Fi是一家总部位于纽约的智能项圈制造商，该项圈允许狗主人跟踪狗的步态，设置小狗可以在哪里漫步的参数，甚至在狗走失时得到通知。
据创始人乔纳森•本萨蒙（Jonathan Bensamoun）介绍，这款防水防嚼项圈自推出以来，已售出数万件。Fi的工程师表示，这是第一款能够利用最近推出的低功耗蜂窝网络的可穿戴设备。
与全新技术合作本身就是一个挑战，但该公司的工程团队还必须使项圈让狗穿起来舒适。
Bensamoun说：“这种产品需要套在狗的脖子上，所以那里有很多机械约束。“就像狗可以啃它一样，狗也可以用它在泥里玩耍，而且它必须防水，因为狗可以在水池里玩耍，或者跳进海水里。”
我们询问了负责Fi硬件运营的Bensamoun和Bob Blake，他们是如何将其整合在一起的，以及他们对希望进入可穿戴设备领域的其他人的建议。
- 从优先考虑最重要的特性开始。Fi的创造者们认为人们会关心电池寿命的长短，这将有助于将他们的产品在市场上脱颖而出。
- 在使用新技术时，一定要多测试。当Fi寻找一家蜂窝无线制造商来连接LTE-M网络时，他们调查的许多供应商并没有很好地衡量他们产品的能力，因为这些产品以前从未用于制造可穿戴设备。
- 不要忘记设计是为最终用户服务。工程师知道，细长的项圈最适合狗。他们对电路板进行了分层，并设计了Fi的天线，以便在不损害产品性能的情况下，尽可能节省空间。
对于可穿戴设备来说，电池寿命是一个谨慎的平衡行为
早些时候，Fi的工程师决定集中精力确保项圈的电池寿命更长。在他们看来，电池寿命是类似设备的一个主要痛点，它将为市场上现有的产品提供有意义的改进。该公司声称，一次充电可以使Fi持续长达三个月的时间。
他们提出的解决方案是连接到称为LTE-M的低能耗蜂窝网络，该网络通常用于工业传感器，智能建筑以及水和天然气计量。Bensamoun说，通过连接到LTE-M网络，Fi的无线电波能够更远离蜂窝塔，更容易通过建筑物，在地下跟踪狗，因为接收器对主频带上较长的波长更敏感。
在这个网络上操作的主要好处是，与连接到3G或LTE时相比，Fi能够消耗更少的电池电量。Bensamoun说，3G或LTE是主要为使用手机而设计的网络，手机需要不断地与最近的手机塔进行通信，以确保随时可以拨打和接听电话。
通过利用LTE-M，设备能够在一定时间内进入睡眠状态，这样可以节省电池寿命。天线和一个内置在Fi中的加速计会自动与蜂窝塔台通信，让它知道何时需要跟踪狗。
Bensamoun说：“你会有很多时候不需要主动追踪狗，所以你不需要网络连接。”。“因此，拥有一个能够支持这些时间段的协议非常重要，在这种情况下，您可以处于低功耗模式（处于休眠阶段），而这正是LTE-M所创造的。”
Fi在LTE-M网络上已经实现的两种模式下工作以节省电池电量：省电模式和扩展的不连续接收。 通过利用省电模式，项圈自动关闭对设备中寻呼实例的监视，并增加了定期跟踪区域更新之间的时间量，该时间间隔用于向最近的小区网络通知设备的存在和注册。 扩展的不连续接收会立即关闭项圈无线电模块的接收器部分，从而增加设备不收听网络的时间。
Bensamoun表示，Fi实施了故障保护功能，以确保即使狗走失但在休息中，用户仍然可以使用项圈来跟踪狗。
他说：“在不同的地理区域中存在很多试验和错误。” “我们还使用模拟器来模拟极端条件，以确保项圈能够正确反应。”
使用新技术时，您需要及早并经常进行测试
连接到LTE-M网络意味着Fi需要找到创新的蜂窝无线设备制造商。 但是，据硬件和运营副总裁鲍勃·布雷克（Bob Blake）称，要找到交付的供应商非常困难。 这项技术太新了，甚至在某些情况下，即使是提供商，也无法很好地了解他们的设备在需要连接到手机信号塔之前可以使用多长时间，这当然会影响电池寿命。
布雷克说：“您开始对其进行测试，然后您会发现所获得的实际性能与看到的文档不匹配。” “即使它们看起来很不错，但是一旦开始测试，您就会意识到实际的优点和缺点。”
布雷克说，在开发过程中也出现了意想不到的软件错误，开发公司遗漏了一些小项目。在开发过程中，Fi找到他们目前的手机无线电供应商之前更换了几次供应商，布莱克拒绝透露供应商的名字。
像解决迷宫难题一样将所有部件整合在一起
当工程师们开始集思广益智能狗项圈所需的所有组件时，他们最初的草图显示的产品有苹果手机那么大。意识到狗的舒适性至少部分取决于项圈的大小，工程师们通过密集包装手机无线电电路板和更改天线的设计，Fi的跟踪设备现在大约有15毫米厚。
布雷克说：“我们从一开始就设置了工业设计约束。” “您必须说，‘它的厚度不能超过此厚度。使它们在这些限制内工作。’”
Fi的蜂窝无线电包括三个定制天线，一个用于蓝牙，一个用于GPS，一个连接到手机信号塔，另外还包括一个电路板和一个锂离子电池。
内部天线开发团队制造了天线，并根据手机中的天线进行建模。 AT＆T规定了这些天线的最低性能标准，并且在它们与电路板之间留有空间时，它们才能发挥最佳性能。当工程师努力缩小设备尺寸时，这是一个问题。
“天线工程是一个复杂的主题。人们把它比作黑魔法。”布雷克说。 “在某个时候，我们的天线开发团队基本上认为，‘我们将无法完成这项工作。 我们至少需要再增加一毫米的空间。’”
工程师修改天线的物理组成以减小尺寸。天线由金属迹线组成，金属迹线以严格控制的模式沉积在塑料载体上，这样它们就可以在所有合适的频率下产生谐振，并根据需要有效地发挥作用。
通过调整沉积在塑料载体上的铜走线的大小和类型，工程师们能够在天线和电路板之间压紧尽可能大的距离。他们还对电路板的组件进行了分层，而不是让它们延伸成一条长线。
布雷克说：“这很像解决迷宫难题。您试图将所有这些小组件做成不同的形状和大小，并确保它们之间的所有连接均以最有效的布线方式进行，同时使它们之间的连接尽可能紧密。”
如何为狗设计
Bensamoun最初在设计Fi时就考虑到了他的德国牧羊犬。他有一种直觉，即遛狗者在不可能整整一个小时内都陪伴在狗的左右。
他对狗的最喜爱活动的洞察有助于相连项圈的设计。Fi的电池组被包裹在金属中，所以小狗不能咀嚼它。工程师对项圈进行了IP68防水测试，这意味着他们将其在1.5米的水下保持了30分钟，而项圈仍然可以工作。本萨蒙说，该设备发射的无线电波也符合国际安全准则。
“项圈的无线电辐射水平比你口袋里离狗两英尺远的苹果手机低一千倍，”他说。
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