5G商用已经好几年了，但是一直没有达到大家预期的普及速度，很多普通用户觉得，5G除了下载速度快一点，和4G也没什么太大的区别，甚至很多时候还会因为5G覆盖不好，反而不如4G好用，行业应用方面，5G也是一直不温不火，大多数工业场景还是用的4G甚至2G的模组，主要原因就是太贵了，原来的5G模组动辄几百块钱，比很多终端设备本身都贵，用户肯定不愿意用，直到最近5G轻量化（RedCap）模组成本大幅下降，价格直接跌破百元，大家才意识到，5G真正的爆发点终于来了，这将为摄像头、穿戴设备、工业传感器带来革命性的连接方案，标志着5G赋能千行百业正式进入"深水区"。但是很多人不知道的是，价格下降只是一方面，要让5G真正下沉到千行百业，还需要合适的物理载体，不是说把模组做出来就完事了，不同的行业应用场景千差万别，对设备的要求也完全不一样，有的要特别小，能塞进各种狭小的空间里，有的要特别省电，靠电池能用好几年，有的要能适应恶劣的工业环境，高温低温振动都不能坏，有的要安装特别方便，工人不用培训就能装，这些都需要优秀的工业设计来解决，才能真正把5G技术的优势发挥出来。

江苏创品扎根长三角，这边是国内电子信息和物联网产业最发达的地区之一，我们全程参与过多款物联网模组和终端设备的设计优化，陪着客户从芯片选型一路走到量产上市，深刻理解物联网落地的真实痛点，知道物联网产品和普通的消费电子不一样，消费电子追求性能强、外观酷，愿意为了这些付出更高的成本，但是物联网产品不一样，量大面广，对成本特别敏感，几分钱的成本差异都会影响产品的竞争力，同时对可靠性、功耗、体积的要求又特别高，需要平衡的矛盾特别多，性能要足够强，能跑5G的各种协议，延迟低速度快，但是功耗还要特别低，靠一个小电池就能用好几年，体积还要特别小，能塞进各种传感器和设备里，还要能适应各种恶劣的环境，高温低温潮湿振动都不能坏，安装还要特别方便，最好不用布线不用调试，拿过来就能用，还要特别便宜，几块钱十几块钱的成本都要抠，这些矛盾不是靠芯片公司降价就能解决的，需要设计师一点点权衡取舍，找到最优的平衡点，最后才能做出真正能普及的好产品。

设计超低功耗物联网模组第一个核心平衡就是通信性能和功耗、体积的矛盾，5G RedCap的性能比原来的2G、4G Cat.1强太多了，速率更高，延迟更低，连接更稳定，但是性能强了，功耗自然也就上去了，对射频电路的要求也更高，需要的元器件更多，体积也就更容易做的大，但是很多物联网应用对功耗特别敏感，比如水表气表，装上去要用好几年，不可能经常换电池，还有很多野外的传感器，根本没法充电，必须靠电池或者太阳能供电，功耗大了根本没法用，还有很多应用场景的空间特别小，比如可穿戴设备、工业传感器，体积大了根本塞不进去，这个矛盾是物联网模组设计最核心的难点。我们之前给长三角一家做物联网模组的客户做设计优化的时候就遇到过这个问题，客户原来的模组性能是够的，但是功耗比竞品高了20%，体积也大了一圈，很多客户都不愿意用，市场竞争力特别差。我们当时从电路和结构两个方面同时入手优化，电路方面，我们重新设计了电源管理系统，优化了各个工作状态的功耗分配，深度睡眠的时候把不需要的电路全部断电，只保留最核心的唤醒电路，睡眠功耗直接降了一半，结构方面，我们采用了高密度的PCB布局，把原来的两层板改成了四层板，元器件排布更紧凑，还把原来的分立屏蔽罩改成了整体注塑的电磁屏蔽结构，既节省了空间，屏蔽效果还更好，最后优化出来的产品，功耗比原来降了30%，体积还小了25%，成本反而还降了一点，客户特别满意，后来这款模组因为功耗低体积小性价比高，成了市场上的爆款，出货量特别大，很多客户专门冲着低功耗小体积来的，这个项目也让我们深刻体会到，好的设计真的能帮企业创造实实在在的竞争力，不是简单的画个封装而已。

第二个重要平衡就是环境适应性和成本的矛盾，很多物联网应用都是在工业现场或者户外，环境特别恶劣，夏天太阳晒温度能到七八十度，冬天零下几十度，还有振动、潮湿、粉尘、电磁干扰，消费级的产品拿到这种环境里，用不了多久就坏了，但是要是做工业级的设计，用工业级的元器件，做专门的防护，成本又会上去很多，本来物联网产品对成本就特别敏感，价格高了客户就不愿意用了，这个矛盾也需要平衡解决。我们设计的时候，不会简单的全部用工业级元器件，那样成本太高，而是采用分级防护和器件选型的思路，核心的芯片和容易受温度影响的元器件，我们选工业级的，宽温范围的，保证极端温度下也能正常工作，其他的外围元器件，对温度不敏感的，我们就选消费级的，成本能降下来不少，结构防护方面，我们不会做全密封的高防护外壳，那样成本高还影响散热，而是采用三防漆灌封的方案，整个模组做好之后，整体灌一层薄薄的三防漆，既能防潮防腐蚀防粉尘，又不会增加太多成本，散热也不会受太大影响，还能提升整体的结构强度，抗振动能力也更强，最后做出来的产品，能适应零下40度到零上85度的温度范围，各种工业环境都能用，但是成本只比消费级的高了一点点，客户特别能接受。很多客户说原来的工业级模组太贵，消费级的又用不住，我们设计的这款正好填补了这个空白，价格和消费级的差不多，但是环境适应性和工业级的一样好，性价比特别高，特别受欢迎。

第三个平衡就是安装维护便利性和通用性的矛盾，物联网的设备量特别大，一个项目可能要装成千上万台，要是每一台安装都很麻烦，需要专业的技术人员来调试，那安装成本就会特别高，甚至会超过设备本身的成本，但是要是做的太简单，只支持一种安装方式，又没法适应不同客户的安装需求，通用性就差了，这个矛盾也需要平衡解决。我们设计的时候，特别重视安装的便利性，首先接口要做的特别简单，最好就两根线，电源和地线，接上就能用，不需要复杂的接线，还支持宽电压输入，从5V到24V都能直接用，客户不用额外加电源转换模块，特别方便，然后安装方式我们会做的特别灵活，既支持用螺丝固定，也支持用背胶直接贴，还支持导轨安装，客户想怎么装就怎么装，不用额外做转接件，我们还会做特别详细的标识，哪个是电源正哪个是电源负，用不同的颜色标出来，就算是完全不懂技术的工人，也不会接错，接反了也不会烧，有反接保护。我们还会优化配置的流程，设备上电之后会自动连接平台，不用人工一个个配置参数，扫码就能添加到系统里，特别简单，很多客户说原来装一套设备要专业人员调试半小时，现在普通工人五分钟就能装好，还不会出错，大大降低了安装和维护的成本，项目整体的性价比就上去了。

第四个平衡就是功能丰富度和易用性的矛盾，现在的物联网模组功能越来越多，支持各种网络协议，支持边缘计算，支持各种外设接口，但是功能多了，用户用起来就麻烦，很多功能用户根本用不上，反而增加了使用的复杂度，这个矛盾也需要平衡解决。我们设计的时候，采用核心功能标准化，附加功能可配置的思路，最常用的联网、数据传输这些核心功能，我们做的特别简单，用户不用做任何配置，上电就能用，那些不常用的功能，比如边缘计算、自定义协议这些，我们做的可配置，用户需要的时候自己打开，不需要的时候默认关闭，不影响核心功能的使用，我们还会做专门的配置工具，图形化的界面，不用写代码，点点鼠标就能配置好，特别简单，还会做很多默认的优化配置，大部分用户用默认的就行，不需要自己改，既保留了功能的灵活性，又不会增加普通用户的使用复杂度，很多客户说原来的模组配置特别复杂，要改很多参数，还要写代码，现在这个拿过来就能用，需要特殊功能的时候再配置，特别好用。

还有一个很重要的平衡就是批量生产的良率和成本的矛盾，物联网模组的出货量特别大，动不动就是几百万甚至上千万片，良率差一个百分点，就是几十万甚至上百万的损失，所以设计的时候一定要考虑生产工艺，不能设计出来实验室里能做，量产的时候良率特别低，那样成本就上去了，这个矛盾也需要平衡解决。我们设计的时候，特别重视可制造性，从一开始就会和工厂的工艺工程师沟通，什么样的结构好生产，什么样的PCB布局良率高，我们都会提前考虑到，比如元器件的排布，我们会尽量都放在同一面，这样只要一次SMT就能焊完，不用翻板，省工序成本还高，元器件之间的间距我们也会留的足够，不会太密导致焊接的时候连锡，我们还会特别注意测试点的布置，方便生产的时候做测试，不用额外加测试夹具，我们还会做很多容错设计，就算生产的时候有一点点偏差，也不会影响产品的性能，良率特别高。很多客户说原来找的设计公司，做出来的东西实验室用没问题，一到量产就出问题，良率上不去，成本特别高，我们设计的产品就不会有这个问题，我们是从量产的角度做设计，从一开始就考虑生产工艺，确保量产的时候良率高，成本低。

从平衡设计方法论的角度看，超低功耗物联网模组设计的核心，就是在各种矛盾的需求中找到最优的平衡点，通过高密度的布局和电源管理优化、分级防护和器件选型、灵活方便的安装设计、核心功能标准化附加功能可配置、面向量产的可制造性设计，找到性能够强、功耗特别低体积还小、环境适应性强成本还不高、安装维护特别方便、功能丰富还简单易用、容易量产良率还高多个维度的平衡点，让5G不再是高高在上的技术，不再只有高端设备才能用，而是能真正下沉到千行百业，进入到每一个普通的传感器、摄像头、穿戴设备里，真正实现亿级的物联网连接，这就是设计的力量，也是工业设计对5G普及最大的贡献。过去很多物联网产品都是通信工程师主导做出来的，只考虑通信性能不考虑实际使用场景和成本，看起来技术很先进，但是就是普及不了，现在有了我们这些懂产业懂用户的设计师参与，就能把先进的通信技术，变成真正能用好用还便宜的产品，让5G真正落地。江苏创品在长三角陪着电子信息和物联网产业一步步发展，深刻理解各个行业的真实需求，能更好的帮科技企业做好技术落地，把先进的技术变成普及的产品，让更多的企业能享受到5G带来的效率提升。

现在5G RedCap模组价格已经跌破百元，成本的障碍已经消除，5G赋能千行百业正式进入深水区，过去那种只有性能没有性价比，不好用不好装的产品已经没有市场了，用户现在需要的是便宜、好用、好装、可靠的产品，通过设计优化，我们就能把同样的芯片，做成更有竞争力的产品，进一步降低5G的使用门槛，推动5G真正的普及，这就是设计的价值。我们作为本土的工业设计机构，会继续提升自己的能力，帮助更多的物联网企业做好产品开发，推出更多兼顾性能、功耗、成本、可靠性、易用性的好产品，让5G真正下沉到千行百业，推动各个行业的数字化智能化升级，满足人民对美好生活的向往，这就是我们工业设计师的价值，我们会继续努力，和本土的科技企业一起成长，推出更多让用户满意的好产品。

很多物联网企业现在想要做有竞争力的5G产品，不用再只盯着芯片价格了，找有经验的工业设计团队合作，就能通过设计优化，进一步降低成本，提升性能，提升产品的竞争力，花很少的投入，就能得到很大的回报，特别划算，产业升级最终受益的就是广大的企业和用户，好设计让技术进步真正惠及实体经济，让每个人都能享受科技进步带来的便利和实惠。