负责公司工业物联网网关及边缘计算设备的硬件架构顶层设计与全生命周期技术管控，涵盖需求拆解、异构计算方案选型、高速信号完整性验证及量产导入，协同软件、结构、测试团队完成产品从原型到批量的技术落地。

• 主导第四代工业物联网网关硬件架构设计，基于STM32H750（ARM Cortex-M7@480MHz）+ 紫光同创Logos-2（FPGA@1GHz）双核心方案，集成5G模组（移远RG500Q）、万兆以太网（Marvell 88E1680）及LPDDR4（16GB）异构平台，通过Cadence Sigrity SI/PI仿真优化10层PCB叠层（信号层/地平面交替）及差分对阻抗控制（100Ω±5%），解决PCIe 3.0 x4信号串扰问题，误码率由1e-9降至1e-12以下，支持-40℃~85℃宽温环境连续72小时无故障运行。
• 针对边缘计算节点低功耗需求，创新设计三级电源管理架构：采用TI TPS65218多轨PMIC实现核心域（Cortex-M7）、FPGA域、通信域独立供电，结合μC/OS-III实时操作系统动态调节CPU/GPU频率（DVFS），将待机功耗从150mW降至95mW（降幅37%），满足客户5年锂电池供电场景需求，获2023年度公司技术创新奖。
• 牵头国产化替代攻关项目，评估并替换原Xilinx Artix-7 FPGA为紫光同创Logos-2系列，完成Verilog逻辑功能等价性验证（覆盖率98.7%）及高速接口适配（MIPI CSI-2、SGMII），BOM成本降低28%（单台节省120元），供货周期从26周缩短至8周，支撑年度5万台批量交付目标达成。
• 建立硬件架构评审标准化体系，编制《嵌入式硬件方案设计Checklist》包含12项核心评估维度（算力冗余度≥30%、热设计裕量≥15℃、EMC辐射骚扰≤30dBuV/m），将设计阶段缺陷拦截率从62%提升至89%，年度减少后期PCB改版及测试返工成本约180万元。

聚焦智能传感器节点及工业数传模块的硬件开发，负责从原理图设计到量产验证的全流程技术落地，重点解决高速通信、低功耗及复杂环境适应性难题。

• 主导设计第二代LoRaWAN工业数传模块，选用SX1302基带芯片+STM32L4+低功耗射频前端（Qorvo QPL9505），通过ADS仿真优化PCB天线匹配网络（S11≤-15dB@915MHz），实测通信距离从3km提升至5km（视距无遮挡），获客户量产订单超2万台/月。
• 优化多传感器融合节点电源树设计，采用TI TPS62740同步降压转换器（效率95%@100mA）配合负载开关（TPS22916），实现加速度计（ADXL362）、温湿度（SHT30）、气压（BMP388）分时供电，整体功耗从25mW降至12mW（降幅52%），支撑设备在AA电池供电下续航延长至3年。
• 解决高温环境下晶振起振不稳定问题：针对工业场景85℃工况，通过ANSYS Icepak仿真晶振周围热场分布，调整PCB铜箔布局增强散热（温度峰值从92℃降至78℃），并将晶振选型从EPSON TSX-3225替换为SiTime SiT8008（工业级-40℃~85℃），量产不良率从3.2%降至0.5%。
• 搭建硬件测试自动化框架，基于Python开发脚本调用Keysight E4980A LCR表、R&S CMW500综测仪，实现电容ESR、射频灵敏度等12项参数自动测试，单模块测试时间从8分钟缩短至2分钟，测试效率提升75%。

承担消费级物联网终端（智能插座、环境监测仪）的硬件开发，负责原理图绘制、PCB Layout及样品调试，确保设计符合成本、性能及可靠性要求。

• 独立完成首款智能WiFi插座硬件设计，选用ESP8266主控+TI TPS61094升压芯片，通过Altium Designer完成4层PCB设计（重点规避开关电源与射频电路干扰），解决120VAC转5VDC转换效率低（82%→89%）及2.4GHz Wi-Fi信号衰减问题（RSSI从-75dBm提升至-65dBm），产品一次通过CE/FCC认证。
• 优化电池供电型温湿度监测仪功耗，采用Nordic nRF52832低功耗蓝牙芯片，设计休眠-唤醒机制（1秒采样间隔下平均电流1.2μA），配合ER14250锂电池，续航从6个月延长至12个月，获客户年度优秀设计奖。
• 解决批量样品ESD失效问题：通过TLP测试定位USB接口防护不足（原8kV接触放电失效），增加TVS管（SMF3.3A）及磁珠（BLM18HG102SN1），将ESD防护等级提升至15kV（接触放电），量产不良率从5%降至0.1%。
• 参与建立公司硬件设计规范，编写《消费类IoT设备PCB设计指南》包含层叠规范、接地策略、去耦电容布局等10项要点，后续项目信号完整性问题减少60%。

工业级5G边缘计算网关实时操作系统优化及多协议适配项目

• 项目背景：面向工业物联网场景中客户对边缘网关“高实时数据处理+多协议兼容”的核心需求，原有基于FreeRTOS的网关系统存在高负载下调度延迟超标（峰值50ms，远超工业级20ms要求）、多协议栈（Modbus TCP/OPC UA/MQTT）并行运行内存占用超30%、OPC UA加密握手耗时久（150ms）等问题，无法支撑产线设备的高密度接入与实时控制。我作为主程，主导RTOS内核优化、多协议栈整合及工业级稳定性验证全流程。
• 关键难题：1）FreeRTOS原生抢占式调度在高优先级任务抢占时上下文切换耗时过长；2）多协议栈重复造轮子导致内存冗余；3）OPC UA TLS握手流程未做本地缓存优化，证书加载耗时高；4）需在不更换硬件（瑞萨RX65N芯片）前提下实现性能突破。
• 核心行动：1）针对调度延迟，逆向分析FreeRTOS内核源码，将纯抢占式调度改为“优先级继承+时间片混合调度”，手动优化ARM Cortex-M7的上下文切换汇编指令（减少5条冗余指令），降低中断响应时间；2）设计协议栈模块化封装框架，复用TCP/IP、JSON解析等公共组件，引入内存池管理（固定块大小分配），减少内存碎片；3）针对OPC UA，预缓存TLS证书至Flash并校验哈希值，跳过每次握手的证书下载步骤；4）用Keil MDK的Tracealyzer工具追踪任务执行流，Keysight N6705B电源分析仪测试功耗，工业级温湿度箱模拟-40℃~85℃环境验证稳定性。
• 项目成果：1）RTOS调度延迟降至12ms，满足工业实时性要求；2）多协议栈内存占用减少40%，支持设备接入量从200台提升至350台；3）OPC UA握手时间缩短至80ms（降幅47%）；4）项目交付后，客户产线数据丢包率从3%降至0.1%，公司凭借该方案拿到3家头部制造企业的5G网关订单（总金额超500万）。我的贡献是解决了RTOS性能瓶颈与多协议适配的核心问题，奠定了公司在工业边缘计算领域的技术壁垒。

智能电表远程抄表系统低功耗嵌入式软件设计与实现

• 项目背景：公司智能电表产品原远程抄表系统因功耗过高（待机电流15μA），电池寿命仅2年，无法满足南方电网“10年免换电池”的隐性需求，导致中标率低于行业平均。我作为核心开发，负责低功耗软件架构设计、无线模块（NB-IoT）功耗优化及全生命周期功耗验证。
• 关键难题：1）原有轮询机制导致NB-IoT模块每10分钟唤醒一次，功耗占比达60%；2）心跳包发送间隔固定（30分钟），无法适配网络信号波动；3）睡眠模式切换逻辑混乱，存在无效唤醒（每月超50次）。
• 核心行动：1）设计“分层低功耗架构”：感知层（ADC采集电压/电流）、控制层（基于状态机的功耗决策）、通信层（NB-IoT休眠管理）；2）引入“动态唤醒策略”：根据用户用电峰谷（比如23:00~7:00降低采集频率至30分钟）、网络信号强度（RSRP<-110dBm时暂停非必要数据上报）调整唤醒间隔；3）优化NB-IoT模块休眠流程：通过AT指令配置“PSM模式+eDRX扩展不活动定时器”，将模块休眠电流从2μA降至0.5μA；4）用Python编写功耗模拟脚本，仿真1000台电表的随机场景，验证策略有效性。
• 项目成果：1）电表待机功耗降至4.5μA，电池寿命延长至6年以上（超客户要求50%）；2）无效唤醒次数减少80%，每月节省电量约12%；3）项目推动公司智能电表在南方电网2022年招标中中标率提升至30%，年新增销售额超2000万。我的贡献是从0到1搭建了低功耗软件框架，解决了传统抄表系统“功耗与性能无法平衡”的痛点，为公司在智能电网领域的长期布局奠定基础。

支教时发现乡村小学因缺乏实验器材，科学课多停留在课本讲解。返校后联合实验室开发出百元级科学实验背包，内含20个基础实验器材。为确保可持续运营，设计配套视频课程与城乡结对系统，并培训132名大学生担任远程助教。项目覆盖9省47所学校后，学生科学兴趣评分提升35%。这段经历教会我用产品思维解决社会问题，当看到孩子们用自制望远镜发现土星光环时，我理解了教育的真谛是点燃可能性。