開發(fā)心得（1）：我眼中的Andriod智能硬件及其開發(fā)流程

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

1.Android智能硬件的定義與應用領域

關于智能硬件的定義，以我理解的角度來看，首先這是一個不同于移動手機的硬件,它本質還是一個可觸碰的實質物體；其次關于智能，只要是基于Android系統(tǒng)開發(fā)的硬件就可稱之為智能，因為智能硬件最關鍵的特性就是與外部連接通信，也稱之為物聯網，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)，因為Android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、自動售貨機、政務自助機、人臉識別門禁、收銀機、汽車多媒體、電子班牌、快遞柜、影院取票機、廣告視頻機等等。

2.一款智能硬件產品開發(fā)的全流程

導入需求,分析確定需求細節(jié)，討論方案的技術可行性。

確定項目負責人、產品經理、硬件工程師、軟件工程師、結構工程師、UI設計師。

由需求確定使用哪些外設，對外設進行選型，需充分考慮性能、質量、結構設計、價格、供應商支持度等各方面的因素。

優(yōu)先確認使用什么Android主板，確認主板與外設選型后告知結構工程師進行結構外形設計。

硬件工程師負責外接設備的控制板開發(fā)并提供接入協議，硬件工程師還須將外設接入Android主板的線材適配好。

UI設計師提供界面給軟件工程師(Android),開始進入進行軟件開發(fā)階段。

產品樣品建模制作出外殼，打磨、噴漆后進行所有元件的組裝。

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)所涉及的技術體系概述

Android UI

列表(RecycleView)

彈窗(Dialog)

動畫(Animation)

文字與按鈕(TextView)

手勢(Gesture)

外部通信

串口通信(UART)

以太網

Wifi、熱點

4G

藍牙

USB

NFC

I2C

GPIO

存儲

TF卡

U盤

FTP

Linux系統(tǒng)

腳本

點亮屏幕

固件升級

NDK

音視頻播放

設備通訊協議加密

接入已有的C庫

語音識別

人臉識別

外接設備

二維碼

攝像頭

紅外感應器

喇叭、麥克風

觸摸屏

LCD液晶屏

打印機

NFC模塊

IC類讀卡器

4.關于主板選型

Android主板的選型一定要放在首位，因為這是整個產品的控制中心，核心元件，如果不能自己定制主板，那就只能依賴于供應商提供方案?，F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比較麻煩，除非你的量很大，否則只能用人家的標準板。依賴供應商還有一個特別麻煩的事情，就是系統(tǒng)功能定制的溝通，這是一個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

結合多個項目的經驗，總結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價格是不能太高的,不然會導致產品成本過高競爭力下降，但CPU性能又不能太差以讓產品毫無競爭力可言。

從我觀察的情況來看，現在市面上的智能硬件基本是三家芯片廠商占據了絕大部分市場，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,說實話有點落后時代，不是5.0系統(tǒng)以上的主板我都不想碰，界面太丑系統(tǒng)還有點卡。

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

下面重點介紹下瑞芯微(下面簡稱RK芯片)系列4款常見的芯片。

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

對于絕大多數應用場景而言，RK3288絕對能滿足需求，價格也比較適中，系統(tǒng)一般是Android5.1不用進行運行時權限適配。RK3399主要用于對于運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