以“智能锁”为例，详解智能硬件和物联网产品架构设计思路-燚智能周教授
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去年我们帮某运营商设计了一套智能锁，我们以此为例，讲一讲此类智能硬件系统的设计理念、设计方法，希望对广大硬件工程师和项目经理有所帮助。
简单来讲，就是先搞清楚客户的真实需求、然后选择合理的实现方式、最后把产品设计制造出来。
（很多人会说，这特么不是废话么！有这么简单大家都去做了。先不要急，复杂的问题都在后面呢。把我们讲的都搞明白了，出去应聘个研发总监基本没啥问题。哈哈）
客户需求：
运营商户外机柜，每个城市有几千上万个，传统钥匙很难管理。希望做一个智能锁，通过维修工的手机来开锁。后台可以统一管控开锁权限、查看锁体状态。
这是个非常典型的“传统产业智能化改造”的需求。
↑图：机柜外观
↑图：原有的锁体外形
首先，整理出限制条件：
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不能破坏原有的机柜。
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既要用APP开锁，又可以通过后台直接开锁。
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户外使用，要扛得住风吹日晒雨淋。
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要2年免维护。不能三天两头派人去检修。
然后，排除法排除不可行的方式：
物联网类智能硬件设备的架构都差不多：
物联网设备=主控+联网+供电+动作器+传感器。
我们的思考方式是：
不破坏原有的机柜：必须迁就以前的锁体空间来设计。好在我们找到了和原有的锁体通用的电子锁锁体，无需开发新锁，只需要做好控制板就行了。天线也是从锁眼里钻出来的，连在机柜上打孔都不需要了。
双向开锁：抛弃掉纯蓝牙方案。纯蓝牙无法实现远程开锁。只能使用2G或NB-IOT方式。去年的时候NB-IOT还八字没一撇呢，于是只剩下了2G数据传输这一条路。
户外严苛环境：机柜本身就是防水的，防水没有问题。选择好一些的电子元器件，高低温耐受能力也能满足要求。但是要能扛得住冻、耐的了暴晒高温，如果用可充电锂电池就需要选择比较贵的了。机柜本身内部不一定有220V电，因此长供电也不靠谱。所以一次性电池供电是比较合理的。
2年免维护：太阳能充电板+锂电池，这个方式看似可行，但是在路边落满了灰，或者被树叶遮盖了，就充不上电了，不容易实现免维护。
最后，得出产品设计方案
早期版本的框图，供电部分和最终的不符。小编偷懒了，大家会原谅的 >_<
供电：用4节锂亚电池供电。
联网：用CDMA和GSM网络二选一
主控：MSP430低功耗单片机
传感器：不需要
动作器：12V电子锁
↑图：硬件电路部分（客户定制产品，这里就不放大图了）
备注：不是最优方案，但可能是项目推进最快、风险最小的设计方案。
总结：智能硬件产品设计步骤：
客户需求细化-->选择合适的技术方案-->关键技术点验证-->设计功能样机-->小批中批测试-->量产。
前面的方案设计没什么问题了，后面研发生产就不会出现致命问题。（关于产品研发怎么做，后面我们会专门分章节慢慢来讲的。）
