用户需求文档(UND)

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来源:Stage1 01 用户需求文档 User Needs Document(UND)


项目名称

受限网络工况下的生命体征监控智能手表(STM32 + Nordic 方案)

文档信息

字段内容
项目/产品受限网络工况下的生命体征监控智能手表(内部代号:EC-SW)
文档编号EC-SW-UND-001
文档阶段Stage 1 - User Needs
版本V1.0
编写人Jack、Simon
评审人产品经理 / 系统工程师 / 系统架构师 / 软件负责人 / 硬件负责人 / QA
发布日期2025-12-28

修订记录

版本日期修订内容修订人评审/批准
V1.02025-12-28更新完整的用户需求。Simon待评审

1. 文档目的(Purpose)

本《用户需求文档(User Needs Document, UND)》用于描述“用户真正想要什么”,以自然语言陈述需求,避免过早落入实现细节。UND 的输出将作为后续 Stage 2(Kano / QFD / BRD)和 Stage 3(SyRS)输入,并通过需求编号建立可追踪链路:SN → UN → BR → SR。

注意:本阶段不讨论具体芯片/协议栈/线程设计,也不定义精确指标(如 1Hz 采样、±3BPM 等),这些属于后续 System Requirements(SyRS)与 Software Requirements(SSRD/SRS)。

2. 术语与缩写

缩写/术语含义备注/与本项目关系
SNStakeholder Needs(干系人需求)来自客户/甲方、安全管理、运维等“利益相关者”的诉求与约束。
UN / UNDUser Needs / User Needs Document(用户需求/文档)来自一线用户与使用场景的需求陈述,是本文件主体。
BR / BRDBusiness Requirements / Business Requirements Document(业务需求/文档)将用户需求抽象成可交付的业务目标与范围边界。
SR / SyRSSystem Requirements / System Requirements Specification(系统需求/规格说明)把业务目标落到系统能力与可验证指标(含软硬件边界)。
SSRDSoftware System Requirements Definition(软件系统需求定义)从系统需求分解得到的软件侧需求定义(偏“定义/边界/行为”)。
SRSSoftware Requirements Specification(软件需求规格说明)更强调可验证与可追踪的规格化软件需求(可与 SSRD 合并或并行)。
SADSystem Architecture Document(系统架构文档)系统分层/模块/部署/接口的架构说明。
RAMRequirement Allocation Matrix(需求分配矩阵)把 SR 分配到 HW/SW/APP/Cloud 的责任边界。
ADRArchitecture Decision Record(架构决策记录)记录关键架构取舍与原因。
SIDSystem Interface Definition(系统接口定义)定义系统级接口(电气/通信/数据/协议)。

3. 背景与应用场景

目标场景:矿井、隧道、山区、海上作业平台、化工/冶金等“通信受限/安全要求高/应急响应窗口短”的作业现场。

典型现状:

  • 现场蜂窝网络覆盖差,甚至完全无信号;依赖手机 App 的方案无法稳定工作,且部分场景手机禁入。
  • 传统对讲/广播可“喊人”,但无法持续采集生命体征与趋势;事故发生后缺少事后追溯数据。
  • 人员密集、班组轮换频繁,设备管理(发放、绑定、维护、升级)成本高。

因此,本产品以“可穿戴 + 近距离组网/网关 + 离线容错”为核心方向,提供生命体征监控、异常告警、区域定位与应急联动能力。

4. 用户与干系人画像

说明:UND 重点关注“直接使用者(用户)”,但为后续追踪,也列出关键干系人(非直接用户)。

角色典型人群/岗位主要目标典型痛点使用频率
U1 一线作业人员矿井作业人员 / 隧道施工人员 / 海上平台维护人员安全回家、减少误报骚扰、操作简单不影响干活戴手套难操作、强噪声/弱光、网络不稳定、设备易磕碰进水每日/全班次
U2 班组长/带班班组长、领班快速发现异常、快速定位人、减少管理成本信息分散、告警不集中、难判断“真异常”每日/多次
U3 监控室/应急指挥安全监控员、调度员统一看板、分级告警、应急联动告警闭环难、缺少证据链、跨系统对接复杂持续值守
U4 设备运维/IT运维工程师、设备管理员设备批量管理、稳定升级、快速排障设备版本碎片化、现场升级困难、定位问题缺少日志每周/按需
S1 客户/甲方安全负责人、项目经理降低事故风险、满足合规与审计投入产出难量化、采购周期、合规压力项目周期

5. 用户旅程(User Journey)与关键场景

  1. J1 配发与绑定:设备入库→分配到人/班组→首次绑定(手机/网关/工卡)→检查固件版本与电量
  2. J2 日常佩戴与监测:上班佩戴→自动开始采集→数据本地缓存/间歇上报→用户低打扰
  3. J3 异常告警与确认:超过阈值/跌倒/SOS→手表本地提示→通过近距离组网/网关上报→班组长/监控室确认
  4. J4 应急处置与救援:定位到区域→调度救援→持续跟踪生命体征→事件记录留存
  5. J5 班次交接与复盘:下班归还/交接→数据补传→生成报表/复盘→设备充电与维护

6. 用户需求列表(输入 Stage 2 的 Kano / QFD)

说明:以下需求以“用户视角”描述,后续会在 Kano/QFD 阶段得到优先级与权重,并在 BRD/SyRS 中被进一步规格化。优先级采用 MoSCoW(Must/Should/Could/Won’t)。

UN-ID需求(用户语言)价值/动机优先级主要使用者依赖/备注
UN-001我希望手表/手环戴一整班也不硌手、不闷汗、不过敏,佩戴牢固不脱落。长期佩戴的基础体验,直接影响采纳率。MustU1材质/结构与 PPE 兼容。
UN-002我希望戴手套也能完成关键操作(SOS、确认告警、查看关键信息)。现场经常戴手套,触控不可用时仍需操作。MustU1交互形式:实体键/大触控区域/震动反馈。
UN-003我希望在弱光/强光下都能看清关键告警与时间信息。提升可用性与可靠性。ShouldU1背光/对比度/字号。
UN-004我希望设备能持续监测心率等关键生命体征,并在异常时提醒我和管理者。提前发现风险,缩短响应时间。MustU1/U2/U3具体指标在 SyRS 定义。
UN-005我希望能监测体温/血氧等关键指标,用于高风险作业的健康筛查与预警。增强风险识别维度。ShouldU1/U3传感器选型与算法。
UN-006我希望一键 SOS 求救,且在网络不好时也能尽最大努力把求救发出去。关键救命能力。MustU1/U3需离线容错与重试策略。
UN-007我希望设备在无网络/弱网络时不丢数据:能本地缓存,恢复后自动补传。受限网络场景的核心诉求。MustU3/U4存储容量、补传窗口。
UN-008我希望告警能够分级(紧急/重要/提示),减少误报骚扰,同时不漏掉真异常。降低告警疲劳,提高处置质量。MustU2/U3阈值/规则需可配置。
UN-009我希望班组长/监控室能看到“谁在异常、在哪、持续多久、是否已处理”。形成告警闭环。MustU2/U3需要看板/通知链路。
UN-010我希望能大致知道人员所在区域,进入危险区域时能提醒。安全管理与电子围栏。ShouldU2/U3定位方式:受限环境下基于 BLE 信标/网关;室外可由手机提供 GPS(BLE 协同)。
UN-011我希望上班时自动开始监测,下班后自动结束/低功耗,不需要每天手动配置。减少操作成本。ShouldU1班次策略与低功耗。
UN-012我希望手表电池能支撑至少一个完整班次,最好能覆盖加班/双班,电量低时提前提醒。可用性与安全冗余。MustU1/U4具体续航目标在 SyRS 定义。
UN-013我希望设备防水防尘、抗跌落、抗油污,坏了也能快速更换。工业现场可靠性。MustU1/U4等级在 HRS/SyRS 定义。
UN-014我希望设备在异常情况下有清晰的提示(震动/蜂鸣/屏显),周围很吵也能感知。提升告警触达率。ShouldU1多模态提示。
UN-015我希望设备能记录事件与关键数据,事后可导出用于事故复盘与审计。证据链与管理闭环。ShouldU3/S1数据留存周期与权限。
UN-016我希望设备能支持批量发放、快速绑定/解绑,适配人员轮班与临时工。降低管理成本。MustU4绑定方式待 BRD/SyRS 细化。
UN-017我希望设备出现故障能自检并提示,运维能快速定位问题(日志、版本、配置)。缩短 MTTR。ShouldU4需要诊断与日志机制。
UN-018我希望能远程升级固件(OTA),但升级不能影响现场安全与稳定。持续迭代与维护。MustU4/S1升级策略、回滚与安全在 SSRD/SAD 定义。
UN-019我希望不同部门能按权限查看数据:个人隐私不被滥用。合规与信任。MustU1/S1权限模型在 BRD/SyRS 定义。
UN-020我希望设备能与现有安全平台/工厂系统对接,避免重复建设。降低集成成本。ShouldU3/S1接口与协议在 SID 定义。
UN-021我希望定位/数据上报不要强依赖手机;手机不可用时仍可通过现场网关/基站工作。受限网络/禁入手机场景。MustU3/S1系统部署形态在 SAD 定义。
UN-022我希望手表时间准确,断电后也不会乱,方便事件对齐与追溯。数据可信。ShouldU3/U4RTC/校时策略。
UN-023我希望能在手表上看到最少但关键的信息:时间、电量、连接状态、是否在监测中。降低学习成本。ShouldU1界面信息架构。
UN-024我希望在极端情况下(低温/高温/高湿)设备依然可用。环境适应性。ShouldU1/S1目标范围在 SyRS/HRS 定义。
UN-025我希望设备丢了能被发现(最后在线时间/区域),减少资产损失。资产管理。CouldU4需要后台/日志支撑。
UN-026我希望系统能生成简洁报表:出勤、告警次数、处置时长、风险趋势。管理价值。CouldU2/U3/S1报表粒度在 BRD 定义。
UN-027我希望系统部署与维护尽量简单:少布线、少改造、易扩容。项目落地成本。MustS1/U4架构与部署策略在 SAD/ADR。
UN-028我希望在数据链路中有基本安全措施,避免被伪造告警或窃取数据。安全与可信。ShouldS1/U4安全方案在 ADR/SSRD。

7. 不在本阶段承诺的内容(Non-goals)

  • 不承诺具体的性能指标与精度(将于 SyRS/HRS/SRS 中定义与验证)。
  • 不承诺具体实现方案(如 BLE Mesh / 私有 Sub-1G / Wi-Fi),仅描述用户所需能力。
  • 本版本删除 NFC 相关需求;定位能力优先采用现场部署与手机协同方案,GPS 由手机侧提供并通过 BLE 协同获取(如适用)。

8. 需求追踪说明(Traceability)

在 Stage 2/3/5 中维持以下链路,确保“做什么”和“为什么做”可追溯:

  • SN-xxx(干系人需求) → UN-xxx(用户需求) → BR-xxx(业务需求) → SR-xxx(系统需求) → SSRD/SRS-xxx(软件需求) → SDD/Code/Tests(设计/代码/测试)。

在 Git 维度,每个需求条目应对应:需求条目 ID(如 UN-006)→ Epic/Story → 分支 → 合并请求 → 版本基线(Tag/Release Notes),以便审计与回归。