開發(fā)心得（1）：我眼中的Andriod智能硬件及其開發(fā)流程

通過總結(jié)大大小小多個(gè)Andriod智能硬件開發(fā)項(xiàng)目，記錄了智能硬件產(chǎn)品開發(fā)的全流程、智能硬件開發(fā)所涉及的技術(shù)體系概述的心得，并附上在主板選型、串口通信、屏幕顯示、常用外接設(shè)備上一些品類的特點(diǎn)和差異，分析了我的開發(fā)流程習(xí)慣原因，以供交流。

1.Android智能硬件的定義與應(yīng)用領(lǐng)域

關(guān)于智能硬件的定義，以我理解的角度來看，首先這是一個(gè)不同于移動(dòng)手機(jī)的硬件,它本質(zhì)還是一個(gè)可觸碰的實(shí)質(zhì)物體；其次關(guān)于智能，只要是基于Android系統(tǒng)開發(fā)的硬件就可稱之為智能，因?yàn)橹悄苡布铌P(guān)鍵的特性就是與外部連接通信，也稱之為物聯(lián)網(wǎng)，而Android系統(tǒng)自帶優(yōu)秀的外部連接通信體系。

我們最常聽到與見到的智能硬件有手環(huán)、智能音箱、智能家居這些比較成熟的消費(fèi)級商品，這些智能硬件大部分都是沒有界面的，與我從事的領(lǐng)域有所不同。沒有界面的智能硬件大部分都不是Andriod系統(tǒng)，而有觸屏界面的智能硬件我敢說80%以上都是Android系統(tǒng)，因?yàn)锳ndroid的交互體系絕對是最好的。

市面上成熟的Android智能硬件有：手持POS機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)、政務(wù)自助機(jī)、人臉識別門禁、收銀機(jī)、汽車多媒體、電子班牌、快遞柜、影院取票機(jī)、廣告視頻機(jī)等等。

2.一款智能硬件產(chǎn)品開發(fā)的全流程

導(dǎo)入需求,分析確定需求細(xì)節(jié)，討論方案的技術(shù)可行性。

確定項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、產(chǎn)品經(jīng)理、硬件工程師、軟件工程師、結(jié)構(gòu)工程師、UI設(shè)計(jì)師。

由需求確定使用哪些外設(shè)，對外設(shè)進(jìn)行選型，需充分考慮性能、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、價(jià)格、供應(yīng)商支持度等各方面的因素。

優(yōu)先確認(rèn)使用什么Android主板，確認(rèn)主板與外設(shè)選型后告知結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行結(jié)構(gòu)外形設(shè)計(jì)。

硬件工程師負(fù)責(zé)外接設(shè)備的控制板開發(fā)并提供接入?yún)f(xié)議，硬件工程師還須將外設(shè)接入Android主板的線材適配好。

UI設(shè)計(jì)師提供界面給軟件工程師(Android),開始進(jìn)入進(jìn)行軟件開發(fā)階段。

產(chǎn)品樣品建模制作出外殼，打磨、噴漆后進(jìn)行所有元件的組裝。

樣品燒入程序，開始交予測試。

程序bug修改，穩(wěn)定性測試。

所有測試通過后，撰寫用戶文檔與操作手冊。

一款智能硬件樣品全部制作完畢。

3.智能硬件開發(fā)所涉及的技術(shù)體系概述

Android UI

列表(RecycleView)

彈窗(Dialog)

動(dòng)畫(Animation)

文字與按鈕(TextView)

手勢(Gesture)

外部通信

串口通信(UART)

以太網(wǎng)

Wifi、熱點(diǎn)

4G

藍(lán)牙

USB

NFC

I2C

GPIO

存儲(chǔ)

TF卡

U盤

FTP

Linux系統(tǒng)

腳本

點(diǎn)亮屏幕

固件升級

NDK

音視頻播放

設(shè)備通訊協(xié)議加密

接入已有的C庫

語音識別

人臉識別

外接設(shè)備

二維碼

攝像頭

紅外感應(yīng)器

喇叭、麥克風(fēng)

觸摸屏

LCD液晶屏

打印機(jī)

NFC模塊

IC類讀卡器

4.關(guān)于主板選型

Android主板的選型一定要放在首位，因?yàn)檫@是整個(gè)產(chǎn)品的控制中心，核心元件，如果不能自己定制主板，那就只能依賴于供應(yīng)商提供方案。現(xiàn)行市面上非常多做安卓工業(yè)主板的，不愁找不到主板，但想要很特殊的定制可能會(huì)比較麻煩，除非你的量很大，否則只能用人家的標(biāo)準(zhǔn)板。依賴供應(yīng)商還有一個(gè)特別麻煩的事情，就是系統(tǒng)功能定制的溝通，這是一個(gè)特別漫長而痛苦的過程。

4.1 Anroid系統(tǒng)在智能硬件中所必要的功能

結(jié)合多個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出智能硬件在安卓系統(tǒng)中所基本必要的功能。

4.2 主板CPU芯片的選擇

CPU芯片是一塊主板最核心的元件,對于智能硬件而言CPU價(jià)格是不能太高的,不然會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品成本過高競爭力下降，但CPU性能又不能太差以讓產(chǎn)品毫無競爭力可言。

從我觀察的情況來看，現(xiàn)在市面上的智能硬件基本是三家芯片廠商占據(jù)了絕大部分市場，它們分別是：

瑞芯微 Rockchip,簡稱RK

全志 AllWinner

飛思卡爾 FreeScale

瑞芯微是我接觸比較多的，在百度搜安卓主板出來的廣告廠商基本都是采用瑞芯微方案的，總體來說瑞芯微方案是最成熟的。

全志的安卓主板給我的感覺就是很便宜但系統(tǒng)都是4.2或4.4,說實(shí)話有點(diǎn)落后時(shí)代，不是5.0系統(tǒng)以上的主板我都不想碰，界面太丑系統(tǒng)還有點(diǎn)卡。

最后關(guān)于飛思卡爾，這是一個(gè)國外廠商，我手上還沒接觸過這個(gè)芯片的板子，很少見搭載這個(gè)芯片的安卓主板，也許在某些特定應(yīng)用場景才會(huì)考慮這個(gè)芯片吧。

下面重點(diǎn)介紹下瑞芯微(下面簡稱RK芯片)系列4款常見的芯片。

以疫情之前的價(jià)格來說，RK3288工業(yè)主板的價(jià)格大概在350~500 之間，RK3399價(jià)格在500~700之間，RK3188比3288便宜，RK3368介于3288與3399之間。

對于絕大多數(shù)應(yīng)用場景而言，RK3288絕對能滿足需求，價(jià)格也比較適中，系統(tǒng)一般是Android5.1不用進(jìn)行運(yùn)行時(shí)權(quán)限適配。RK3399主要用于對于運(yùn)算能力要求比較高的場景，比如人臉識別，3399還有一大優(yōu)勢就是板子面積相對而言比較小。我目前基本都是采用3288進(jìn)行開發(fā)的，對于智能硬件而言成本還是首要考慮因素，畢竟制造業(yè)利潤低。

下圖是一塊3288的主板示意圖及規(guī)格說明