做硬件难，做智能硬件更难？
[摘要] 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。
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。
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。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。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。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：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。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？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。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。
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