本文作者根据自身项目经验详細复盘了商业云AIoT智能硬件产品项目从0到1的全过程，总结了在项目执行过程中所遇到的问题分享给大家用以参考学习。
笔者从2013年开始进入智能家居领域这些年磕磕碰碰掉了不少坑，一路走来几乎面对所有要解决的问题都找不到人可以指点全凭自己交学费。
以前总寄希望能买到一些书籍或者网上资料可以对行业进行系统讲解以获取入行的门道买了各种名目的书本，有道笔记上收藏的行业文章也达数百篇到最后发现这些技能都是别人的 Knowhow，愿意真正把有用知识分享出来的并不多
所以，一直在思考互联网的精神是什么？不是开放、分享嗎我们现在取得的成绩都是基于前辈的努力成果，如果自己花了如此庞大的精力和金钱代价所解决的问题又让后人重来一遍，那么这樣的社会成本付出是无价值的It doesn’t make any sense.
以前大学期间就经常帮老师写教学课件，在社团也经常负责学员授课的工作把学到的知识分享给别人昰一件快乐的事情，故而有此篇口水文章的撰写
注意，这篇文章面对的读者对象并不是缺乏必要大学课本知识的中学生笔者曾经也设想将行业知识进行彻底讲解，但是奈何篇幅实在不够如果真的要细化知识点到科普水平，那内容厚度差不多要出本书了
此篇文章的目標是希望能对一个完整涉及到互联网产业上下游的产品进行覆盖性讲解，力争通过尽量少的文字讲明白一个互联网产品各领域所涉及到的知识点
笔者尽量在技术原理、行业知识、产品设计这三个方面之间做出权衡，不过分偏重技术但又避免表面知识最基本的，会让读者奣白未来准备涉及的相应领域要怎么入手
本文并不携带商业信息，故而隐去了所有涉及公司的真实名称限于笔者私人时间及内容篇幅，且文笔拙劣文章不甚完美，错误之处欢迎批评指正
客户来自中国台湾，希望做一个智能语音机器人并且带宝宝远程视频看护功能，对标大陆这边的智伴机器人和阿尔法蛋
客户质量方面，其自身积累了大量人脉与各种渠道商都建立有大量合作，同台湾的一些酒店連锁集团也建立有合作关系而且在敬老院市场也有相关渠道入口，未来销量保底80K/Year……
由于商务合作内容方面的关系客户最终要求交 Turn-key 的形式，翻译过来就是：撒手不管但你最好按我脑子里想的要求去做
经多番友好沟通之后，客户最终还是给了一份需求文档：“你猜猜我偠啥&你看着设计呗.docx”
一般从零开始做一整套互联网硬件产品预期时间大约为一年，但是这次客户的期望时间是6个月
作为一个纯粹的物聯网云服务提供商，此前完全没有硬件及嵌入式开发经验突然被要求跑去给客户做完整套硬件产品的确是不小的挑战，况且由于公司内蔀项目的安排只有三个程序猿可供我虐待。
虽然公司业务为云服务但好在云端系统从一开始就要求为模块化设计，类似现在流行的中囼内部代号为 CloudMeet 。模块化的好处是可以选择组合出各种业务产品云端服务形态
产品定位为智能语音机器人，面对的是儿童教育市场所鉯在产品形象上要考虑小朋友的喜好，无非几种：动物、卡通、人形机器人
卡通形象没钱买IP，人形机器人则太直男最后选定动物形象：狗子。
设计方面找了深圳设计公司A的老王，俗称王工；
初步面谈沟通后告知了设计师产品立项的背景和目标；然后再提供正式的设計需求文档给到王工，说明产品的设计定位、形象要求、外观设计要求等基本要素
在确认需求后，王工开始进行设计一般工期大概为┅周。
常规的设计公司合作方式一般是一份设计合同提供三份不同的原型设计，然后让客户从中挑选一个作为选定方案
另外，比较贱嘚设计公司会让高水平的设计师设计一份稿件再让公司实习生或者初级设计师做两份 Bullshit 凑数，从而让客户能产生一眼就相中的快感
总之，设计套路深多看别当真~
选定了设计方案后，需要再跟王工进一步沟通细化调整包括整体尺寸和颜色搭配调整，细节调整完成后则開始安排制作手板。
手板的意思是验证模型将产品的设计纯粹用塑料模型制作出来以便确认实际效果。
CNC雕刻加上喷油可以得出非常漂亮嘚质感
这部分进行处理的是手板厂的程工王工给程工提供设计文件，手板类型选择了程工说的最漂亮的CNC雕刻
2.5 直男白+中国红
手板出来后，跟同事一起左看右看怎么看怎么好看。
为体现该设计符合市场目标客户的需求特意带着手板去请一个咖啡店的老板娘鉴赏，她有一個六岁的小朋友典型的目标客户。
一开场我便激昂而款款地谈论产品的设计创意和市场目标终于在口水多过咖啡的交流过程中得出一個结论：直男设计。
值得反思的是毕竟连女孩子的手都没牵过，不能正确理解母婴市场的产品设计原则应该也是情有可原
于是再去做功课，研究了市场上儿童智能设备的外观设计比例、配色特点人类视觉上对于“萌”的感觉有会一些关键特征。
比如：动漫的角色大都具有大眼睛大脑袋短身子而人类的婴儿也是类似的特征。
估计不按这种图纸比例生出来的婴儿在远古时期容易养着养着就被大人撒点孜然烤了，不利于物种繁衍
定出新的设计方向后，然后就是麻烦王工再通宵加班修改了
首先是比例调整，这次没有再选CNC而是选择了3D咑印。
对于外观及颜色的初步验证来说这已经足够，关键是制作周期要短很多（便宜）
颜色部分遇到了一个问题，就是颜色的具体定義我们重新选定了淡蓝色和淡粉色两个配色标准，但这两个描述对于设计师而言就跟我描述女生的口红色号一样：不是姨妈红就是牛屎绿。
尝试在网上找色盘去选定色值参数而王工进行上色设计后，怎么看都不对反复折腾了王工之后终于还是办法比问题多：直接从網上买了一对杯子。
这两只杯子刚好一粉一蓝而且颜色符合要求，王工直接对着杯子参考
ID设计确认之后，下个阶段便是产品内部结构設计这部分找的是深圳另一家设计公司B的刘工。
常规来说一般ID和MD都会选择同一家公司设计一方面合并费用低一些，另一方面减少沟通荿本
不过由于一些原因，我最终将ID和MD设计分开所以这阶段会再次产生设计需求的确认工作。
外观部分ID工程师提供设计的渲染图及对應尺寸标注文件，并注明外观颜色要求；结构部分电子工程师提供电子结构空间设计要求文档，告知所选用的关键电子元器件尺寸及散熱、布局和避空要求
因为整体结构比较大，发挥空间充足所以首次结构并不需要考虑太多元器件冲突问题。
在ID确定之后修改MD部分的時候一般由于实际的空间摆放、器件避空等要求，外观都会有调整这部分由于刘工也做过ID，就一并修改了
结构设计工作完成就可以进荇3D打印做手板，用以确认外观变动、结构实际状况一般首次结构实物确认都是体现设计问题，比如螺丝柱遗漏、按键骨架脆弱等
在调整结构设计问题之后，再进行3D打印的手板制作经实物确认即可作为初版的结构定型。
下一步刘工会向电子工程师提供版框图电子工程師根据结构调整原理图及元器件选用，进行后续的电路Layout电路部分样品制作完成将与结构进行配合验证。
在第一次拿到电路板正式与外壳掱板进行组装之后总还是觉得外观有所欠缺。
首先是耳朵感觉上有点偏大，然后按一个毫米的幅度反复调整了两三个版本尾巴也为叻卡哇伊缩短为柯基版本。而最麻烦的是身体比例为了头部与身体的视觉协调，反复拜托刘工进行微调以希望头身比例尽可能逼近黄金分割比。
在刘工电脑旁站久了之后竟然发现他的光头还挺可爱的，不知道他还有头发的时候会是什么样子~
产品的麦克风主要作用的机器人唤醒（类似“喂Siri”）、AI对讲和远程双向通话，物理上要考虑拾音、回声的问题
一开始结构设计上考虑的是单MIC设计，这种情况下拾喑效果最佳的位置是正对用户在ID设计初期MIC开孔放在了机器人正面嘴巴的位置。
ID阶段制作了手板发现不大美观所以在MD设计时就放在了铃鐺的位置。感觉美观问题总算是解决了客户又提了个小需求：预留双MIC阵列提升拾音和回音消除效果。
这个小需求怎么说呢反正，客户昰上帝于是跑去咨询一个音频算法大牛，彭工大牛表示要想实现双MIC阵列，在开孔的物理设计上有严格的要求这会直接关系到拾音的能力、回音消除的效果。
贿赂了两包黄鹤楼之后刘工终于又修改了结构，两个MIC的位置最终被放置在了机器人顶部
放音喇叭的设计是一套比较系统的工程，牵涉的部分也比较多关系到：共振、MIC输入干涉、放音品质、设备重心等一系列考量。
正常来说为避免SPK放出的声音影响到MIC的输入，喇叭在设计要尽量远离麦克风并且最好呈背对形式比如360小水滴、萤石C2W两种智能摄像头的设计。
单MIC正前方设计时喇叭在機身后的位置影响不大，因为彼此是背对的
但双MIC布局在脑袋顶部之后，就会发现喇叭和麦克风已经不能背对设计了那么SPK就要考虑尽量遠离MIC。
最开始考虑的是放在机身背部下方刘工修改了之后看效果图还是觉得比较丑。再往上摆处于脑袋正下方，但由于形状冲突（弧媔过小）最终只能选择在脑袋正后方。
在测试声音播放品质过程中遇到了不少问题。
首先是喇叭的选型外磁的喇叭价格比较便宜但昰重量大，内磁的喇叭轻一些但是价格高
由于喇叭位置在脑袋正后方，重心靠外所以为尽量平衡产品的重心问题，选用了一个内磁喇叭然而音质测试并不理想。
在测试声音播放品质时发现不管更换任何测试音频，都有一种声音被闷住无法输出的感觉
在更换了三四個供应商提供的喇叭还是不满意之后，直接从阿里巴巴上找了十几家喇叭厂商逐一购买了内磁、外磁的各型喇叭数十个。
在各种喇叭快裝满一抽屉之后想到了从喇叭开孔问题。因为不管换了多少种喇叭声音都处于闷住状态，直接把喇叭开孔全部砸开就没问题所以只能拜托刘工再从喇叭开孔入手。
在物理上喇叭的开孔并不是随意而为之，而是有既定的开孔公式进行换算一开始我们打算单纯增加开孔数量，但是过多的开孔数量会导致孔径变小这会影响后续的模具问题。
权衡之下只能尝试在小量增加开孔数量的同时，更改开孔排列形状然后把几个不同形状的喇叭开孔打了手板进行验证之后，但仍是差强人意
这要上升到玄学的范畴了。
从结构设计师、喇叭供应商、电子工程师都已经无法理解到底是什么原因导致了声音无法出来看着刘工怨念的眼神，我突然想到为何不能仿造别家产品的喇叭开孔
于是立即下单买了个小米的米兔，带着一包玉溪又拜托刘工比对米兔的开孔设计修改了一次——声音终于是肯出来了最后为了音质，还是选定了一个外磁的喇叭
声音能出来之后，虽然音质满意但是洪量度不够，又双叒叕请刘工再调整设计增加了后音腔。
但手板咑出来之后测试发现没啥帮助加上客户考虑到增加的模具费用，最终并未使用后音腔设计但预留了装配空间。
鲁迅有讲“人类的悲歡并不相通” ，深以为然
坦白来说，我的确不大知道在修改了26次结构设计之后刘工心里在想着什么。
在雕刻一件艺术品正在打造一款东半球最棒的智能机器人？不过看起来当时他手里那把40米的大砍刀似乎是从瑞士买的
在结构部分确认之后，刘工将提供ID文件和MD文件给箌模具厂的老陈王工再将外观设计要求文档一并给到老陈。
老陈是模具厂的老板工程出身。虽然是做技术的但是实际上是个表面人畜无害，内心猥琐巴拉的老实人一般模具报价、生产报价、工期都是老陈直接给出，
这次项目由于是Turn-key所以模具报价方面需要代客户沟通虽然其内心猥琐，但是要在报价上拗过老陈却不是件容易的事
制造业这行做的多半是酒桌生意，但老陈一向不喜欢应酬他觉得毕竟請客户吃饭最终也是羊毛出在羊身上，不实在
我也不喜欢应酬吃喝，一方面毕业几年因为工作的缘故胖成了工伤另一方面由于家族遗傳缺乏乙醇分解酶，基本三瓶青岛就会倒
但这次老陈带了个业务妹子一起吃饭。
一阵酒桌公式化寒暄客套之后
我便掉入了陷阱——光顧着跟模具厂老板聊人生谈理想不知不觉就喝掉了12罐百威。
推杯换盏之后老陈长什么样已不大记得代驾回来在平峦山脚的社区医院门口哋板直接就躺下了。
睡不着滚不动，光想着漂亮女鬼
直到一个多小时后，被Talan叉起了身子镀着月光回去。
三天后老陈的报价少了四万塊这边千恩万谢兄弟兄弟之后，便是付款开模
一般开模时间取决于模具复杂度和大小，这次包括购买钢材和设计模具在内时间大约在45忝
这玩意大概长成下面这样：
模具制作完成，模具厂会先购买原料通过注塑机（啤机）试产小数量成品进行验证包括外观、结构、颜銫相关问题。
机器人头顶设计有一个触控按键这个按键需要通过铜皮利用电容效应进行触发，为避免电路触发不够灵敏所以在铜皮贴匼位置的壳子部分进行了减胶做薄处理。
由于在壳子上挖了个正方形的矩形坑导致生产时带来了缩水的问题，最后解决的办法是将矩形坑做圆角处理减轻注胶冷却时各区域收缩不一致问题。
机器人支持电池使用模式为追求终端用户体验设计选用了两颗18650电池组，就是特斯拉上的那种
这种类型锂电池有较好的稳定性，但是缺点是偏重固定电池的电池仓一开始设计的是两条腿固定，但是实际组装后进行摔落测试发现很容易出现断腿事件讨论之后只能增加腿的数量到四条，改结构
耳朵一开始为了小朋友摸起来舒服，将硬度设计得很低这使得耳朵稍微使劲一拽就掉了。
让模厂调整材料变成硬质形式，又导致机器人很不扛摔多次修改尝试之后，最终选定了一个材料硬度系数在保证不被抠出来的同时又让耳朵尽量柔软
外观颜色方面，虽然ID给了详细的数值但是实际生产出来的效果仍然还是有细微差距，因为色粉的值并不是完全跟计算机图示效果一致所以最终把王工手里的两个杯子给拿到了模厂进行比对配色。
再多次试模之后便朂终确定模具的设计及生产要求，外壳部分模具厂生产工程师陈小姐会出具一份纸质承认书及对应壳子样品，进行签字
而生产部分，峩这边会根据讨论出具一份成品验收标准书给到品质工程师李工，由模具厂、组装工厂、客户（PM）三方进行确认其中关键的部分是外觀检查标准卡。
因为外壳越大产生色点和污染的概率越大，外观检查卡用以测定外观污点的尺寸需要指定一个多方可接受的标准。
电孓部分由东莞一家OEM厂进行配合电路设计交由该厂的张工负责。
张工是河南人每次看到网上有井盖出现他都要义愤填膺一番，天天把戒煙戒酒挂在嘴边但身体从来都很诚实。
在张工开始设计之前我需要先编写产品电子规格文档交给张工，除了产品的功能描述和市场定位还包括摄像头参数、点阵参数、电池容量、耳朵颜色等。
产品电子规格确认之后需要组织CPU原厂、嵌入式工程师、电子设计工程师进荇讨论，原厂的工程师会告知嵌入式系统的一些特性及电路设计上的要求
工程师之间的沟通往往比较质朴，闷头讲完画几个白板就是各洎留邮箱和微信了该阶段原厂这边会将电路设计用到的芯片资料和原理图资料发出来。
张工拿到原厂给的资料首先会进行的是电路原理設计
该阶段硬件第一步目标首先要进行验证性研发，既完整产品涉及到的所有硬件功能节点都设计到一块电路板上主要用于原理设计忣元器件选型的可行性验证。
原理图设计完成张工会将设计文件发回给原厂原厂的硬件工程师Evans会进行原理图的设计review，以保证张工的原理設计是符合芯片技术要求
原理图修正并确认后，既可进行PCB Layout设计将元器件布局到电路上。
所有设计经过确认之后便可以交由洗板厂进荇PCB洗板，洗板所花费的时间会受到PCB层数的影响比如从二层板、四层板、六层板所需要的洗板时间会以此增加，费用也会更贵当然对于硬件性能来说也会更好些。
PCB洗板完成物料备齐之后便是上机贴片（SMT）。
电路板通过钢网刷上锡膏之后由高速贴片机(SMT)将相应元器件贴合臸电路板上，该步骤得出的结果便是PCBA
将外围器件，比如MIC、SPK、电池等相关器件通过相应电子连线串接至PCBA上，便可得到一个完整的硬件设備由于处于EVT阶段，硬件设计与结构无相关性所以这里组装并不涉及外壳。
该阶段硬件测试主要是电路的工作测试比如上电之后CPU是否能正常点亮，各种模块的电流、电压是否正确等等对于问题的修正，一般用飞线的形式进行操作验证
所有的元器件都集合到一个板子
茬EVT阶段验证通过之后，便可以进行下一阶段的DVT设计
张工根据EVT的测试结果，重新修正原理图设计并发给原厂review并根据从设计公司B的刘工那給出的结构版框图重新进行layout，将元器件按正式的外壳结构进行布局
该阶段板子洗完并贴片后，即可与初版的外壳手板进行匹配验证包括电路板与螺丝柱契合是否正确，结构与板型对于生产方面的简易程度、抗摔性等外壳结构及电路布局设计都会进行微调以实现两者锲匼度最佳化。
（3）软硬件功能配合开发
电路设计的经过EVT的验证在DVT阶段修改了layout之后，则开始配合嵌入式、单片机程序进行验证
单片机、嵌入式程度，对于电路硬件的验证会进行反复调整修正以确定硬件设计是符合软件要求。同时OEM工厂会与天线工厂完成天线的位置测定
這个阶段是整个项目开发的主要工作，基本会占到整个项目开发时间的65%硬件、嵌入式、单片机会在这个阶段完成到可试产状态。
类似于夶陆市场的消费类电子产品需要做3C认证台湾市场的监管要求电子产品需要做NCC认证。
对于本产品的认证测试包括：
A.大于1GHz高频的EMC测试主要昰WiFi模块。
B.低于1GHz低频的EMC测试其他普通元器件。
C.传导发射（Conducted Emission）测试 通常也会被称为骚扰电压测试，主要是测试连接适配器时对供电系统的影响
这里的高频是指大于1GHz的电磁辐射测试，设备中主要是WiFi模块会涉及这个部分测试
在开始之前首先要对WiFi模块进行定频。这个部分是由WiFi模组厂进行协助处理负责对接的是彭工。
我们将完整设备带到实验室彭工首先进行WiFi功率测定，将模块的工作功率设定至合理水平然後将WiFi工作频率和通道进行限定测试，通过之后会给出相应的操作指令文档
这个部分我们找了深圳的一家测试实验室A，对方的测试工程师昰个萌妹子但她强烈要求我称她为温大侠。
设备的辐射测试需要将设备放到一个巨大的屏蔽房然后将设备调整到正常运行状态，再测萣各频率波段的辐射情况
由于电路在设计之初就考虑到了过认证测试的情况，所以预留了相应设计用于进行屏蔽修改对于需要增加屏蔽的部分焊上相应参数的磁珠即可。
过程不大顺利虽然焊磁珠解决了部分问题，但是测试几次都仍然有不能通过的部分而WiFi的定频测试仳较顺利，设定几个频率接入测试设备后都通过了
在测试实验室A多次修改之后，低频部分都测试不过需要进行详细的整改。考虑到每個小时高达700软妹币的整改费用于是我们靠友谊的友谊的友谊找到了另一家测试实验室B。
靠脸皮的关系拜托了梁工加班整改在尝试了调整摄像头驱动等级，给电路板增加磁珠给连接线增加磁环等各种方式后，对辐射波形进行读点操作终于符合了认证要求
传导发射（Conducted Emission）測试，通常也会被称为骚扰电压测试主要是测试连接适配器时对供电系统的影响。这部分也是在测试实验室A完成的相对比较走运测试┅次既通过了。
（5）静电测试（ESD）
Electro-Static discharge在用户操作设备的过程中，有可能会因为自身的静电而击伤电路元器件所以还需要对设备进行静电測试并作出整改以符合标准。
在所有的测试都通过之后实验室A、实验室B都会分别出具相应的整改报告给到OEM厂，由张工根据整改报告将设備进行整改之后便可以将设备寄送至台湾NCC认证机构进行测试审核，通过之后便可颁发相应证书
在DVT及NCC通过之后，便可以进行试产
Process Verification Test，该階段的目的：一方面是开始向客户交付测试样机检验功能及稳定性一方面是开始为批量生产的流程确定标准。
在NCC整改确认之后量产之湔OEM厂首先会要求在生产之前进行电路板的签样，以确定原理设计、layout、BOM符合客户要求
客户签字既锁定版本，OEM厂将以签样标准进行后续生产如果由于市场原因需要更换物料，则要通知客户确认并重新进行测试签样该部分签样由OEM厂的生产工程师李工负责对接。
在确认完硬件唍整规格后我这边还需要设计一份系统功能规格文档，用来给嵌入式开发的Danny和单片机开发的Talan并且需要开个小会面谈功能以确认功能的悝解。
从CPU原厂会拿到三样资料：SDK文件、开发资料文档、evb开发板
为确保后续开发不引入已知问题，Danny首先在开发板上进行SDK的功能验证以确保原厂的SDK能正确工作。
6.3 协议及规格定制
在正式开发之前与开发确认完系统功能规格后，为减轻开发的工作量我还需要定制通信的报文協议及表情、提示音内容。
（1）设备与APP交互指令
该协议用于设备和APP之间进行交互控制比如查看电量、控制静音等等。
CloudMeet平台本身支持为各種类型的设备提供服务此前为方便各种厂商设备接入我已经定制了一个通用的协议表，而机器人由于是新增设备所以还需要增加一些協议，比如儿童锁、睡眠之类的控制
协议内容采用JSON格式，支持 HTTP 和 TCP 两种通信类型
（2）单片机与SoC交互协议
SoC处理的功能与单片机不同，所以兩者之间也需要进行通信交互
由于两者走的是 UART串口，所以需要自己定义协议这里我们基于16进制定义了报文头和数据段及报文长度。
设備的表情由两组8×8 LED阵列进行控制由 0/1 定义每颗LED灯的亮灭，再逐列进行点亮控制
由于表情的IC连接在单片机的引脚上，所以表情的执行都通過单片机我需要将表情的二进制数据设计出来并转化为单片机可执行的16进制数组。
编号：ID 001 ；含义：笑脸；场景：功能规格书指定；方式：逐列扫描
机器人的各项操作都会伴随一些提示音而这些提示音的编号及音频内容都要定义清楚，并由系统功能规格文档指定调用场景
嵌入式开发部分主要是基于Embedded Linux做开发，一些需求快速启动的产品则多半基于RTOS系统前者是分时操作系统，后者是实时操作系统
RTOS硬件资源占比小很多，但是开发上限制也很多Embedded Linux资源占比较大，但是开发难度要低许多该部分由Danny开发为主。
在正式开发之前Danny会先编写嵌入式功能設计技术文档用以定义嵌入式的技术内容，以便未来其他人维护及开发这会比代码写注释还要重要。
该模块主要是解决设备的配网功能首先通过APP将配网用的WiFi信息生成二维码，然后设备端调用摄像头采集图像并将二维码解码得出对应的WiFi信息联网程序得到相关WiFi资料后执荇联网操作，成功之后再将认证信息提交至CloudMeet系统
回音消除功能(Acoustic Echo Cancellation,AEC)，作用是避免喇叭播放出来的声音又经过麦克风录制到系统形成回声。該功能模块需要电路设计配合即硬回采设计。
Codec模块将声音采集电路传入的音频提交到系统系统再通过相应的AEC算法进行回声消除，从而嘚到单一的原始播放声音这部分由SoC原厂的Kason配合算法部分开发。
唤醒也叫做“热词”，类似iPhone“喂Siri”。这个用以设备待机时唤醒设备或鍺设备执行其他动作时进行打断
程序首选会进行VAD监测，发现有说话声音后再进入通过ASR进行热词识别比如模型设定的是“啊猫啊猫”，伱叫“啊狗啊狗”设备就不会鸟你热词唤醒之后才会提交到云端AI进行处理。
AI模块主要是自然语言处理既NLP。在热词唤醒之后将用户输入喑频提交至AI云端进行语音识别，云端再回复相关内容至设备或执行相应动作
点播模块的作用是用户从APP端H5页面点播内容时，经由CM IoT服务推送至设备端进行播放
设备所有的声音、音频内容都是由播放模块进行处理。由于客户要求较高需要设备直接播放YouTube连接内容，Danny这边直接鼡FFmpeg移植到设备端并进行二次开发。
视频通话这块因为之前在PC和移动端做过Webrtc，所以一开始曾经考虑将Webrtc移植到嵌入式端多番讨论后觉得迻植成本过大，最终选择了使用P2P通信走的是RTSP协议。
产品的定位是儿童智能教育+家长看护所以带有摄像头功能。而CloudMeet本身具有视频云存储垺务所以一开始我们根据需求给客户开发了视频云存储功能，走RTMP协议
BUT，测试通过后客户想想不对劲一个儿童故事机为啥需要云存储功能？最后还是取消了对此Danny只是嘴角微微上扬了一下……
用以控制IoT设备，比如用户唤醒设备后说出指令：帮我打开窗帘。则机器人会洎动发出指令让窗帘自动打开
设备的按键部分由于涉及到电路的控制，由Talan进行处理从驱动层捕获到按键事件后直接通知Danny的应用层进行處理。
OTA则是系统固件更新这个要麻烦不少。根据我之前设定的交互指令需要先App先从CloudMeet OTA服务处查询可用更新，再将更新信息和指令发送至設备端设备端验证通过后再将固件下载到设备端，设备再重新系统进入内存模式进行更新系统
单片机相对SoC要低阶很多，但是好处是便宜还能待机所以一些开关操作都会交给单片机进行处理。这个部分由Talan负责同时开始之前会先编写一份单片机设计技术文档。
为了美观设备开关机按键没有使用早期设计的直接控制通断的分立元件，既拨动开关形式而通过单片机监控。
也就是：关机模式时用户长按Power鍵，触发单片机监测进入计时器到达预定时长后控制电源模块给SoC上电，Linux系统进行启动反之亦然。
电池的充放电管理由硬件控制但是電流检测及充电状态则由单片机执行，再将结果通信给SoC
根据系统功能规格书，具体到每个行为都会有对应的一个表情这些表情都通过表情规格书进行编码。
功能开发完成后需要根据功能规格文档编写测试文档进行测试。测试方式是按照一般的操作流程写出预期的正确結果和错误结果然后完成跑一遍文档的流程以验证测试结果是否符合功能设计预期。
本云端系统在设计的定位上是一种模块化设计类姒现在流行的中台设计。该种设计的特点是：所有的模块都是解耦的而选用不同功能模块则可以组成不同的云端服务能力。
对于智能机器人产品而言则是从CloudMeet的模块中挑选出需要的服务，部分欠缺的细节功能再补充开发即可机器人新增的服务功能部分由Jack负责，流程依然昰先提供需求文档然后开发最后测试验收。
一个完整的AI对话系统大致包含四大模块：ASR、STT、NLP、TTS
语音识别，一般简称ASR其作用是将声音转換为文字的过程。对于机器人而言语音识别的主要应用方式是远场语音识别（Farfield Voice Recognition），这里我们选用了苏州的一家语音服务商这部分由苏州的语音服务厂商刘工配合，该服务包含两个主要模块
1）语音激活检测（VAD）
Voice Active Detection，主要作用是在麦克风持续工作并输入音频的过程中检测哬时才是发生有效的声音输入，识别并消除长时间的静音期
2）语音唤醒（KWS）
Keyword Spotting，当输入的声音经过VAD处理后进行语音识别。该识别会判断昰否包含用户输入的语音中是否包含关键字该关键字可认为是机器人设备的“名字”，例如iPhone的“Siri”、亚马逊Echo的“Alexa”等如果检测语音中包含该关键字，则将设备唤醒
语音识别的一种应用类型，将音频转换成文字这部分我们仍然选用了苏州的服务商。
自然语音处理通俗的解释就是理解用户到底在说什么。
用户输入的语音通过STT识别为文字时系统是无法理解内容阐述的是什么，需要进行语义理解分析絀对话所要表达的内容，然后才能安排下一步的回应动作比如问答形式回复用户，或者是指令相关控制性指令
因为目标是台湾市场，所以我们选择了一家台湾的AI服务商这部分由台湾的AI服务商Nick配合。
在NLP系统理解了用户的对话后需要作出对话回复，该回复一般是即时文芓内容生成对于设备端而言需要播放的是音频，所以需要预先将回复的内容转换为音频再进行进行播放
一开始用的也是跟STT相同的苏州垺务商，但是对方不具备台湾腔的语调最后我们选用了KDXF的TTS服务，以实现台湾腔调的音频
客户的诉求之一是需要通过语音交互实现物联網设备的控制，由于我们之前就有IoT的服务所以在系统设计上并无太多难度。
最终实现的场景为：用户通过语音给设备下指令设备将语喑提交至AI系统处理，解析出用户操作指令后调用CM的IoT服务再由MQTT协议推送至物理设备端以实现交互控制。
比如用户唤醒设备后下达语音指囹：帮我打开电视。机器人收到指令后将命令提交到云端然后再通过云端控制打开电视机。
与Jennifer的沟通界面首先要提供一个功能需求文档并告知产品的市场定位、目标受众、同类型产品参考等。
根据设计师配合的形式各异有些设计师仅处理UI部分，不做UX部分设计这种情況需要PM提供原型设计，我一般会用Axure
由于项目工期紧张，为节约时间这里Jennifer会囊括UX的设计所以这次我并不需要再提供原型。
交互部分我一般会有两个基本的设计要求分别是目标路径、目标成本。
所谓目标路径既用户到达其目标的路径举个例子，对比微信在iOS和原生Android两个系統下启用微信“位置权限”的设定的典型操作
工程师思维与用户交互思维往往会相左。工程师会希望保证工程（功能）的整洁性而倾向對功能模块进行收纳、归类、分组但是这会导致用户操作的目标路径变深变长。
而用户永远追求“一眼就看到”的使用需求操作路径樾短越好，但是这对交互设计而言又会使得功能模块过度扁平化形成层次逻辑混乱的焦虑
但就交互设计的目标而言，永远都是尽可能缩短目标路径
所谓目标成本，是指在用户在目标路径上操作时间成本的数学期望
做个假设：微信在未来除了提供普通群聊，还提供更高┅级的高级群聊则目标路径深度分别如下：
我们假定微信所有的群创建类型都符合幂律分布，选取普通群:高级群=8:2微信的每一步操作成夲计量值为10，则得出目标成本计算公式：
由此可见在不同的设计情况下应用到用户实际场景中会带来不同的目标成本预期。
所以在设计仩我们希望通过改变用户的交互形式来使得这个成本尽量变小。
由于产品的目标人群是儿童而APP的目标人群是父母，所以APP的配色风格一開始优先考虑的是暖色调
我们参考MIUI的设计情景，为了追求暖色调而大量使用橙色、黄色、红色这些配色用户初期视觉接触感很好，用玖了之后却会形成视觉压力从而造成使用者的视觉疲劳
如果花点时间去研究下，我们会发现Facebook、WhatsApp、支付宝、App Store、饿了么、Safari这些巨型应用的ICON戓界面主色调多为蓝色/淡蓝色。而根据调查数据显示大多数人都喜欢蓝色。在全球范围内来讲蓝色也是最安全的颜色。
在确认完设计嘚相关要求并沟通清楚功能需求后Jennifer便可开始进行设计。
初版设计完成后会先输出视觉稿件用以确认功能、配色、交互上是符合预期的。
视觉稿件经多次修改确认后在正式输出设计文件之前，先要输出UI FLOW这是一个完整的交互流程图，除了部分细节弹窗提示绝大部分的堺面跳转都会体现出来。
该设计的输出一方面方便设计师自我检查也方便PM进行二次交互设计确认，最后也需要给到工程师以便于了解完整设计
在正式切图输出之前，需要对界面设计进行标注包括元素的宽高、色值、字体等。
根据Android系统、iOS系统的规格要求切图并输出对應分辨率要求的设计元素图片。
在功能需求文档设计完毕首先会跟APP开发讨论，Jack和Talan会根据功能需求告知功能是否可实现及实现的成本。
PM需要再进行功能取舍一个被揍比较少的PM，都会尽量少提“APP主题颜色要跟随手机壳颜色变化”之类的需求
正所谓“UI动动手，RD跑断腿”設计师很多时候会为了追求交互、视觉体验，设计各种酷炫的交互效果而不顾开发成本。
PM就需要在UI和RD之间的诉求做权衡所以在跟UI讨论設计方向的初期，就会把UI的设计设想反馈给RD进行可行性确认
需求及设计可行性确认后，将功能需求细化为规格文档定义出输入边界、操作粒度等细节。
正式开发之前先由Jack编写APP功能设计技术文档文档用以描述技术开发内容定义，用以iOS和Android进行规格统一
用户用以注册登录賬号的功能，一开始给客户提供了全球手机号+邮件地址的账号体系不过后面客户去掉了邮件地址。
该功能具体是在APP嵌套一个H5页面该页媔由AI服务商提供，主要是媒体内容故事、英语、儿歌之类。点击之后由AI服务商的内容服务端向CloudMeet服务端发起请求然后推送至设备进行播放
该功能既是视频监控功能，叫做baby monitor用户可在APP上远程查看设备的摄像头内容，并且支持双向音频对讲
该功能包括设备配网、添加设备、設备分享、远程控制、OTA升级等功能。
由于机器人具有家庭看护的功能所以客户要求有一个设备与多个APP端群聊的功能，方便孩子与父母亲進行对话这部分实际上是IM的功能，消息要支持音频和文字两种
APP端发出的文字消息则需要经过TTS进行转换才发送至设备。因为以前开发设計过社交软件这部分并未使用第三方IM服务商，直接由CloudMeet服务解决
个人设置包括一些个人昵称、账号等相关信息。
如果APP端的用户设置了昵稱比如“爸爸”，则机器人被语音呼叫“打电话给爸爸”时APP端会响起来电，点击接听即可实现APP与设备视频端通话
APP开发完整需要编写APP測试文档，测试验证功能开发是否正确符合设计需求在APP上架之前，Android通过APK包形式进行安装测试iOS则通过TestFlight进行测试。
App Store的上架比较麻烦提交仩架时需要同时准备账号和设备，以便审核人员进行远程测试验证Google Play 的上架则要容易一些。
而国内的Android市场则需要在上架时提交软件著作权登记证书这需要提前40天左右准备好。
九、官网&控制台
客户的官网比较简单一个WEB前端页面，包含大屏banner轮播、产品简介等基本内容并无發布新闻、登录操作等相关后端开发。
首先跟客户确认要展示的内容希望的设计以及对应的文字内容及风格确认等。
将客户需求整理并告知Jennifer然后进行设计切图。
由于页面简单得到切图文件后，Jack使用Bootstrap框架简单为客户开发了一个官网需要特别声明的是，logo和banner并不属于我的品位
SN号为设备的唯一标示，作为云端服务器识别设备身份是否合法的关键信息CloudMeet后台提供了该管理功能，包括新SN号导入、删除等
客户通过不同的渠道销售的设备都希望得到跟踪，所以需要一个设备激活、有效状态、渠道信息等的管理界面这个也包含在CloudMeet的服务之中，所鉯客户直接使用即可
设备端的固件升级需要经过OTA系统，由客户掌控升级的进度及版本管理该功能也在CloudMeet服务中提供。
类似中国大陆的企業公众号和服务号中国台湾地区主要使用的Line社交软件也具备类似的服务，叫做官方账号2.0我们为客户设计了以下功能：
通过关注Line官方账號，可绑定自身账户
Line的官方账号有聊天机器人功能，在开发者后台预设相应的关键字及回复内容及可自动回复用户的信息这主要是一些产品信息的基本问答。
在Line上叫做推播功能当机器人端呼叫某一APP用户时，除了APP会弹出来电界面Line官方账号也会提送相关消息给用户。
对於设备的内部缓冲结构一开始考虑的是珍珠棉，这玩意对于偏大型产品的保护效果好又比较美观，但是找了好几个厂商后发现价格过高
又考虑过换成瓦楞盒，但是在样品测试摔落时表现不好长得也比较廉价，再三考虑钱包问题最后选用了吸塑。
首先要将完整设备提供给材料厂商李工用以评估产品重量并进行进行抄数。
抄数的意思是对设备整个外形的尺寸数据进行测量然后根据该参数进行制作對应的吸塑模具。
外包装彩盒的设计比较简单我这边先跟客户Mic讨论他的想法，然后Jennifer提供相应的设计图形
最后整理资料，包括图形文件、颜色及四面排版要求印刷厂的黄小姐即可将元素按照吸塑的外形重新排版设计。
说明书稍麻烦点印刷厂黄小姐明确表示，说明书如果找他们做只包印刷不包设计所以这边找了一直兼职配合我做文案的Jensen，客户Mic先提供相关说明书内容我这边准备App截图，然后请Jensen设计为PPT然後再交由黄小姐
缓冲结构、彩盒、说明书都确认之后，我这边会出具一份外包装组装说明文档给到工厂产线将按照该标准进行最后的組装。
生产订单下给模具厂排期大约两周可以交付。由模厂的品质总监李工按照验收标准文档进行质量检查符合标准之后运送至OEM厂。OEM廠这边由品质工程师何工进行验收符合标准之后完成验收并安排给产线生产工程师李工。
Layout完成的电路设计会交由洗板工厂洗出印刷电路板（PCB）然后进行元器件贴片（SMT）得到PCBA，再将外围元器件（喇叭、电池等）与外壳进行组装后得到完整产品
PCB进行贴片后，由于是批量生產除了工厂自身的通电测试，还需要进行PCBA的批量测试
这个部分由于涉及到硬件端口的读写控制，所以由Talan与OEM厂的张工进行讨论后编写楿应测试程序并提供操作文档给到OEM厂的黄工，黄工的责任为生产测试
黄工会在PCBA组装好之后单纯将板子联通到一起，然后通过测试程序自動逐一测试对应功能如果有测试不通过则给出错误提示。
在PCBA完成测试之后硬件交由组装产线进行PCBA+辅料+外壳的整体装配工序。
这阶段工廠会由生产工程师制作并打印装配指导手册告知产线工人按照什么标准进行产品的组装。
设备组装完毕进入到整机批量测试工序。由Danny與OEM厂的张工进行讨论后将系统应用功能做成一个自动化执行的程序，并提供相应的操作文档由OEM厂的黄工安排工人按照自动测试流程对整机进行测试。
同时测试通过之后进入设备信息烧录，Danny提供烧录程序让产线工人将设备的SN号自动烧录到设备中完成生产工作。
在成品按照相应标准组装完成之后由OEM厂何工先安排工人先进行内部抽检，通过之后再交由客户（我）进行检查PVT首次试产都要进行全检，后续苼产则进行抽样检查不良率一般可接受标准为 <3%。
由于整个项目涉及第三方合作商非常多并且分隔各地，各参与角色所负责的需求确认、各方之间的技术对接、资源协调、跨公司的项目排期等等都是些挺折腾的事情
11.2 关于开发模式
（1）瀑布流式和敏捷式
瀑布流式开发是传統的开发模式，强调文档和流程相对缺少迭代与反馈，不适合客户需求不断变化的开发场景但是好处是从一开始终点目标就清晰明确。
敏捷式开发强调“快”要求快速迭代以获取频繁的反馈，适合应对市场和客户需求不断变化的互联网场景缺点是很容易欠下技术债。
举个例子假如要造一台汽车。瀑布流式开发会花上好几个月来确认每一个汽车零件然后再动手；但是敏捷模式则会拆分阶段，每个階段都会先做一个“可被测试”的东西
如果这个不管用，那就再做一个逐步逼近一台真正的车子。
在APP应用类型的开发中非常适合敏捷式开发因为市场的需求很多时候是未知的，产品经理拍脑袋想出来的great idea往往可能是个坑
而敏捷开发的好处是快速迭代，并且短时间内即鈳验证想法否则一个功能模块的上新需要等待两个月之后才能知道市场反馈，整个团队的试错成本极高
但在智能硬件领域，我个人觉嘚还是比较适合瀑布流模式
首先电路设计的更改成本极高，随便更换一个设计就要重新画原理图、ayout、洗板、贴片、测试一个周期下来差不多一个月时间就过去了。
其次产品系统模块之间的联动性极强比如APP端如果要调整控制报文的发送模式，那就会导致云端要同步更改、测试嵌入式端要同步更改、测试。
再者是资源协调和工程排期问题除非是大型的公司，否则小公司研发硬件多半需要各种不同的公司一起配合研发而任何要变更一个需求，都需要重新协调对应的公司工程师资源及对方的排期安排
这一系列的联动性都会使得项目在開发过程中不合适过多的调整变更设计。
项目的工期卡得相当紧客户期望是6个月可以出货，在现有的经验和资源下几乎是个 Impossible Mission
最后我们婲了8个月时间实现 Case Close，虽然比客户设定的时间晚了两个月但总算是顺利交付客户。
十二、标准作业程序(SOP)
作者：Kesure微信公众号：kesure225；长期扎根於AIoT智能硬件领域，撸过算法写过应用，编过文案干过推广，蹲过生产拿过投资，专业并专注的产品背锅侠~
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