结,会输出报表进行统计,有些在工厂处理不了的问题就会带公司再进一步分析。总结下来,工厂就是流程化、标准化。

1.智能硬件产品生命周期测试

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1)测试是产品的守护神。

测试:各个部门,各个技术领域都会有相应的测试,最终也会进行一个联测——全面测试系统测试。

硬件:在测试阶段要测电压稳不稳定、供电系统稳不稳定、蓝牙、可以用稳压源、测一下系统的稳定性啊、Led(导通的电流、亮度、亮度是否适合用户)、按键功能。

结构:电路、按键的一个寿命能支持多少万次、Led(是否太亮,硬件如果解决不了,可在用遮光粉,根据用户最终体验来考虑)、部件(电池)、固件(彩测固件、功能固件)。

app :app H5从原型到后面的功能测试.

云平台:云平台的接入测试。

PVT 阶段会有内测,测试全部功能,相当于用户体验。

2)认证:FCC 是国外的射频测试,CE 也是国外的强制性测试,CCC 是国内的这个强制性测试,CQC 是电工产品的测试。智能家居俗称三电,电工、电器、电子产品,电工开关、灯泡、插座电工产品。电器电视、洗衣机、冰箱家电,电子产品,电脑、平板、手机等电子产品。SRRC 是国内无线测试,ROHS 是那有害物质测试(是不是汞超标、镉超标),BQB 是蓝牙认证的测试,至于智能按钮会用到 SRRC 和 BQB 这些测试。

所有产品认证完拿到证照,测试完用户体验评分 ok 之后,就会进入量产运营阶段。

2.智能硬件产品生命周期流程-量产运营

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细分为五个阶段。

1)大批量生产:会细化,因为在小批量 PVT 的时候,已经做了一轮正式的产线运转,会形成一个标准,但是这里会细化生产的标准,还会把生产中的生产过程和质量产品,会配备一些零部件(可能后续维修要换)

2)销售运营:渠道会预热,产品会营销,员工要进行售前和售后的培训,会输出相关的指导文件。

3)量产爬坡:在大批量生产相对稳定,流程梳理差不多之后,就会大批量爬坡,扩充生产线,使生产更流程化,会修复总结一些问题,持续把控质量。

4)售后阶段:会输出一个总的问题分析的数据报表,对于产品会进行售后服务,会换机、会维修等。

5)项目阶段:要维持正常的生产销售,项目各个方面都要复盘总结,软件后续会持续迭代。

到此智能硬件生命周期的流程结束

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最核心、内容最多的部分是在方案设计一直到认证验收这个阶段,工作事情内容最多,投入的人力、生产的时间也很多,成本也很高,会花费大概四五个月。现在智能硬件迭代越来越快,怎么解决商家的题?这就提出了 HaaS 的概念——硬件即服务,还总结了物联网设备,云端一体 Low-code 开发框架,框架主要包括四内容。

HaaS 硬件生态,有自研系列的开发板,也有生态的硬件积木。可以用HaaS积木快速搭建一个智能硬件。开发板已经搭载阿里 os 操作系统和 HaaS 亲用框架,能轻松的连上阿里云物联网平台,构建云端一体的全链路场景。是很方便的,可以用硬件的积木快速搭建智能硬件,然后又做好了一些软件的开发,还能轻松的上云,整个云端一体已经构建出来了。这解决了商家在开发智能硬件过程中,人力多,成本高,周期长的问题之后的课程会大家带大家制作一个智能水平仪,可以HaaS 快速的搭建智能水平这个智能硬件。

HaaS EDU K1 开发板是最方便的,因为它已经自带了 OED 小屏,还有像、陀螺仪、加速度传感器,所以说它不需要外部组件扩载组件。

K1的特点: 首先采用的 HaaS 芯片是适合的,处理器是适合的,有双核的 A7,双核的 M33,存储方面内置有16片上 FLASH、16兆 PSRAM,还有2.5兆的 SRAM。在射频方面,支持双屏的 wifi、2.4G 和5G,蓝牙支持5.0,支持BLE mesh。音频方面,支持3路塞入麦克风、2路喇叭,可以做语音唤醒。K1内置了丰富的物联网传感器,包括加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器、气压传感器、温湿度传感器、环境光传感器。核心芯片已经搭载了 AliOS Things操作系统和 HaaS 轻应用框架,可以二次开发,轻松云。K1看上去是一个整机,内置了1200毫安的锂电池用来充电,支持移动场景,按键设计游戏机,所以就说提高可玩性。一条 type C 数据线就可以完成充电,烧录和调试,相当方便。还提供还阿里云 iot 平台及相关行业平台快速连接能力。支持 OTA 远程升级。

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K1的整机接口:在左侧边有三个接口,type C usb 的接口、电源开关(在不用的时候可以关掉省电)、最高支持4GB的 S 卡槽。在正面有一个 OED 的屏幕,在上方有个环境光传感器,上面有四个 led 灯,从左到右,有白色的电源指示灯,还有三颗自定义可编程的指示灯。小的按键是隐藏设计的一个复位按键,四个大的是自定义的可编程的按键。右侧边有扩接口,可以插上其他组件进行应用的开发。背面有四个小孔是蜂鸣器的出声孔。

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这是 K1的爆炸图。内部器件配件从左到右看,有 OLED 的盖板,盖上的是 OLED 的屏幕,屏幕坐在一个小板上,然后小板上贴了环境光传感器,接下来是壳,之后是按键,按键按压的是按键板,下面是四个灯的导光柱,接下来是主板,后面是后壳,还有四个脚垫,这就构成了一个整机。

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K1的主板配置:最核心中间很大的区域是 HaaS 的核心板,是以邮票孔的形式贴在主板上的,总共放了67个焊盘,核心板上用的核心芯片是 HaaS1000,还有安全芯片,在主板上面有 usb 串口芯片,用的是 CP2102,电源管理芯片,线性最高可以支持到800m 的充电电流。气压传感器、声音传感器、运动传感器、磁力传感器,还有 OED 和按键都通接线接到小板上。上面有四个指示灯,有电源指示灯,还有红色、绿色、蓝色的单色指示灯。wifi 天线和蓝牙天线都是外置的。背面有电磁接口,有蜂鸣器,还有温室度传感器,右边中间是一个放置电池的位置,背面还有很多的测试点,这就是一整个 K1的主板配置。

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线用的核心芯片是 HaaS1000,红色的是它的供电和晶振,供电是5V 供电,它会在30频扩展接口,那边输出3.3V,最大可以支持到1A,晶振是26兆赫兹的,绿色部分是双核的  A7最高支持到1G 赫兹,16兆的 PSRAM,2.5兆的SRAM。A7可以运行语音功能,还能支持AI任务。蓝色部分双核的 M33,支持到300兆赫兹,片上 FLASH 是16兆的,蓝牙5.0和 wifi 双屏是跑 M33上的。最右边是外围的硬件的协议、硬件的标准、硬件的接口,可以有三路的 ADC,40个 GPIO 口,最高可以支持到十毫安的驱动电流,USB 是2.0,四I2S,两路I2C,两路 SDPIF,四路 PWM,三路 UART,I2C 最高可以支持到1.4兆速率,SPI 最高可以支持到50兆速率,UART最高支持6兆速率。接下来水平仪的课程会用到I2C 还有 SPI,I2C 用来驱动传感器,SPI 用来驱动屏幕。所以之后会详细讲I2C 和 SPI 的标准接口的协议。

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