作者：Dhaval Parikh，Purva Shah，Nupur Patel

利用生產(chǎn)就緒型網(wǎng)關(guān)平臺(tái)并進(jìn)行定制，以加快上市時(shí)間并降低所需配置和無線連接選項(xiàng)的成本

隨著物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)隨著連接設(shè)備數(shù)量的增加而增長(zhǎng)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的需求也顯著增加，并將繼續(xù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。全球物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)市場(chǎng)將在 2017 年至 2023 年間以 30.9% 的速度增長(zhǎng)（根據(jù)一份研究報(bào)告“按硬件、最終用途和地理劃分的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)市場(chǎng) - 到 2023 年的全球預(yù)測(cè)”按市場(chǎng)和市場(chǎng)）。實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的需求是因?yàn)楦綦x系統(tǒng)正在迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闊o處不在的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（也稱為“連接設(shè)備”），該系統(tǒng)可用于通過利用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的各種無線連接技術(shù)來捕獲和傳達(dá)有價(jià)值的信息，以進(jìn)行統(tǒng)一的邊緣分析。換句話說，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過提供基本的構(gòu)建塊來開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和基于物聯(lián)網(wǎng)云的應(yīng)用程序之間的安全強(qiáng)大的無線連接，從而發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

OEM希望提供一個(gè)網(wǎng)關(guān)/集線器來連接其現(xiàn)有的無線設(shè)備組合，主要考慮三個(gè)主要方面 - 第一，成本，第二是系統(tǒng)的整體效率和有效性，第三，它提供的靈活性，以設(shè)計(jì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)展的定制物聯(lián)網(wǎng)解決方案。在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)時(shí)，大多數(shù)OEM會(huì)考慮以下四種方法之一：

從頭開始設(shè)計(jì)– 根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)用例的特定要求，使用所需的外形設(shè)計(jì)、無線連接和其他配置從頭開始構(gòu)建網(wǎng)關(guān)。雖然它有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但這種方法在很大程度上增加了成本和上市時(shí)間。

基于開放平臺(tái)的解決方案– 利用基于開放平臺(tái)的解決方案，如 Raspberry Pi、Arduino 和 beaglebone，無需大量編程即可實(shí)現(xiàn)定制的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。此方法適用于小型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，但不適用于大型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

固定的基于配置的 OEM 解決方案– 購買一些知名供應(yīng)商的生產(chǎn)就緒網(wǎng)關(guān)平臺(tái)并構(gòu)建 IoT 應(yīng)用程序。大多數(shù)此類供應(yīng)商都有固定的配置和外形設(shè)計(jì)。它們不提供針對(duì)特定需求自定義體系結(jié)構(gòu)的靈活性。

模塊化/可配置的OEM網(wǎng)關(guān)解決方案 – 一些供應(yīng)商（如VOLANSYS）提供了一個(gè)生產(chǎn)就緒的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)入門工具包平臺(tái)，以構(gòu)建可以通過模塊化架構(gòu)實(shí)施快速定制的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。這種白標(biāo)網(wǎng)關(guān)解決方案適用于小型和大型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，因?yàn)樗峁┝遂`活的架構(gòu)和更快的上市時(shí)間。

前三種方法有多個(gè)缺點(diǎn)，可能會(huì)影響您的業(yè)務(wù)成本效益或時(shí)間效率。然而，第四種是中間方法，該方法非常靈活，也是對(duì)基于自定義配置的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行原型設(shè)計(jì)的最可行選擇，允許早期現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并且可以在減少時(shí)間、成本和風(fēng)險(xiǎn)的情況下支持大規(guī)模生產(chǎn)。

讓我們看一下所有方法與從原型到生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品開發(fā)生命周期中要考慮的關(guān)鍵因素的詳細(xì)比較。

網(wǎng)關(guān)原型設(shè)計(jì)需要考慮的關(guān)鍵因素

在設(shè)計(jì)網(wǎng)關(guān)原型平臺(tái)時(shí)，無論是從頭開始構(gòu)建還是利用可用平臺(tái)，都需要考慮幾個(gè)方面。其中一些解釋如下。

外形設(shè)計(jì)：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)、控制和數(shù)據(jù)、安全、遠(yuǎn)程操作和集中管理等所有功能，通常被迫在尺寸和外形上妥協(xié)，而不是無風(fēng)扇和無通風(fēng)口設(shè)計(jì)。

硬件平臺(tái)：對(duì)于大多數(shù)平臺(tái)，硅板、引腳排列和連接器不夠友好，無法使用該平臺(tái)測(cè)試市場(chǎng)。此外，傳統(tǒng)的原型設(shè)計(jì)與各種外設(shè)不兼容，這些外設(shè)限制了網(wǎng)關(guān)在多個(gè)應(yīng)用中的使用。

無線連接：市場(chǎng)上大多數(shù)原型就緒網(wǎng)關(guān)都使用ZigBee，Wi-Fi，LTE，Thread，Z-Wave，Sub-GHz RF等標(biāo)準(zhǔn)提供有限的有線和無線連接選項(xiàng)，其中一些可能無法作為選項(xiàng)提供。此外，為南向和北向連接提供更多選項(xiàng)可以延長(zhǎng)上市時(shí)間。允許產(chǎn)品開發(fā)人員從北向接口（WiFi，LTE，以太網(wǎng)）和南向接口（ZigBee，Z-Wave，LoRaWAN，Sub-GHz）中進(jìn)行選擇的解決方案在市場(chǎng)上非常罕見。

預(yù)合規(guī)：最關(guān)鍵的階段是在網(wǎng)關(guān)投放市場(chǎng)之前獲得認(rèn)證，因?yàn)檎J(rèn)證過程非常耗時(shí)。因此，需要及時(shí)解決合規(guī)前的考慮因素。在當(dāng)今快節(jié)奏的市場(chǎng)中，認(rèn)證就緒平臺(tái)在產(chǎn)品發(fā)布前將PDLC縮短了近三個(gè)月的時(shí)間。如果平臺(tái)未經(jīng)過預(yù)認(rèn)證，此類產(chǎn)品投放市場(chǎng)的總時(shí)間將顯著增加。目前市場(chǎng)上很少有網(wǎng)關(guān)提供FCC / CE / IC預(yù)認(rèn)證以及多種連接選項(xiàng)，如Zigbee?，Thread，Wi-Fi / 3G和藍(lán)牙。

讓我們快速比較一下這些因素在所有四種設(shè)計(jì)方法中的表現(xiàn)。

大批量網(wǎng)關(guān)生產(chǎn)需要考慮的關(guān)鍵因素

OEM 在為大批量生產(chǎn)準(zhǔn)備網(wǎng)關(guān)原型設(shè)計(jì)時(shí)面臨多重挑戰(zhàn)。為了避免這些挑戰(zhàn)，一些 OEM 可能會(huì)考慮為其網(wǎng)關(guān)要求選擇生產(chǎn)就緒平臺(tái)。下面解釋了OEM在大批量生產(chǎn)網(wǎng)關(guān)時(shí)需要考慮的一些因素。

NRE 收費(fèi) –如果網(wǎng)關(guān)原型平臺(tái)在 OEM 在生產(chǎn)后交付第一個(gè)單元之前不符合定義的產(chǎn)品要求，則由于缺乏圍繞工具外殼、認(rèn)證和采購最小起訂量的預(yù)先規(guī)劃，高昂的 NRE 費(fèi)用可能會(huì)降低公司利潤(rùn)。總生產(chǎn)成本增加主要是由于定制產(chǎn)品，并將工程和生產(chǎn)資源從標(biāo)準(zhǔn)、一致的產(chǎn)品線轉(zhuǎn)移到一次性設(shè)計(jì)，幾乎沒有機(jī)會(huì)通過大規(guī)模生產(chǎn)收回設(shè)計(jì)成本。通過降低 NRE 費(fèi)用，OEM 可以更好地將投資用于其解決方案的促銷和品牌開發(fā)。

大批量供應(yīng)：對(duì)于快速發(fā)展的市場(chǎng)，每年供應(yīng)10K是一個(gè)小批量。它限制了一些試圖創(chuàng)新終端應(yīng)用的參與者，增加了研發(fā)時(shí)間、原型開發(fā)時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)間和測(cè)試市場(chǎng)的時(shí)間，增加了在市場(chǎng)上推出的總時(shí)間。

支持芯片下放或產(chǎn)品增強(qiáng)：深思熟慮的產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)應(yīng)使用架構(gòu)良好的網(wǎng)關(guān)來完成，該網(wǎng)關(guān)已做好生產(chǎn)準(zhǔn)備，并滿足所有關(guān)鍵產(chǎn)品要求。在最初的客戶試用后，當(dāng)生產(chǎn)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，產(chǎn)品應(yīng)轉(zhuǎn)換為芯片化版本以支持大批量。

總結(jié)：

如前所述，在從原型到生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品開發(fā)路線圖中，如果不選擇模塊化方法，OEM 必須妥協(xié)一個(gè)或另一個(gè)因素。VOLANSYS的模塊化物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是一種解決方案，是上述方法的最佳選擇。該智能網(wǎng)關(guān)參考平臺(tái)采用模塊化硬件架構(gòu)、多無線電連接、多操作系統(tǒng)支持高效開發(fā)，并通過了 FCC/CE/IC 認(rèn)證。對(duì)于最終用戶，它可作為購買選項(xiàng)隨時(shí)使用。對(duì)于 OEM 來說，它是可配置的，并可作為白標(biāo)構(gòu)建選項(xiàng)提供，幫助他們進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，包括家庭、建筑、制造、醫(yī)療保健、運(yùn)輸和其他物聯(lián)網(wǎng)就緒行業(yè)，并縮短上市時(shí)間、降低工作量和成本。

審核編輯：郭婷