定制网关和路由器:何时、为何以及如何

企业正在通过无线技术和IoT 部署来实现业务转型。他们需要快速、有效的连接解决方案,使他们能够快速完成项目,比竞争对手更快地进入市场,同时确保产品的使用寿命。有几种方法可以实现这些目标。

如果您有标准的连接要求,现成的路由器或网关可能是完美的解决方案。但是,如果您正在为利基市场开发产品,或者您需要更好地控制产品规格,或者有高度专业化的要求,您可能需要定制解决方案。而且,您可能需要快速实现上市目标。 

与经验丰富的专业工程团队合作,设计和开发定制产品(如定制网关或路由器)是实现这一目标的绝佳途径。这意味着您的团队可以保持专注,您也可以按时完成任务。

在这篇博文中,我们将讨论何时、为何以及如何评估定制网关或路由器的注意事项,包括成本因素和其他关键考虑因素,以及何时应考虑使用定制网关或路由器。 Digi 无线设计服务 (WDS) 纳入您的设计和开发流程。

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何时以及为何定制产品有意义?

产品开发当公司有某些需求(如监管要求)或某些功能组合(如现成网关所不具备的独特传感器接口、串行总线接口或边缘计算需求)时,就会考虑开发定制产品。

这种情况很快就会变得非常有趣,因为即使公司在高层次上有相同的要求,但所需功能的开发却可能大相径庭。

例如,两家需要将关键数据发送到云端的公司很可能需要在截然不同的情况下这样做。一家医疗公司可能需要将佩戴心电图系统的病人的心电图信号直接发送到云端。相比之下,水处理公司可能希望将位于大楼地下室的水泵的压力数据发送到云端。从硬件、软件、连接性和监管角度来看,这些用例的需求截然不同。 最终,两者都将关键数据发送到云端。

以下是组织告诉我们他们希望评估定制解决方案的典型原因。
 

项目有独特的要求

由于各种原因,所需的最终产品可能有特定的要求,如特定的盒子尺寸、特定的连接接口,或现成解决方案无法提供的接口和协议组合。

例如,根据产品的使用环境或特定用例,设备可能需要一个经过加固的外壳,以便在军事应用等会受到盐气侵蚀的船上使用。或者,应用可能需要 CAN 总线或 Modbus,还需要能够运行 DigiMesh 或 Zigbee 以及 LoRA 或蓝牙。在许多情况下,企业可能不需要立即使用所有这些选项,但可能知道他们在未来会需要这些选项,因此他们希望在产品中预先内置这些功能,以便产品能够扩展以满足这些需求。
 

产品必须符合特定的监管要求

医疗设备在医疗应用等监管严格的行业,对预定产品的监管要求可能会使现成的产品无法满足要求。

医疗设备须遵守 IEC 60601 标准。这是一系列确保医疗设备安全和基本性能的标准。

例如,在心电图系统中,病人的胸部会连接有线传感器,而设备不会对病人造成电击等伤害是至关重要的。Digi Wireless Design Services 非常熟悉这些法规要求,能够确保设备符合所有 IEC 60601 标准,同时能够与云进行无线通信,符合所有蜂窝设备认证标准。


设备必须具有较长的生命周期

这种情况在医疗设备中也很常见。与平均寿命为 5 年的商业产品不同,医疗设备需要超长的使用寿命,因为这些产品的开发和认证费用很高。定制路由器或网关可以延长产品的使用寿命。

Digi SOM(模块化系统)在这些应用中非常受欢迎,因为它们专为延长产品寿命而设计。使用 Digi SOM 设计的定制医疗设备通常至少有 10 年的使用寿命。Digi 对过时产品进行管理,因此对组件的更改都会记录、测试和重新认证。这为医疗设备制造商减少了工程设计、测试、文档编制和信函归档的工作量。
 

组织希望完全控制产品

出于各种原因,许多组织希望完全控制其设计和知识产权(IP)。设计定制网关可以实现准确的用例和未来需求,而不需要增加成本和复杂性的不必要电路、软件或功能。 这可能是为了确保产品的使用寿命(我们已经讨论过),也可能是其他业务需求。例如,企业可能希望能够与不同的合同制造商合作。 出于所有这些原因,企业在竞争中占据了先机。

如果您拥有独一无二的产品,那么拥有自己的设计,甚至申请专利以保护您的设计和公司的知识产权可能是明智之举。
 

组织希望获得竞争优势

如上文所述,这是对知识产权控制需求的补充。为了在市场上获得竞争优势,你可能需要一种定制的利基产品,这种产品具有只有你的企业才能提供的独特性能,例如:定制指标、数据速度、边缘计算、无线协议灵活性、公司品牌、电池供电、防水--等等。您可能还希望能够销售这种定制解决方案。
 

避免过高的产品成本和 "麻烦"

产品开发环境在对产品的选择、设计和开发进行决策时,必须全面了解各种因素和考虑因素。初始开发成本只是产品生命周期中成本考虑因素的一部分。这意味着您所做的决定会产生短期和长期的影响。

经过多年与企业和开发团队的合作,并目睹了许多不幸的重复情况,我们制定了一份 "简短清单",列出了每个企业在开发和部署新的定制网关或路由器时可以做的事情,以便为成功做好准备。

  1. 当您有特定的产品要求或希望完全控制产品的设计和知识产权时,可以考虑定制产品设计。确保记录支持业务计划的整个系统的用例和要求。我们曾见过客户在没有明确定义和架构计划的情况下来回折腾,造成大量不必要的开发成本。
  2. 在选择产品时,应从长远考虑。考虑产品的生命周期,以及如果选择寿命有限的部件或设计功能,重新设计和重新认证的相关成本。
  3. 请记住部署、配置、控制、更新和保证产品安全的成本。IoT 设备通常部署在大量、无法触及或危险的区域或远程位置。为了降低故障排除、安全和固件更新等持续维护的成本,您需要一个集成的管理系统。Digi 现成的设备集成了Digi Remote Manager®,Digi WDS 可以将这一宝贵的管理工具集成到定制设计中。
  4. 避免使用 PCB "G 版"。 如果您与外包设计团队合作,请确保他们拥有无线和蜂窝技术方面的专业知识。使用蜂窝调制解调器设计系统的设计流程与基本射频功能截然不同。当今的蜂窝协议(如 Cat-M 和 NB-IoT )设计用于非常高的接收灵敏度,以延长传输距离。这意味着管理电路板上的噪声是一项更为艰巨的设计挑战。在 WDS,我们了解这些问题,并能帮助您在初始设计中避免这些问题,而不是在第三或第四次电路板旋转时才发现这些问题!
  5. 确保你有完整的设计历史档案。 然后,您可以将该设计提交给任何合同制造商。我们见过这样的情况:与合同制造商的关系出现问题,或者合同制造商的工厂遭遇灾难性的火灾或天气事件,这些都会影响到在需要时获得产品的能力。
  6. 对于任何关键应用,都要保持安全库存。这意味着你要预计到可能需要供应商或原始设计制造商提供更多的产品或元件,并确保有这些库存。如果您购买的是已在市场上销售数年的成熟现成产品,这一点尤为重要,因为组件很可能会过时,或者产品可能会被具有更新功能的下一代型号所取代。
  7. 管理供应链。了解订购和运输时间,以及制造公司的报废计划。就未来的部署计划保持联系,以确保产品及其组件的使用寿命。
  8. 注意你的合同协议。 如果您将设计提供给 ODM,但未支付非经常性工程(NRE)成本,那么该 ODM 可能会利用您的设计创造产品并将其出售,从而利用您的知识产权赚钱。 与 WDS 合作,您将拥有自己的设计。

为什么要外包定制设计的设计和/或开发?

将设计和工程工作外包的原因通常分为两类:

  1. 积极主动:该组织认识到需要补充设计和开发工作,以壮大其团队,确保他们在该领域拥有足够的资源和经验,以满足其特定应用以及蜂窝和无线设备设计、认证和生产的需要。
  2. 反应式:企业意识到自己耗时过长,希望加快开发进度,缩短产品上市时间。产品开发或认证过程陷入困境,开发团队需要纠正方向。

让我们详细了解一下这些情况。
 

增强开发团队 - 积极主动

开发团队许多组织事先就明白,在外包团队的帮助下,定制开发项目将取得最大成功。他们可能已经评估了管理一次性项目开发的资源,并意识到以下任何或所有问题:

  • 组织的内部团队中没有开发产品所需的合适人才,或者项目会过度占用现有资源。
  • 企业非常了解自己的核心竞争力,而详细的嵌入式工程工作超出了他们的核心能力。 他们的团队专注于特定的核心业务需求,承担大型的一次性非核心项目很可能会影响其他重要的承诺。
  • 它们缺乏成功开发和测试无线产品所需的现场工具和专用设备。例如,这可能包括
    • 消声室
    • 呼叫箱(宽带无线电通信测试仪)
    • 在屏蔽室中安装法拉第笼,使自己与射频隔离
    • 频谱分析仪等工具,用于在电路板上进行近场探测,以确定噪声源
  • 他们希望通过快速开发、测试和认证来加快进程,并尽可能减少电路板的旋转次数。

当企业意识到内部完成项目的成本实际上可能远远高于雇用具备快速完成项目的技能和知识的专门开发人员时,他们就会考虑外包定制设计工作。
 

问题情景和设计救援--反应式

医疗环境中的产品开发Digi WDS 这样的工程团队在解决设计和认证问题方面拥有丰富的经验和知识,能够迅速使项目回到正轨。我们遇到的情况包括以下几种:

  • 架构无法扩展以支持现场设备的数量。系统架构不当会导致服务器瓶颈、数据丢失或系统崩溃。 使用Digi Remote Manager 等系统进行设计,可以让客户快速启动并顺利运行。
  • 网关或传感器设备的数据处理挑战。在构建系统以支持所有用例和要求时,我们看到既有使用过小的处理平台,也有使用过大、过强的处理内核。这两种情况都会导致不必要的成本,例如:延迟发布、产品成本过高或功能缺失。
  • 开源许可证问题。 我们的客户在使用其他软件组件的开放源代码许可证时,既不了解也过于谨慎。 WDS 了解这些顾虑,并帮助公司涉足开源领域。 您可以在我们关于开源操作系统的相关文章中找到关于这一主题更深入见解。
  • 信号问题。如果设备无法获得信号,通常是因为开发团队在调试蜂窝网络问题时没有设备来隔离噪音,尽管街边就有一个蜂窝塔。
  • 本底噪声与接收灵敏度。如果 "本底噪声 "高于 "接收灵敏度 "本底,就会有效缩小信号范围。电路板的噪声很可能是由于可避免的设计错误造成的。例如,对于 NB-IoT 和 Cat-M 等蜂窝协议,接收灵敏度要高得多,这就需要在电路板设计中加以控制。
  • 认证问题。产品无法通过认证,团队往往找不到原因。我们经常与一些团队交谈,他们已经花了很高的代价通过了三四次认证,但他们的设计仍然没有通过认证。

在许多问题情景中,从积极主动的角度出发,外包给专业工程团队可以更快更低成本地解决问题。我们乐于在团队规划、系统架构、设计、开发或认证过程的任何阶段为其提供支持,但我们当然鼓励您尽早与我们联系,这样我们就能帮助您避免陷阱,尽可能快速、无痛地将产品推向市场。


 

使用 Digi WDS

Digi 无线设计服务可在设计、原型开发、开发和认证过程的任何阶段提供任何级别的支持。当然,越早越好,因为我们拥有专门的资源、实验室设备和深厚的经验,可以评估您的所有要求,并快速开发出适销对路的产品。

此外,我们还可以推荐、开发和集成合适的组件、天线、端口、协议、软件和管理工具,帮助管理成本,确保您的项目取得成功。Digi WDS 在开发和集成定制软件、定制边缘计算和定制电子产品方面拥有数十年的丰富经验。请通过www.digi.com/ContactWDS联系我们,开始讨论如何将这些经验用于您的项目。

 

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