构建物联网设备所需的5项专业技能

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来源：物联之家网（iothome.com）

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根据思科的一项调查显示，超过60％的受访者认为，他们严重低估了管理自己物联网项目的复杂性。更令人担忧的是，同一调查还发现，75%的物联网项目被认为是失败的。

然而，思科还发现，在项目的整个生命周期中咨询过物联网专家的公司大多都按时完成了项目。独自完成项目的公司通常会超出最初设定的时间表，并发现他们缺乏保持项目正常运行的内部专业知识。不幸的是，当公司意识到他们需要更多专业知识时，他们已经深入到了开发流程中，从而使回旋成本成倍增加。

本指南旨在帮助您评估构建物联网设备所需的专业技能，并防止您陷入产品开发流程中。

5项专业技能

1、嵌入式固件专业技能

嵌入式固件工程师开发并实施在电子设备上运行的可重编程内容（固件）。您可以将固件视为允许嵌入式设备执行其基本功能的操作系统（OS）。在寻求将物联网设备进行商业扩展时，您需要一位嵌入式固件工程师，他是以下方面的专家：

▲使用专业的固件工具链和固件语言(如C和C++)，构建稳定的、可扩展且有据可查的固件架构。

▲针对内存受限的低功耗MCU等受限系统进行设计，无需内存管理，也没有像键盘或屏幕这样的直接接口。

▲为稳定性和错误恢复而设计，包括应用程序看门狗定时器、错误纠正和系统故障自动恢复。

▲特别注意输入和输出——这包括传感器数据采集、数字信号处理、本地压缩和数据存储。

▲通过编写允许设备进入睡眠模式并消耗最低能耗的固件，将功耗降至最低。

▲优化从设备到云的蜂窝通信带宽。

▲通过OTA固件更新不断修改固件，以提高设备的稳定性和功能性(这增加了价值，无需更换硬件)。

虽然这不是一个全面列表，但重要的一点是，希望团队中的任何嵌入式固件专业人士都能够执行这些操作。

2、电气工程专业技能

电气工程师设计、开发、测试和监督电气设备的制造。他们是DFM（面向制造的设计）最佳实践的专家，可以帮助设计出性能最佳、成本最低的PCB原型。在审查电气工程专业技能时，请寻找以下方面的专家：

▲设计、开发和测试印刷电路板（PCB）。印刷电路板作为物联网设备的大脑和传感器接口。

▲选择和设计合适的硬件组件，这些组件可以提高准确性和稳定性，同时也要考虑成本。

▲通过在工作台和现场反复测试硬件，来识别潜在的设计问题。这样做将使电气工程师能够根据实际输入来改进元件选择和电路设计。

▲使用行业标准的电子设计自动化（EDA）工具，如Altium和Eagle进行PCB设计。

▲优化和延长物联网设备的电池寿命。

▲在不影响产品连接性的情况下，部署天线并设计射频协议。

▲对物联网设备进行认证（FCC，EMC，UL，ETL，CE等），以便客户放心购买和使用。

3、机械工程专业技能

机械工程师负责设备的物理功能，包括它如何与其他机械系统以及潜在的人类用户进行交互。机械工程师需要成为以下方面的专家：

▲制作和设计符合产品规格的外壳，并使其足够坚固，可以长期使用。

▲装配具有正确接头的线缆和电线，以便与其他系统接口，并能根据机械和电气要求传输信号。

▲部署开关、继电器、触发器和其他机械接口，以便物联网设备可以触发物理事件（例如打开水阀或自动刹车）。

▲设计能够承受环境挑战的产品：进水、天气变化、温度变化、振动、压力、冲击等等。

▲为便于安装和维护而设计。

▲根据生产实践进行设计，使物联网设备成品具有最少的必要零件，并可以在工厂中使用最少的必要步骤进行组装，这意味着节省成本和时间。

4、生产专业技能

在构建物联网设备时，您需要一名生产经理，他可以帮助您寻找并找到轻松降低硬件成本的方法。他们需要成为以下方面的专家：

▲监督生产合作伙伴，以确保他们符合项目要求（例如成本和安全法规）。

▲具有项目管理经验，以便他们能够从头至尾规划、设计和提升项目的批量生产。

▲采购“正宗”的硬件组件（与灰色市场或“盗版”零件相比），同时以尽可能低的成本。

▲创建和管理物料清单（BoM）。

▲供应链管理，即商品和服务的流动。他们需要成为追踪序列号、其他ID和管理物流的专家。(也就是说，成品如何从工厂车间进入仓库，进入客户手中，并确信每台物联网设备在每个阶段都是100%可追踪的？)。

▲监管和合规管理，这意味着确保物联网设备可以在多个市场合法运输或存储。

▲跨国家、语言和时区进行联络以协调运营团队，并确保多个利益相关方了解情况并承担责任。

5、生产测试专业技能

生产测试与生产专业技能不同，因为实施质量测试本身就是一项工作。在将物联网设备推向市场之前，生产测试专家需要能够进行并验证以下测试：

▲测试装置开发——您需要构建一种装置来测试您的产品。该装置直接在装配线上与您的物联网产品连接，并验证所有功能和接口均按要求运行。

▲测试脚本开发——这是在测试装置上运行的软件，可确保产品收到正确的设备固件。

▲供应协调——这与生产专家的任务相关，即确保生产的每个设备都收到正确的序列号，并存储在正确的供应链系统中。

▲环境和认证测试——与合作伙伴合作，确保成品设备符合法律要求和潜在的环境要求。

▲EVT(工程验证测试)——一般这个阶段所生产出来的样品只有电路板，它验证了制造流程能够实现所需的核心电子和机械功能。

▲DVT（设计验证测试）­­­——这是对制造流程的“装配与否”测试。证明所有部件，包括外壳和最终电缆/传感器/连接器，都可以正确组装。它还可以确保物联网设备具有批量生产所需的正确外观。（来自物联之家网）通过这一测试的物联网设备看起来已经准备就绪，但直到PVT（生产验证测试），才能全面投入生产。

▲PVT（生产验证测试）——这个阶段的产品设计应该已经全部完成，所有设计的验证也告一段落了。它验证了每个单独的功能和特性，并且物联网设备确实准备好进行大规模生产。

同样，这也不是一个全面列表，但是列出了在测试物联网设备时需要做的主要事情。

6、其他

当然，构建物联网设备还需要其他专业技能，而这远远超出硬件和制造的范畴。以下是构建物联网设备时需要考虑的一些其他技能：

▲项目管理：谁来监督整个项目，包括以上所有内容以及以下所有内容？

▲工业设计：这对于面向消费者的产品尤其重要。这包括消费品的外观、手感和光洁度，包括——什么颜色和质地，什么类型的材料(塑料、金属等)。

▲软件/云/移动：您将如何收集和显示物联网设备的商业智能？管理员、技术人员和最终用户将如何与这些设备互动？

▲UI/UX：如果您设计和构建任何软件界面，用户将如何与它们交互？无论是web还是移动？

▲数据科学：随着设备规模的扩大，您将如何“理解”不断增加的海量数据，从而为您的企业和客户提供切实可行的见解？

▲营销：如何让全世界知道您的物联网设备？

总结

构建物联网设备确实需要很多领域的专家支持，但这篇文章的目的并不是让您感到沮丧。实际上，花时间确定和理解这些需求将为您节省在产品开发过程中的时间和金钱。

首先，您应该根据自己组织的技能、专家和资源来评估这些需求。通过这样做，您将能够了解组织的差距，并能够就如何构建物联网设备对相关方进行适当的培训。

值得一提的是，有许多公司可以为您提供从原型设计到生产设备所需的专业建议和技能。

最后，重要的是要记住，构建成功的物联网设备非常困难。但是，通过雇佣或咨询行业专家，您可以大大增加按时完成项目并成功将物联网产品推向市场的机会。