在产品设计中主要是明确产品需要满足用户的什么需求，以及多种需求的权衡问题，也就是做什么的问题。下面我们来聊聊产品设计中需要考虑的各方面问题，也就是怎么做的问题。

从机械类产品到电子类产品再到现在的联网类产品，硬件产品现在是越来越复杂，涉及到各方面领域的技术和知识也越来越多，所以对硬件产品经理的知识面也要求的越来越广。在写此章节时笔者原本想把做物联网类硬件产品，从硬件到固件再到后台服务器等各方面的内容都完整的写出来，但是由于一些问题无法做到一一详解，所以本章就主要以硬件为主和大家聊一下方案的设计，关于软件和固件部分的内容请看后续文章。

物联网硬件是实体的硬件产品，具备电子化的系统和联网的能力，可以实现数据的采集和设备的控制，从而满足用户对于信息获取和设备控制等方面的需求。物联网设备包括硬件和软件（也称为固件）两部分，硬件部分主要是承载系统程序的运行以及信息的采集和指令的执行等功能，下面我们来看下硬件系统中的一些模块，如图3-11所示。

图3-11 硬件模块

一个产品中的九游会老哥必备的交流社区元器件动不动就成百上千，作为产品经理而言不应该去关心所有元器件的选型，一方面是因为产品经理没有足够的专业知识，另一方面是产品经理也没有足够的精力，所以我们应该懂得取舍，把专业的事情交给专业的人来做。产品经理应该重点关心的是那些核心的元器件，如何判断什么是核心的元器件呢？笔者主要从两方面因素判断，一方面是影响产品目标或性能的元器件，例如一个摄像机的Sensor和镜头，Sensor的好坏影响图像色彩的效果和大小，而镜头则会影响图像的成像畸变和视角大小。这两点是一个摄像机最重要的性能指标，因此产品经理就需要十分了解这类元器件，并主导这类元器件的选型。另一种是和成本关系较大的元器件，因为成本是一个产品定位和成败的关键因素，例如使用电池供电的设备，不同类型的电池或容量的大小对于产品的成本影响都很大。在选择电池时要根据成本和产品的性能要求做权衡，有些情况可以用大电池当做产品的卖点，有些时候则需要降低电池的性能去节省成本，具体的抉择要根据情况而定。这种需要权衡的事情不能交给工程师等伙伴来做，因为产品经理才是在产品起源、市场环境、产品策略等多方面都了解的人，很多事情的抉择都是要综合各种因素去判断的，因此这些核心的元器件选型一定要经过产品经理的评估和确定，但是对于那些类似电阻、电容等对产品性能和成本影响不太大的元器件则可以放心的交给工程师伙伴去选择确认。

不同的设备可被称为核心元器件的部件也不同，下面是根据不同设备类型总结的一些需要被作为核心元器件去考虑的部件，这里虽然举例的并不完整，但是还是具备参考的价值（如图3-12所示）。在做产品时需要根据实际情况去判断哪些元器件应该去重点分析选型。

图3-12 主要元器件类型

元器件选型主要是通过元器件的性能指标来判断，不同元器件的性能指标也是完全不同，分析一个元器件首先需要确认的就是这个元器件具备哪些性能指标？以及对应的性能指标是什么意思？在应用时会有什么影响？这里我们以电池举例看下电池的性能指标有哪些？这些性能指标可以从相关的产品规格书中获取，当然也可以从有过使用经验的朋友那里获取。产品规格书中的数据都是理论值，在使用中一般不能达到相应的性能，而从有经验的人那里获取的信息一般都是他实际使用中的结果，这个结果相对更加切近实际的性能，不过需要注意的是不同的产品对性能的影响和使用场景也不同，所以也不要全部参考别人的经验之谈。

在收集元器件资料时主要有三个渠道，第一个是直接从官网下载产品的规格书等元器件资料，这种方式最便捷，不过有些官网上的资料并不齐全或不是最新的。第二种是在各大元器件经销平台查找，他们一般都会有所售元器件的规格书，例如立创商场、泽贸电子、安富利电子、得捷电子、云汉芯城等平台。第三种是直接找厂商的销售和技术支持所要，这种方式一般都能要到最新最全的资料，不过缺点也比较明显，那就是需要付出较多的沟通成本。

在一个电子产品中供电系统是最基本的系统之一，在供电系统中分为两部分，一部分是电源供给部分，另一部分是根据元器件供电需求对电源进行处理的部分，如图3-13所示。

图3-13 电源系统

电源供给部分有电池供电和有线供电两种方式，这两种既可以单独使用也可以同时使用。使用不可充电电池时一般不会同时使用有线供电的方式，但是使用可充电电池时一般都会支持有线供电，因为可以通过有线供电的方式同时给电池充电。在给电池充电时需要增加充电管理的IC和相应的电路，用于检测电池的电量和温度，通过对充电的电流、电压控制实现自动充电并保障电池的使用寿命以及电池使用的安全性。这两种不同的供电方式对电子设备的电源管理系统的复杂度和成本也是有很大的影响，除此之外电源输入的电压和电流的大小对于设备内部的电源处理也有影响，假设设备内部需要的电压是3V和5V、稳定电流是40mAh、瞬时电流是405mAh，那么我们就需要思考以下几个问题如何处理。

电源处理部分是根据不同元器件对供电电压、电流的要求进行处理，从而满足元器件的供电需求。比如用电设备的瞬时电流特别高，那就可能需要增加电容来解决这个问题。在一个设备中如果各种元器件的工作电压和电流都不同，那么就需要针对不同的元器件对电源进行处理，反之则可以尽量减少电源处理的电路。电源处理电路越多产品的成本、复杂度、故障率就越高，所以在选择元器件的时候尽量的选择电压相同的，这样可以有效降低电路复杂度和成本。

通信系统是现在电子设备必不可少的一部分。通讯系统可以分为两部分（如图3-14所示），一部分是设备与外界通讯的外部通讯部分，一般采用的是无线通讯的方式。另一部分是设备内部各元器件的通讯部分，采用的有线的串口通讯（数字信号），除了串口的数字信号也有一些模拟信号的通讯方式。

内部元器件的通讯部分作为产品经理一般不深入关心，交给电子工程师即可，他们主要会考虑通讯速率、应答机制等方面进行分析选择。不过绝大多数情况是选择的核心元器支持什么方式即用什么方式，在这里考虑各种元器件通讯方式的统一性即可，如果各个元器件不能实现互通则需要增加通讯方式转换的元器件等方式来处理。

图3-14 通讯系统

外部通讯方面由于受到通讯速率、通信机制、覆盖范围、通信频段、通讯架构、使用功耗以及产品的应用场景等多方面因素的影响，所以在选择时比较复杂。不同的通讯技术对产品的性能、成本、集成性、扩展性都有着很大的影响，因此产品外部通讯技术的选择就成了产品经理需要着重关心的一个点。在选择通讯技术时不仅要考虑技术本身的性能，还要考虑政策、运营商等多方因素的影响。通讯技术的选择分析和其他元器件选择的思路一样，都是通过获取不同技术的各种性能指标去分析，这些性能指标就像木桶的一块一块板子，每个木桶的板子都有高有低，不存在哪种通讯技术各方面都很优秀，所以选择时就需要根据自己的需求选择最适合的那种。在《如何选型物联网通讯技术？（选型总结）》的文章中，我从通讯技术的性能指标分析到应用场景的分析为大家详解了各种通讯技术。

在做产品方案设计时会有很多的性能指标需要考量到底应该做到什么样的程度最合适？在做任何产品时我们都不应该去追求绝对的完美或最高的性能，因为对于用户来说绝对完美的产品并不一定能带来与成本相等的价值，因此给产品各方面性能定指标时我们都会给自己一个约束因素，这个因素可能是成本、寿命也可能是产品要实现的目标。通过这个约束来综合各种情况去确定各种性能的指标。除了自己制定的性能指标之外还可以参考各种认证体系的标准去制定性能指标，根据认证标准对产品性能定指标这也益于产品后期做相关的认证。

在产品规划之初就应该对产品的成本有一个基本的预期和估判，在做产品中各种性能指标的指定可以根据预期的成本来权衡，当产品的成本超出预估的成本时我们自然而然就会从各种元器件性能或产品功能上做功夫，从而通过平衡一些指标的性能来达到对于成本的期望。

从产品寿命角度也是同样的道理，假设产品的设计寿命是3年，那么在元器件性能的指标上就不用要求过高以免导致性能过剩和成本的浪费。如果产品的设计寿命是10年，那么在元器件的性能上就大大不同了，这种情况就会要求各种元器件的性能都达到一定的高标准，从而来满足产品设计寿命的要求。

产品目标是一个产品设计之初的核心问题，在产品性能定标时最基本的底线就是要满足产品目标的需求，在此之上可以根据成本的富余度等情况考虑提升一些指标的性能。提升哪些性能指标取决于哪些性能指标在市场宣传、用户体验上面能起到明显的帮助，毕竟低成本本身就是一种优势，所以不要把钱用在无法产生价值的地方。

认证标准是指国家、行业对某些设备在性能、安全性等方面的统一标准。产品要获得这些认证需要能够通过他们标准的检验，因此这些标准也是我们对产品性能定标的一个可靠依据。有些产品国家会强制要求符合相应的认证标准才能进行销售，所以在做产品时也需确认看自己做的产品品类是否需要强制满足某些标准？如果需要的话，那么用相应的标准来制定产品性能的指标也是一种合理科学的方式。

如图3-21所示，笔者整理了一些通用的性能指标，并对指标进行了简介。由于不同的产品所具备的指标不一样，所以这里就无法全面的整理出来了。

图3-21 性能指标 认证标准