Lập kế hoạch kết nối trong thiết kế phần cứng IoT: 5 bước để thành công

Thật khó để một thiết bị IoT hoạt động trong phòng thí nghiệm. Để 100.000 người trong số họ làm việc trong lĩnh vực này thực sự khó khăn—và khó khăn đó xuất hiện ở mọi giai đoạn của quá trình thiết kế. Trong một cuộc khảo sát, 84% doanh nghiệp liệt kê thiết kế phần cứng là thách thức lớn nhất của họ. Vậy làm thế nào để bạn thiết kế kết nối đáng tin cậy, đảm bảo dự án IoT của bạn có thể mở rộng quy mô thành công từ lập kế hoạch đến nguyên mẫu đến sản xuất?

Cho dù bạn đang thêm chức năng IoT vào một sản phẩm hiện có hay xây dựng một thiết bị mới từ đầu, điều quan trọng là kế hoạch kết nối—và để duy trì khả năng kết nối ở vị trí hàng đầu và trung tâm, từ bằng chứng về ý tưởng cho đến hết tuổi thọ của sản phẩm. Điều đó nói thì dễ hơn làm, nhưng cách tiếp cận đơn giản, từng bước có thể giúp bạn chuẩn bị cho thành công.

Chúng ta hãy xem năm bước cho giai đoạn đầu của thiết kế sản phẩm IoT, mỗi bước đều nhấn mạnh vào việc duy trì kết nối đáng tin cậy (và thất bại một cách duyên dáng khi vấn đề không thể tránh khỏi phát sinh).

5 bước để thiết kế phần cứng IoT thành công

#1: Xác định trường hợp kinh doanh của bạn.

sản phẩm của bạn là gì làm? Giá trị kết nối mang lại cho người dùng sản phẩm là gì? Mục tiêu rõ ràng là nền tảng thiết yếu cho thiết kế phần cứng IoT. Có thể bạn cần giảm thời gian ngừng hoạt động của thiết bị để tăng khối lượng giao dịch; có thể bạn cần thu thập dữ liệu sức khỏe quan trọng thông qua các cảm biến; có thể bạn muốn có được những hiểu biết cần thiết về cách khách hàng đang sử dụng sản phẩm của bạn.

Viết tính năng mong muốn của sản phẩm ra giấy trước khi bạn bắt đầu tạo mẫu. Biết kết quả mà bạn đang hướng tới. Nếu không, bạn đang thiết kế trong bóng tối.

#2: Xác định Yêu cầu Kết nối Rõ ràng.

Khi bạn biết sản phẩm của mình cần làm gì, bạn có thể bắt đầu thu hẹp các thông số kỹ thuật hỗ trợ từng trường hợp sử dụng. Đối với bất kỳ tính năng cụ thể nào của thiết bị, bạn có thể cần các yêu cầu về tốc độ dữ liệu, độ trễ hoặc năng lượng cụ thể. Thiết lập các yêu cầu kỹ thuật này sớm để tránh các vấn đề trong tương lai.

#3: Chọn Phần cứng Kết nối Đáp ứng Mục tiêu của bạn.

Bây giờ bạn đã biết trường hợp kinh doanh của mình và bạn biết các yêu cầu kỹ thuật để đưa trường hợp kinh doanh đó vào cuộc sống. Đây là nơi quá trình thiết kế thực sự bắt đầu. Nếu sản phẩm của bạn sẽ dựa vào kết nối di động, hãy khám phá modem, thẻ SIMvà các thành phần IoT để tìm thiết bị cung cấp khả năng kỹ thuật mà bạn đã xác định. Khi bạn đã xác định được phần cứng kết nối phù hợp, bạn có thể bắt đầu thiết kế xung quanh phần cứng đó.

#4: Chứng minh giá trị của khả năng kết nối bằng máy tạo mẫu thiết bị.

Đừng lao vào sản xuất. Để đảm bảo các kế hoạch của bạn thực sự tạo ra giá trị, hãy thử nghiệm với tạo mẫu IoT nhanh. Những thiết bị này sẽ không xuất hiện trong sản phẩm thực tế của bạn; chúng cho phép bạn thử nghiệm với các cảm biến, mô-đun và tham số để thiết lập bằng chứng về khái niệm—đồng thời xác định phần cứng và phần mềm hoạt động cho trường hợp sử dụng sản phẩm của bạn.

Hãy tìm một nền tảng tạo mẫu với các thư viện mã có thể tái sử dụng, điều này sẽ giúp việc bắt đầu gửi dữ liệu trở nên đơn giản để bạn có thể xác định giá trị của các tính năng của sản phẩm. Cách tiếp cận này lý tưởng để kết nối các sản phẩm độc lập, hiện có của bạn, nhưng nó cũng hữu ích để xây dựng một thiết bị IoT từ đầu. Nếu không có phương pháp tạo nguyên mẫu, bạn sẽ tốn rất nhiều tiền cho các thiết kế mạch có thể không hoạt động. Hãy tiết kiệm cho mình những rắc rối (và tiền bạc).

#5: Kiểm tra, Xác thực và Lặp lại.

Cho dù thiết bị của bạn có được chế tạo tốt đến đâu thì vẫn có một số thứ nằm ngoài tầm kiểm soát của bạn. Hành vi của mạng là một trong số đó—và sẽ tốt hơn nhiều nếu bạn phát hiện ra các tình huống lỗi trước khi vận chuyển hàng nghìn sản phẩm.

Nhiều thứ có thể sai trong một thiết bị được kết nối. Giả sử một máy chủ ngừng hoạt động trong giây lát. Tất cả các thiết bị của bạn có thể cố gắng kết nối lại cùng một lúc, tạo ra một cơn bão tín hiệu làm sập mạng khi trực tuyến trở lại. Cảm biến có thể bị hỏng, khiến các thiết bị gửi cảnh báo liên tục. Khi các máy chủ không hoạt động theo cách mà các thiết bị mong đợi, chúng có thể liên tục gửi lại một tin nhắn—dẫn đến việc sử dụng hết dữ liệu và các chi phí liên quan. Ngay cả việc chuyển đổi mạng đơn giản cũng có thể khiến thiết bị bị lỗi.

Thử nghiệm phát hiện ra những tình huống này và mang đến cho các nhà thiết kế chương trình cơ sở cơ hội xây dựng các bản sửa lỗi. Nhưng một số nhà cung cấp phần cứng và giải pháp IoT có môi trường thử nghiệm mà bạn cần để xác thực toàn diện. May mắn thay, các tài nguyên để thử nghiệm, xác thực và thậm chí thiết kế phần cứng IoT đều có sẵn.

Hợp tác với một chuyên gia

Ngày nay, hầu hết các nhà cung cấp kết nối IoT chỉ bán một sản phẩm: SIM, chipset, mô-đun hoặc modem. Hãy tìm một công ty cũng cung cấp các dịch vụ tư vấn và hỗ trợ thiết kế từ đầu đến cuối. Đối tác IoT lý tưởng sẽ vận hành mạng của riêng họ, giúp họ có cái nhìn đầy đủ về hành vi của thiết bị trong giai đoạn thử nghiệm. Họ sẽ có các kỹ sư di động và chuyên gia thiết kế có thể giúp bạn thực hiện tất cả các bước này—và quy trình giới thiệu tiếp theo. Tóm lại, cách đơn giản nhất để thành công trong thiết kế thiết bị là hợp tác với các chuyên gia kết nối ngay từ đầu. Việc thiết kế và lập kế hoạch cho khả năng kết nối của phần cứng IoT rất khó, nhưng luôn có sự trợ giúp.