物联网原型设计和底层模块构建的经验总结

原型是构建物联网产品的第一步，也是至关重要的一步。

构建物联网产品原型的目的有很多：与目标受众一起测试概念，检查技术需求是否符合您的期望，并最终验证您的业务案例。

但是物联网原型应该是什么样子，您应该从中期待什么？ 本文总结了我们在物联网原型设计和底层模块构建方面的经验。

物联网原型包括：

▲用户界面，如智能手机应用程序或web前端

▲硬件

▲后端软件，实现业务逻辑

▲连接性

一、用户界面

用户界面就是用户所看到的。这通常以Web前端或智能手机应用程序的形式出现。

在物联网世界里，这部分经常被忽视，因为人们通常更喜欢深入了解硬件设备或网络连接方面的细节。

不能忽视用户界面，因为用户界面是人们在查看产品时会首先看到的东西，所以让它看起来很好无疑是值得的。

对于物联网原型，用户界面应该做两件事：

1、向用户证明产品的价值

2、允许用户与系统进行交互

▲向用户证明价值

用户界面的主要目的是向用户证明产品的价值。

这利用了物联网的一个关键杀手级功能：实时计算和显示产品价值的能力。

例如，智能照明系统带来的价值，在于它可以为用户节省电力（从而节省费用）。（来源物联之家网）由于系统始终处于网络连接状态，并且随时可报告当前的功耗统计信息，因此我们始终可以计算节省了多少电量。

也因此，我们通过在用户界面为用户显示节省的电量——向用户证明产品的价值。

▲允许用户与系统进行交互

用户界面的第二个目的是允许用户与系统进行交互。

用户交互仅仅是次要目的，而不是主要目的，这听起来很奇怪。这是因为我们正在构建原型而不是最终产品，因此目的会略有不同。原型的目的是验证业务案例，而最终产品的目的是为用户带来价值。

在用户界面中，用户应该能够看到系统生成的数据并进行深入挖掘。作为产品所有者，这让我们能够研究什么才是用户认为最重要的，因为它可能与我们最初的设想有所不同。

二、硬件

硬件是我们原型的一部分，大多数人在考虑物联网产品时都会想到它。

我们需要硬件来接触物理世界。硬件包含一个或多个测量其物理环境的传感器，或影响同一环境中某些东西的致动器。

除了传感器或致动器之外，硬件还需要某种通信方式，这通常是通过无线网络连接。

但技术并不是唯一的要求：硬件还需要在任何使用它的人手中看起来（相当）不错。

虽然我们不能指望在此阶段看到Apple风格的硬件，但是我们可以利用3D打印的最新发展，将所有电子设备和硬件封装在一个漂亮的外壳中。

三、后端

后端软件是系统的智能所在。

物联网原型的后端部分常常被忽略，这是因为它对用户和客户（如用户界面）不可见，并且不像硬件设备那样具有物理属性。但真正的神奇就发生在后端：这是对业务逻辑进行编码的地方。

后端不仅在数据库中收集数据，而且还决定操作。

以办公室工位使用情况跟踪系统为例。跟踪系统由一组附着在办公桌上的传感器、一个显示每张办公桌使用情况的用户界面和一个收集数据并计算数据的后端软件组成。没有后端，系统将无法完成工作。

后端软件通常在云中运行。

四、连接性

连接性是连接硬件与后端以及后端与用户界面的纽带。

连接性通常分为两部分：用户—后端连接和设备—后端连接。用户—后端连接几乎总是使用常规的互联网协议来完成，通常使用REST API。对于设备—后端连接，有几个技术选项：

▲与IPv6（6lowpan、Thread）或WiFi的连接

▲通过用户的智能手机进行连接（蓝牙）

▲通过集线器进行连接（ZigBee）

▲低功耗广域网（LPWAN）技术（LoRA、Sigfox）

我们在工作中主要使用IPv6，因为它提供了灵活的互联网接入、接入点的低复杂性、不依赖任何第三方基础设施，同时可以延长电池的使用寿命。每个设备与Wi-Fi的连接都提供了类似的灵活性，但网络范围有限。

通过用户智能手机进行连接对于健身跟踪器等特定应用非常有用，但不适用于大规模安装或远程使用。

低功耗广域网技术的应用范围非常广，但只能支持每天几个字节的数据速率，并且通常依赖第三方基础设施来运行，这些基础设施的覆盖范围可能不稳定，或者总是不可用。

对于原型来说，连接机制的选择并不是很重要，因为原型的目的是通过目标用户来验证业务案例，并且通常可以通过多种连接方式来实现。（来源物联之家网）但是在某些情况下，业务案例取决于可用的特定连接类型，例如远程和/或非常大规模的部署，在这种情况下，必须从一开始就考虑周全。

总结

每个成功的基于物联网的产品、系统或服务都需要原型化，以验证业务案例和技术选择。

因为原型的目的是验证业务案例，所以过程中的某些决策与最终产品的决策不同。例如，用户界面的主要目的不是让用户与系统交互，而是向用户证明其价值。因此在设计和制作原型时必须考虑到这一点。

在构建物联网原型时，无需在硬件和连接性方面做得太过深入——除非原型已经证明了业务案例。
责任编辑；zl