物聯(lián)網原型設計和底層模塊構建的經驗總結

原型是構建物聯(lián)網產品的第一步，也是至關重要的一步。

構建物聯(lián)網產品原型的目的有很多：與目標受眾一起測試概念，檢查技術需求是否符合您的期望，并最終驗證您的業(yè)務案例。

但是物聯(lián)網原型應該是什么樣子，您應該從中期待什么？ 本文總結了我們在物聯(lián)網原型設計和底層模塊構建方面的經驗。

物聯(lián)網原型包括：

▲用戶界面，如智能手機應用程序或web前端

▲硬件

▲后端軟件，實現(xiàn)業(yè)務邏輯

▲連接性

一、用戶界面

用戶界面就是用戶所看到的。這通常以Web前端或智能手機應用程序的形式出現(xiàn)。

在物聯(lián)網世界里，這部分經常被忽視，因為人們通常更喜歡深入了解硬件設備或網絡連接方面的細節(jié)。

不能忽視用戶界面，因為用戶界面是人們在查看產品時會首先看到的東西，所以讓它看起來很好無疑是值得的。

對于物聯(lián)網原型，用戶界面應該做兩件事：

1、向用戶證明產品的價值

2、允許用戶與系統(tǒng)進行交互

▲向用戶證明價值

用戶界面的主要目的是向用戶證明產品的價值。

這利用了物聯(lián)網的一個關鍵殺手級功能：實時計算和顯示產品價值的能力。

例如，智能照明系統(tǒng)帶來的價值，在于它可以為用戶節(jié)省電力（從而節(jié)省費用）。（來源物聯(lián)之家網）由于系統(tǒng)始終處于網絡連接狀態(tài)，并且隨時可報告當前的功耗統(tǒng)計信息，因此我們始終可以計算節(jié)省了多少電量。

也因此，我們通過在用戶界面為用戶顯示節(jié)省的電量——向用戶證明產品的價值。

▲允許用戶與系統(tǒng)進行交互

用戶界面的第二個目的是允許用戶與系統(tǒng)進行交互。

用戶交互僅僅是次要目的，而不是主要目的，這聽起來很奇怪。這是因為我們正在構建原型而不是最終產品，因此目的會略有不同。原型的目的是驗證業(yè)務案例，而最終產品的目的是為用戶帶來價值。

在用戶界面中，用戶應該能夠看到系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)并進行深入挖掘。作為產品所有者，這讓我們能夠研究什么才是用戶認為最重要的，因為它可能與我們最初的設想有所不同。

二、硬件

硬件是我們原型的一部分，大多數(shù)人在考慮物聯(lián)網產品時都會想到它。

我們需要硬件來接觸物理世界。硬件包含一個或多個測量其物理環(huán)境的傳感器，或影響同一環(huán)境中某些東西的致動器。

除了傳感器或致動器之外，硬件還需要某種通信方式，這通常是通過無線網絡連接。

但技術并不是唯一的要求：硬件還需要在任何使用它的人手中看起來（相當）不錯。

雖然我們不能指望在此階段看到Apple風格的硬件，但是我們可以利用3D打印的最新發(fā)展，將所有電子設備和硬件封裝在一個漂亮的外殼中。

三、后端

后端軟件是系統(tǒng)的智能所在。

物聯(lián)網原型的后端部分常常被忽略，這是因為它對用戶和客戶（如用戶界面）不可見，并且不像硬件設備那樣具有物理屬性。但真正的神奇就發(fā)生在后端：這是對業(yè)務邏輯進行編碼的地方。

后端不僅在數(shù)據(jù)庫中收集數(shù)據(jù)，而且還決定操作。

以辦公室工位使用情況跟蹤系統(tǒng)為例。跟蹤系統(tǒng)由一組附著在辦公桌上的傳感器、一個顯示每張辦公桌使用情況的用戶界面和一個收集數(shù)據(jù)并計算數(shù)據(jù)的后端軟件組成。沒有后端，系統(tǒng)將無法完成工作。

后端軟件通常在云中運行。

四、連接性

連接性是連接硬件與后端以及后端與用戶界面的紐帶。

連接性通常分為兩部分：用戶—后端連接和設備—后端連接。用戶—后端連接幾乎總是使用常規(guī)的互聯(lián)網協(xié)議來完成，通常使用REST API。對于設備—后端連接，有幾個技術選項：

▲與IPv6（6lowpan、Thread）或WiFi的連接

▲通過用戶的智能手機進行連接（藍牙）

▲通過集線器進行連接（ZigBee）

▲低功耗廣域網（LPWAN）技術（LoRA、Sigfox）

我們在工作中主要使用IPv6，因為它提供了靈活的互聯(lián)網接入、接入點的低復雜性、不依賴任何第三方基礎設施，同時可以延長電池的使用壽命。每個設備與Wi-Fi的連接都提供了類似的靈活性，但網絡范圍有限。

通過用戶智能手機進行連接對于健身跟蹤器等特定應用非常有用，但不適用于大規(guī)模安裝或遠程使用。

低功耗廣域網技術的應用范圍非常廣，但只能支持每天幾個字節(jié)的數(shù)據(jù)速率，并且通常依賴第三方基礎設施來運行，這些基礎設施的覆蓋范圍可能不穩(wěn)定，或者總是不可用。

對于原型來說，連接機制的選擇并不是很重要，因為原型的目的是通過目標用戶來驗證業(yè)務案例，并且通?？梢酝ㄟ^多種連接方式來實現(xiàn)。（來源物聯(lián)之家網）但是在某些情況下，業(yè)務案例取決于可用的特定連接類型，例如遠程和/或非常大規(guī)模的部署，在這種情況下，必須從一開始就考慮周全。

總結

每個成功的基于物聯(lián)網的產品、系統(tǒng)或服務都需要原型化，以驗證業(yè)務案例和技術選擇。

因為原型的目的是驗證業(yè)務案例，所以過程中的某些決策與最終產品的決策不同。例如，用戶界面的主要目的不是讓用戶與系統(tǒng)交互，而是向用戶證明其價值。因此在設計和制作原型時必須考慮到這一點。

在構建物聯(lián)網原型時，無需在硬件和連接性方面做得太過深入——除非原型已經證明了業(yè)務案例。
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