一、引言

作為一家硬件公司，Nest經(jīng)過(guò)短短幾年的發(fā)展就被谷歌以32億美金收購(gòu)，Nest的故事在智能家居行業(yè)稱得上是傳奇了。如同iPhone在手機(jī)市場(chǎng)所做的一樣，通過(guò)打造一款方便使用又賞心悅目的產(chǎn)品來(lái)顛覆一個(gè)所謂的成熟市場(chǎng)，Nest的做法如同MBA教科書(shū)一般經(jīng)典。

有人說(shuō)，這是又一個(gè)通過(guò)創(chuàng)新交互設(shè)計(jì)顛覆行業(yè)的例證。那么，我們來(lái)一起看看到底是什么樣的交互設(shè)計(jì)能值32億美金呢？

二、功能分析

2.1交互設(shè)計(jì)

Nest以其出色的工業(yè)設(shè)計(jì)而被視為行業(yè)標(biāo)桿。Nest的創(chuàng)始人是TonyFadell，在蘋(píng)果公司時(shí)號(hào)稱iPod之父。Nest公司在工業(yè)設(shè)計(jì)上保持了較高水準(zhǔn)。

我們首先來(lái)看Nest在UI設(shè)計(jì)上的亮點(diǎn)。

2.1.1交互方式

Nest的交互方式極為簡(jiǎn)潔，可以視為“一個(gè)按鍵+一個(gè)旋鈕”：整個(gè)恒溫器可視為一個(gè)機(jī)械按鍵，可在任意位置按壓實(shí)現(xiàn)“按鍵”操作。環(huán)形金屬邊框可順時(shí)針、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所以，整個(gè)操作簡(jiǎn)化到只有三種，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、按壓。其實(shí)，這個(gè)設(shè)計(jì)和iPod所用的ClickWheel在交互上一脈相承。

Nest恒溫器

iPodClick Wheel

根據(jù)其市場(chǎng)定位來(lái)看，不加肯定不是基于成本考慮。經(jīng)分析，主要是基于兩點(diǎn)：

(1) 工業(yè)設(shè)計(jì)風(fēng)格的要求：

TonyFadell在蘋(píng)果期間，iPod產(chǎn)品就一直未加入觸摸屏，在他離開(kāi)后倒是很快取消了clickwheel，改為全觸摸。無(wú)觸摸屏是其設(shè)計(jì)風(fēng)格的體現(xiàn)，即簡(jiǎn)化用戶操作，提高UI交互體驗(yàn)感。

(2) 較小屏幕尺寸不適合觸摸交互：

第三代Nest選用的是天馬480*480的2.1寸屏，屏幕尺寸較小，按鍵圖標(biāo)同樣也只能做小。所以使用電容觸摸屏帶來(lái)交互體驗(yàn)提升的話，效果大打折扣。另外，弧形前蓋板的電容屏靈敏度調(diào)節(jié)，穩(wěn)定性也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

2.1.2UI風(fēng)格

與簡(jiǎn)單的控制方式相匹配，Nest的整體UI風(fēng)格也非常簡(jiǎn)潔，表現(xiàn)在以下幾方面：

· 配色：Nest在所有的界面中，除黑白兩色之外，顏色不超過(guò)兩種。

· 背景：所有界面中未使用一張背景圖片，所有界面中均為純色背景。

· 圖標(biāo)形狀：與其圓形屏幕相適應(yīng)，設(shè)置界面和主界面圖標(biāo)均為圓形和環(huán)形。其他功能圖標(biāo)的整體風(fēng)格也保持了簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)，所有圖標(biāo)顏色不超過(guò)亮色，且均未使用漸變色。

A、主界面

相較傳統(tǒng)的溫控器，Nest在應(yīng)用彩屏后并未一味地增加功能和顯示元素，反而在主界面做了很多減法，只保留了實(shí)時(shí)溫度、設(shè)定溫度、工作模式。

同時(shí)，Nest在主界面上有三點(diǎn)非常值得借鑒：

(1) 圓形刻度盤(pán)：

與金屬環(huán)設(shè)計(jì)相匹配，用戶很容易接受旋鈕調(diào)節(jié)。顯示和操作的一致性帶來(lái)的是人性化的交互體驗(yàn)。制冷制熱模式切換也通過(guò)設(shè)定溫度和當(dāng)前溫度的高低來(lái)引導(dǎo)用戶進(jìn)行調(diào)整。比起直接放一個(gè)模式按鍵，對(duì)于用戶的使用來(lái)講，引導(dǎo)性和實(shí)用性更強(qiáng)。

(2) 背景色表示工作狀態(tài)：

傳統(tǒng)的溫控器從顯示上只能讀到目前設(shè)定的狀態(tài)，實(shí)際設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并沒(méi)有很好地顯示，以致于用戶對(duì)溫度和風(fēng)速的設(shè)定邏輯較難理解。

Nest通過(guò)切換背景色來(lái)清楚地表達(dá)制冷和制熱狀態(tài)，用戶很容易理解溫度設(shè)定與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)之間的關(guān)系。

(3) 預(yù)計(jì)時(shí)間：

通過(guò)歷史數(shù)據(jù)和算法計(jì)算達(dá)到目標(biāo)溫度的時(shí)間，讓用戶對(duì)操作結(jié)果有了更強(qiáng)的感知，從而使得整個(gè)交互體驗(yàn)更加愉悅。

B、定時(shí)設(shè)置

傳統(tǒng)按鍵式溫控器的定時(shí)功能交互都較為繁瑣，我們來(lái)看一下Nest是如何只用“旋鈕+按鍵”模式來(lái)實(shí)現(xiàn)便捷的定時(shí)設(shè)置的。

Nest用一個(gè)代表一周七天的長(zhǎng)卷軸式表格來(lái)顯示設(shè)定的時(shí)間和溫度。用戶通過(guò)旋鈕來(lái)拖動(dòng)這個(gè)長(zhǎng)表格，并選定定時(shí)的開(kāi)啟時(shí)間（間隔15min），按鍵確定后通過(guò)旋鈕選定設(shè)定溫度。

畫(huà)面移動(dòng)的距離不只和旋鈕旋轉(zhuǎn)的角度相關(guān)，還與旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)，使得整個(gè)旋鈕拖動(dòng)頁(yè)面給予用戶非常好的手感體驗(yàn)。

C、設(shè)置菜單

Nest的設(shè)置菜單同樣選擇了長(zhǎng)菜單旋鈕旋轉(zhuǎn)，所有圖標(biāo)都用簡(jiǎn)單的圓形。用主界面做成圖標(biāo)來(lái)表示退出。

D、輸入法

Nest使用了一個(gè)旋轉(zhuǎn)鍵盤(pán)，每輸入一個(gè)字母都需要旋轉(zhuǎn)確認(rèn)一次。受交互方式的制約，輸入確實(shí)比較繁瑣。

2.2HOME/AWAY ASSIST和ECO離家/回家助手和節(jié)能模式

為了達(dá)到節(jié)能效果，Nest會(huì)引導(dǎo)用戶設(shè)置一個(gè)制冷和取暖對(duì)應(yīng)的節(jié)能溫度。通過(guò)圖標(biāo)引導(dǎo)用戶在定時(shí)和設(shè)置溫度時(shí)盡量選擇節(jié)能溫度。

同時(shí)，Nest通過(guò)傳感器和手機(jī)位置情況共同判斷家中是否有人。當(dāng)判斷為家中無(wú)人時(shí)，自動(dòng)切換到ECO溫度。

根據(jù)ECO溫度的開(kāi)啟時(shí)間，Nest會(huì)為用戶計(jì)算節(jié)能數(shù)據(jù)，并在APP提供給客戶，以達(dá)到其宣傳的“兩年時(shí)間為用戶省出一個(gè)Nest”。   

2.3Farsight 接近感應(yīng)

第三代Nest升級(jí)了接近感應(yīng)傳感器，實(shí)測(cè)其接近感應(yīng)的距離在三米左右，基本可以做到只要屋子里有人，就可以比較準(zhǔn)確地識(shí)別到。

通過(guò)接近感應(yīng)傳感器的應(yīng)用，縮短了Nest實(shí)際屏幕的點(diǎn)亮?xí)r間，降低功耗。

用戶可以設(shè)置接近感應(yīng)后屏幕顯示的內(nèi)容，如鐘表表盤(pán)、室溫、天氣等。

2.4自編程算法

Nest內(nèi)置了多種類(lèi)型的傳感器，可以不間斷地監(jiān)測(cè)室內(nèi)的溫度、濕度、光線以及恒溫器周?chē)沫h(huán)境變化。例如：它可以判斷房間中是否有人（是否有移動(dòng)），并以此決定是否開(kāi)啟溫度調(diào)節(jié)設(shè)備。

它名字中有“Learning”，因?yàn)镹est恒溫器具有學(xué)習(xí)能力，比如你每一次在某個(gè)設(shè)時(shí)間設(shè)定了某個(gè)溫度，它都會(huì)記錄一次，然后經(jīng)過(guò)一周的時(shí)間，它就能學(xué)習(xí)和記住用戶的日常作息習(xí)慣和溫度喜好，并且它會(huì)利用算法自動(dòng)生成一個(gè)設(shè)置方案，只要你的生活習(xí)慣沒(méi)有發(fā)生變化，你就不再需要手動(dòng)設(shè)置Nest恒溫器。

三、硬件分解

3.1結(jié)構(gòu)拆解

3.2按鍵

Nest溫控器的整體是一個(gè)大的物理按鍵，結(jié)構(gòu)上如圖所示。前屏底殼中央放置了一個(gè)薄膜按鍵，整個(gè)前半部分結(jié)構(gòu)按壓時(shí)會(huì)集中在薄膜按鍵上，從而實(shí)現(xiàn)物理按鍵效果。

設(shè)計(jì)上還有兩點(diǎn)值得注意：

(1) 除按鍵外，還有一個(gè)五腳的金屬?gòu)椘?，用?lái)做支撐同時(shí)引導(dǎo)不同方向的按壓。

(2) 薄膜按鍵與接口線做成一體，定制排線是為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。

3.3旋鈕

整個(gè)金屬環(huán)與PCBA并不直接相連，金屬環(huán)的位移是通過(guò)一顆角位傳感器（磁阻位移傳感器）來(lái)測(cè)定的。

芯片選用的是KMT32B，淘寶報(bào)價(jià)為15元。

3.4驅(qū)動(dòng)方案

注：未知芯片SS8604003；接近傳感器未知。

2.5設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

AEMC相關(guān)

板子上在屏幕排線上每個(gè)接口都做了保護(hù)電路，同時(shí)用四個(gè)金屬?gòu)椘c前屏接觸，增大整個(gè)板子的抗干擾能力。

B水平顯示管和接線

為了保證水平安裝，安裝板上加了一個(gè)水平顯示管，以確保用戶安裝時(shí)能水平。

接線端子用了按鈕的方式，以方便用戶接線。

C電池和屏蔽罩

Nest使用了一塊鋰電池給前屏供電，實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)斷電的情況下只會(huì)報(bào)錯(cuò)，顯示溫度都不行，猜測(cè)是為了在斷電狀態(tài)下可以示警。

前后用了兩個(gè)定制的屏蔽罩，做工非常精細(xì)。且底座是貼片的，上罩是扣上去的。

三、更接地氣的解決方案

Nest溫控器重新定義了新時(shí)代用戶對(duì)于溫控器的需求，同時(shí)也定義了未來(lái)溫控器彩屏化的方向。在產(chǎn)品定義上，Nest用消費(fèi)級(jí)手機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案來(lái)做溫控器，以追求極致的效果。

而對(duì)于更廣泛的市場(chǎng)而言，需要的是性價(jià)比更高的解決方案，以用其替代中端甚至低端市場(chǎng)。特別是對(duì)于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)目前的大環(huán)境而言，按照Nest的硬件設(shè)計(jì)思路去設(shè)計(jì)產(chǎn)品一定是條不歸路。

對(duì)于Nest，我們需要借鑒的是其設(shè)計(jì)的精神內(nèi)核，讓功能性產(chǎn)品迎合消費(fèi)者越來(lái)越多的娛樂(lè)性需求，在外觀賞心悅目的同時(shí)易于使用。

3.1迪文方案

基于為AIoT應(yīng)用設(shè)計(jì)的自主IC-T5L，結(jié)合16年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)鏈整合，迪文科技針對(duì)溫控器應(yīng)用推出TFT彩屏解決方案。

成品方案展示

VR視頻鏈接

4.1寸720*720分辨率Incell屏：

http://vr.kuleiman.com/index.php?s=/member/photo/cube/cube_id/3091&from=singlemessage

4寸480*480分辨率IPS屏：

http://vr.kuleiman.com/index.php?s=/member/photo/cube/cube_id/3090&from=singlemessage

針對(duì)行業(yè)核心客戶，迪文科技提供T5L1+LCD/TP+WIFI/語(yǔ)音識(shí)別模塊的核心器件組合方案，實(shí)現(xiàn)方案的自主化。

基于成熟的溫控器方案，迪文科技可提供完整的開(kāi)發(fā)資料，包括PCB、原理圖及軟件代碼，幫助客戶產(chǎn)品快速落地。

T5L1設(shè)計(jì)為GUI和OS雙核：

·  GUI核支持DGUSII平臺(tái)，客戶UI設(shè)計(jì)靈活、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，可靠性和穩(wěn)定性強(qiáng)。

·  OS核是用戶可以二次開(kāi)發(fā)的8051單片機(jī)平臺(tái)，所支持資源如下：

（1）主頻250MHz、單指令周期8051核，64KB代碼空間，32KB擴(kuò)展RAM，256KB變量存儲(chǔ)器。

（2）64bit硬件乘加器（MAC）、除法器，支持整數(shù)和四舍五入，大幅度提升計(jì)算能力。

（3）采用256KB、32位寬度的雙口RAM變量存儲(chǔ)器和DGUSII 平臺(tái)CPU交換數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單、高效。

（4）28個(gè)高速I(mǎi)O口，驅(qū)動(dòng)電流最大32mA，2個(gè)外部中斷，方便用IO口擴(kuò)展外設(shè)接口。

（5）4路全雙工UART串口，1路CAN接口。

（6）2路（使用電阻觸摸屏）或6路（不使用電阻觸摸屏）12bitAD。

（7）1路16bit精度高速PWM。

（8）使用C51在Keil平臺(tái)下開(kāi)發(fā)，迪文科技提供仿真器。

3.2方案優(yōu)勢(shì)

1、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低客制化門(mén)檻。

DGUSII是迪文科技十幾年來(lái)針對(duì)嵌入式GUI設(shè)計(jì)需求不斷迭代而成的高效率開(kāi)發(fā)平臺(tái)。能夠讓用戶設(shè)計(jì)GUI如同做網(wǎng)頁(yè)、PPT一樣簡(jiǎn)單，同時(shí)效果可以與消費(fèi)類(lèi)電子相媲美。DGUSII應(yīng)用可以有效縮短用戶的研發(fā)投入。

在溫控器行業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)品雖然量大，但是利潤(rùn)率低，對(duì)于很多企業(yè)開(kāi)說(shuō)最大的價(jià)值是降低綜合生產(chǎn)成本。行業(yè)中高利潤(rùn)產(chǎn)品往往是針對(duì)客戶需求而制造的定制化產(chǎn)品。

基于DGUSII設(shè)計(jì)溫控器應(yīng)用，UI的定制在熟悉開(kāi)發(fā)后一周內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)，大大提升客制化效率，降低了客制化的門(mén)檻。

2、批量驗(yàn)證，可靠性強(qiáng)。

T5L本身在迪文科技自己的智能屏及其他行業(yè)解決方案中大量應(yīng)用，百萬(wàn)級(jí)的出貨量保證了其產(chǎn)品的可靠性。

同時(shí)多個(gè)行業(yè)的批量應(yīng)用帶來(lái)了生態(tài)鏈的豐富，在開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程中除了迪文科技原廠的直接服務(wù)，生態(tài)鏈開(kāi)發(fā)者的資源也可帶來(lái)大量支持。

3、依托迪文產(chǎn)業(yè)鏈，降低資源整合成本。

迪文科技圍繞人機(jī)交互解決方案打造產(chǎn)業(yè)鏈，可以提供、觸摸屏、全貼合加工以及關(guān)鍵元器件的優(yōu)質(zhì)資源。

依托天量應(yīng)用，提供豐富的高品質(zhì)液晶屏，并能保證穩(wěn)定供應(yīng)，價(jià)格只受匯率影響。

提供電容觸摸屏制造和OCA貼合服務(wù)，提高用戶產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

迪文科技大批量應(yīng)用的關(guān)鍵元器件均可供應(yīng)，如TI電源和485、Toshiba的flash、歐姆龍的繼電器和接插件等。

4、低功耗

T5L1是迪文科技基于55nm工藝專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的專(zhuān)用IC，能夠降低產(chǎn)品功耗。

5、解決方案

迪文科技圍繞芯片所整合和打造的技術(shù)和解決方案，如迪文云、在線/離線語(yǔ)音識(shí)別、視頻監(jiān)控、本地組網(wǎng)等，可以無(wú)縫銜接。

四、結(jié)語(yǔ)

Nest的成功再次證明了產(chǎn)品idea的價(jià)值。

而迪文科技的價(jià)值，就是將用戶從繁瑣的開(kāi)發(fā)任務(wù)中解放出來(lái)，真正投入到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中去，讓那些激動(dòng)人心的idea真正成為激動(dòng)人心的產(chǎn)品！

(作者/陳漠瀚 編輯/孫惠英)