GO’Cheap · Technical product blueprint · V1.0
AI Pager
Personal Edition
Thiết bị trợ lý AI cá nhân dạng wearable. Nhận thông báo, ghi âm khi nhấn nút, gửi yêu cầu lên AI Gateway và phát phản hồi bằng giọng nói — qua Wi-Fi hoặc 4G.
Định hướng sản phẩm: “Less Screen. More Intelligence.” Không thay thế smartphone; tập trung vào nhận thông tin, hiểu thông tin, nhắc việc, giao tiếp với AI và kích hoạt hành động. Phong cách wearable nhỏ gọn, ít gây xao nhãng.
5–10M
Ngân sách prototype (VNĐ)
14 ngày
Mục tiêu tích hợp MVP đầu tiên
8 tuần
Khung hoàn thiện prototype V1
02 / Product definition
Thông số sản phẩm mục tiêu
Thiết kế vật lý
| Kích thước mục tiêu | 65 × 42 × 15 mm |
| Trọng lượng mục tiêu | 45–65 g |
| Màn hình | E-Ink 2.13", mono |
| Pin mục tiêu | Li-Po 1.500 mAh |
| Sạc | USB-C |
| Đeo | Kẹp áo / dây đeo |
Chức năng cốt lõi
- Nhận thông báo và cảnh báo ưu tiên.
- Push-to-Talk để hỏi AI.
- AI trả lời bằng âm thanh và văn bản.
- Hiển thị lịch, nhắc việc, inbox.
- Rung khi có thông báo quan trọng.
- Wi-Fi ưu tiên, LTE dự phòng/độc lập.
- OTA firmware và quản lý thiết bị từ cloud.
Pin: 48 giờ là mục tiêu kiểm thử, không phải cam kết. LTE có dòng đỉnh cao; thời lượng thực tế phụ thuộc sóng, chu kỳ kết nối, số lần ghi âm, phát loa và refresh E-Ink.
03 / Bill of materials
Danh sách mua linh kiện
Mua linh kiện theo hai đợt. Đợt 1 kiểm chứng MCU, màn hình, audio. Đợt 2 mới mua LTE và hệ nguồn sau khi xác nhận đúng SKU, băng tần và sơ đồ điện.
| Hạng mục | Thông số / lựa chọn | Số lượng | Ghi chú mua hàng |
|---|---|---|---|
| MCU | ESP32-S3 DevKitC-1, N8R8 hoặc N16R8 | 1 | Ưu tiên PSRAM; kiểm tra đúng biến thể board. |
| Màn hình | E-Ink 2.13", SPI, đen trắng, thường 250×122 | 1 | Chọn module có tài liệu driver và pinout rõ. |
| 4G | Quectel EG915U Cat 1 bis hoặc dev board tương đương | 1 | Phải xác nhận SKU/băng tần Việt Nam, UART, nguồn và anten. |
| Microphone | INMP441 I2S MEMS | 1 | Logic 3.3V; cần kiểm tra chân L/R. |
| Audio amplifier | MAX98357A I2S | 1 | Loa đấu vào SPK+/SPK-, không nối một đầu loa xuống GND. |
| Loa | Mini speaker 4Ω/8Ω, công suất phù hợp board amp | 1 | Chọn theo khoang vỏ và công suất thực. |
| Pin | Li-Po 3.7V, khoảng 1.500mAh, có bảo vệ | 1 | Kiểm tra kích thước, dòng xả và chứng từ an toàn. |
| Power management | Charger có power-path + regulator phù hợp | 1 bộ | Không dùng mạch sạc đơn giản nếu vừa sạc vừa chạy tải. |
| Rung | Coin vibration motor + MOSFET driver | 1 | Không cấp motor trực tiếp từ GPIO. |
| Phụ kiện | Nút nhấn, tụ, điện trở, dây, breadboard, USB data | 1 bộ | Chuẩn bị linh kiện thay thế. |
| Cơ khí | Vỏ in 3D, kẹp áo, vít, gioăng | 1 bộ | Chỉ làm vỏ sau khi xác nhận kích thước board/pin/anten. |
Ngân sách dự kiến
| Nhóm | Dự toán (VNĐ) |
|---|---|
| ESP32-S3 và linh kiện điều khiển | 700.000–1.000.000 |
| E-Ink và audio | 500.000–900.000 |
| LTE module + anten + SIM | 1.200.000–2.000.000 |
| Pin và power management | 400.000–700.000 |
| PCB thử nghiệm, dây và phụ kiện | 500.000–800.000 |
| Vỏ prototype | 300.000–500.000 |
| Dự phòng linh kiện thay thế | 500.000–800.000 |
| AI cloud và thử nghiệm | 500.000–1.000.000 |
| Tổng dự kiến | 4.600.000–7.700.000 |
Giá kế hoạch, không phải báo giá/tồn kho đã xác nhận. Chưa gồm công phát triển, vận chuyển, thuế, kiểm định và chứng nhận thương mại. Giữ phần còn lại trong trần 5–10 triệu làm dự phòng.
04 / Hardware architecture
Kiến trúc phần cứng
E-Ink
SPI
SPI
↔
ESP32-S3
MCU
MCU
↔
LTE
UART
UART
I2S Mic
↔
I2S Audio
Bus
Bus
↔
Amp + Speaker
PTT / Action
→
GPIO + Haptic
Wi-Fi 2.4GHz
↘
Network Manager
↗
LTE Cat 1 bis
Mainboard
ESP32-S3, NVS, GPIO, SPI, I2S, UART, quản lý nguồn và trạng thái thiết bị.
Communication
LTE module, SIM, anten LTE, UART AT command; Wi-Fi tích hợp trong ESP32-S3.
Peripheral
E-Ink, microphone, speaker, motor rung, nút bấm và USB-C.
Power
Pin Li-Po có bảo vệ, charger có power-path, rail nguồn riêng phù hợp modem và MCU.
Thiết kế nguồn LTE: Không cấp nguồn modem từ chân 3V3 của ESP32. Dùng rail theo datasheet module, tính dòng đỉnh, tụ low-ESR đặt gần modem, đường mạch đủ rộng và chung GND đúng thiết kế. Kiểm tra nhiệt và sụt áp khi modem phát.
05 / Pin assignment
GPIO pin map đề xuất
| GPIO ESP32-S3 | Thiết bị | Tín hiệu | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| GPIO10 | E-Ink | CS | SPI chip select |
| GPIO11 | E-Ink | MOSI | SPI data |
| GPIO12 | E-Ink | SCK | SPI clock |
| GPIO9 | E-Ink | DC | Data / command |
| GPIO14 | E-Ink | RST | Reset |
| GPIO15 | E-Ink | BUSY | Busy status |
| GPIO4 | I2S mic + speaker | BCLK | Clock dùng chung |
| GPIO5 | I2S mic + speaker | WS/LRCLK | Clock dùng chung |
| GPIO6 | INMP441 | SD / DIN | Mic data vào ESP32 |
| GPIO7 | MAX98357A | DIN / DOUT | Audio data ra loa |
| GPIO17 | LTE UART | ESP TX → modem RX | UART1 |
| GPIO18 | LTE UART | ESP RX ← modem TX | UART1 |
| GPIO1 | PTT button | Input | Active low, pull-up |
| GPIO2 | Action button | Input | Active low, pull-up |
| GPIO8 | Vibration MOSFET | Output | Điều khiển qua transistor/MOSFET |
I2S full-duplex: GPIO4/5 là BCLK/WS dùng chung cho cả microphone và speaker; GPIO6 là data vào, GPIO7 là data ra. Cần cấu hình chung clock trên cùng I2S controller theo khả năng ESP-IDF/target, kiểm thử sample rate và DMA. Không khởi tạo hai clock độc lập cho hai thiết bị.
Nguyên tắc đấu dây
- INMP441: VDD 3.3V, GND chung; cấu hình chân L/R đúng theo module.
- MAX98357A: cấp nguồn đúng thông số board; loa đấu SPK+ và SPK-.
- E-Ink: kiểm tra VCC, mức logic và thứ tự chân theo đúng revision.
- LTE: TX/RX đấu chéo; UART logic phải tương thích điện áp module.
- Motor rung: dùng MOSFET và diode/bảo vệ phù hợp loại motor.
- Không dùng GPIO strap/USB/UART mặc định nếu board cụ thể đang chiếm dụng các chân đó.
06 / Embedded software
Firmware ESP-IDF
Cấu trúc thư mục
firmware/
├── CMakeLists.txt
├── sdkconfig.defaults
└── main/
├── CMakeLists.txt
├── main.c
├── pager_config.h
├── button.c
├── audio.c
├── display.c
├── modem.c
├── network.c
├── mqtt_client.c
└── ai_client.c
pager_config.h
#pragma once
#define PIN_PTT 1
#define PIN_ACTION 2
#define PIN_VIBRATION 8
#define PIN_EPD_CS 10
#define PIN_EPD_MOSI 11
#define PIN_EPD_SCK 12
#define PIN_EPD_DC 9
#define PIN_EPD_RST 14
#define PIN_EPD_BUSY 15
#define PIN_I2S_BCLK 4
#define PIN_I2S_WS 5
#define PIN_I2S_MIC_DIN 6
#define PIN_I2S_SPK_DOUT 7
#define PIN_MODEM_TX 17
#define PIN_MODEM_RX 18
#define MODEM_BAUDRATE 115200
#define AUDIO_SAMPLE_RATE 16000
#define AUDIO_BITS 16
#define AUDIO_MAX_SECONDS 15
main.c – skeleton điều khiển PTT
#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "pager_config.h"
static const char *TAG = "AI_PAGER";
static void init_buttons(void) {
gpio_config_t cfg = {
.pin_bit_mask = (1ULL << PIN_PTT) |
(1ULL << PIN_ACTION),
.mode = GPIO_MODE_INPUT,
.pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,
.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,
.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE
};
ESP_ERROR_CHECK(gpio_config(&cfg));
}
static void init_vibration(void) {
gpio_config_t cfg = {
.pin_bit_mask = 1ULL << PIN_VIBRATION,
.mode = GPIO_MODE_OUTPUT,
.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE
};
ESP_ERROR_CHECK(gpio_config(&cfg));
gpio_set_level(PIN_VIBRATION, 0);
}
static void pager_task(void *arg) {
bool recording = false;
while (1) {
bool pressed = gpio_get_level(PIN_PTT) == 0;
if (pressed && !recording) {
recording = true;
ESP_LOGI(TAG, "PTT START");
// TODO: start I2S capture, allocate PCM buffer
}
if (!pressed && recording) {
recording = false;
ESP_LOGI(TAG, "PTT STOP");
// TODO: stop capture, wrap WAV, HTTPS upload
}
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(30));
}
}
void app_main(void) {
ESP_LOGI(TAG, "AI Pager V1 booting");
init_buttons();
init_vibration();
// TODO: NVS, display, I2S, Wi-Fi, modem,
// network manager, MQTT and HTTPS client.
xTaskCreate(pager_task, "pager_task", 4096,
NULL, 5, NULL);
}
Component cần triển khai
| Component | Trách nhiệm |
|---|---|
| Device Manager | Trạng thái, boot, cấu hình, watchdog |
| Display Manager | Render E-Ink, partial/full refresh |
| Network Manager | Wi-Fi, LTE, failover, reconnect |
| Audio Manager | I2S capture/playback, PCM/WAV, DMA |
| Button Manager | Debounce, PTT press/release, action |
| Notification Engine | Ưu tiên, rung, hiển thị, ACK |
| AI Client | HTTPS upload, nhận text/audio response |
| Power Manager | Sleep, modem power, battery telemetry |
| OTA Manager | Firmware update có xác thực |
Lệnh build và flash
idf.py create-project ai_pager
cd ai_pager
idf.py set-target esp32s3
idf.py menuconfig
idf.py build
idf.py -p PORT flash monitor
Skeleton trên chưa phải firmware hoàn chỉnh. Cần bổ sung I2S, E-Ink driver, UART AT command, Wi-Fi/LTE transport, MQTT, HTTPS, audio codec/packetization, retry và OTA.
07 / Cloud software
Backend & Self-hosted AI Gateway
AI Pager
Wi-Fi / LTE
Wi-Fi / LTE
→
API Gateway
Fastify
Fastify
→
AI Orchestrator
MongoDB
Memory
Memory
Redis
Queue / Cache
Queue / Cache
EMQX
MQTT
MQTT
STT / LLM / TTS
Adapters
Adapters
Self-hosted AI nghĩa là GO’Cheap tự vận hành gateway, agent orchestration, memory, device registry và quyền thực thi tool. Model có thể là cloud API hoặc model tự host; không cần tự huấn luyện LLM ở V1.
Backend stack
| Layer | Technology | Vai trò |
|---|---|---|
| API | Node.js + TypeScript + Fastify | HTTP API, validation, auth |
| Database | MongoDB | Users, devices, messages, memory |
| Cache/queue | Redis | Session, queue, retry, rate limit |
| Device messaging | EMQX MQTT | Push notification, heartbeat, ACK |
| AI orchestration | Node.js service | Intent, tools, context, policy |
| STT/TTS | Provider adapters | Speech-to-text / text-to-speech |
| LLM | Provider interface | GPT, Claude, Gemini, Ollama/vLLM |
| Deploy | Docker Compose | Dev / staging |
Project structure
ai-pager-backend/
├── src/
│ ├── index.ts
│ ├── config.ts
│ ├── routes/
│ │ ├── voice.ts
│ │ ├── messages.ts
│ │ └── devices.ts
│ ├── services/
│ │ ├── ai.service.ts
│ │ ├── stt.service.ts
│ │ ├── tts.service.ts
│ │ └── memory.service.ts
│ ├── providers/
│ │ ├── llm.interface.ts
│ │ ├── openai.provider.ts
│ │ └── local.provider.ts
│ ├── mqtt/broker.ts
│ └── models/
│ ├── device.model.ts
│ └── message.model.ts
├── Dockerfile
├── docker-compose.yml
├── package.json
├── tsconfig.json
└── .env.example
Cài đặt dependencies
npm init -y
npm install fastify @fastify/cors mqtt mongoose redis dotenv zod openai
npm install -D typescript tsx @types/node
LLM provider interface
export interface LLMMessage {
role: "system" | "user" | "assistant";
content: string;
}
export interface LLMProvider {
generate(messages: LLMMessage[]): Promise<string>;
}
AI service – logic tối thiểu
export class AIService {
constructor(private llm: LLMProvider) {}
async ask(userId: string, question: string) {
// TODO: Load user memory from MongoDB
const answer = await this.llm.generate([
{
role: "system",
content: "You are AI Pager, a concise personal assistant. Reply in Vietnamese by default. Keep answers short for a wearable device. Never claim an action succeeded unless confirmed."
},
{ role: "user", content: question }
]);
// TODO: Persist user and assistant messages
return { userId, answer, timestamp: new Date() };
}
}
Model endpoint: Adapter minh họa có thể gọi API tương thích OpenAI. Khi dùng Ollama/vLLM, tạo provider adapter mới. API key và credential chỉ lưu ở backend, tuyệt đối không nhúng trong firmware.
08 / Communication contract
API & MQTT protocol
HTTP endpoints
| Method | Endpoint | Mục đích |
|---|---|---|
| POST | /api/v1/devices/register | Đăng ký / provisioning thiết bị |
| POST | /api/v1/devices/heartbeat | Heartbeat, battery, network |
| POST | /api/v1/ai/voice | Upload WAV và nhận AI response |
| POST | /api/v1/ai/chat | Text chat / test từ dashboard |
| GET | /api/v1/messages/inbox | Đồng bộ inbox |
| POST | /api/v1/messages/send | Gửi thông báo tới pager |
| POST | /api/v1/notifications/read | ACK đã đọc |
| POST | /api/v1/devices/ota | Điều phối cập nhật firmware |
MQTT topics
pager/{device_id}/inbox
pager/{device_id}/command
pager/{device_id}/status
pager/{device_id}/ack
pager/{device_id}/config
Notification payload
{
"messageId": "msg_01J...",
"deviceId": "pager_001",
"type": "urgent",
"title": "Cuộc họp",
"body": "Cuộc họp bắt đầu sau 15 phút",
"vibration": true,
"createdAt": "2026-11-05T08:00:00+07:00",
"ttlSeconds": 3600
}
Voice interaction flow
PTT down
→
Record PCM
→
WAV upload
→
STT
LLM + tools
→
TTS
→
Audio + text
→
Speaker / E-Ink
Audio V1: mono, 16kHz, 16-bit PCM, giới hạn 15 giây/lần; có thể đóng gói WAV để đơn giản hóa xử lý. Cần giới hạn kích thước upload và thời gian xử lý.
09 / Security & safety
Bảo mật, quyền riêng tư và an toàn nguồn
Device security
- Device ID duy nhất.
- Credential/chứng thư riêng từng thiết bị.
- TLS cho HTTPS và MQTT.
- Thu hồi thiết bị từ dashboard.
- Không dùng password MQTT chung.
Data privacy
- Chỉ ghi âm khi nhấn PTT.
- Thông báo rõ khi microphone đang ghi.
- Giới hạn thời gian lưu audio.
- Mã hóa dữ liệu nhạy cảm.
- Quản lý quyền truy cập memory.
AI action policy
- Phân biệt trả lời và hành động.
- Yêu cầu xác nhận trước khi gửi email/gọi điện.
- Không tự ý chuyển tiền hoặc xóa dữ liệu.
- Ghi log hành động và kết quả.
Electrical safety
- Pin có bảo vệ và nguồn đúng tải.
- Không sạc pin hỏng/phồng.
- Kiểm tra nhiệt khi sạc và phát LTE.
- Không đeo prototype nóng hoặc chưa cách điện.
- Chưa dùng thương mại trước kiểm định.
10 / Delivery plan
Lộ trình phát triển
14 ngày đầu – MVP integration sprint
Ngày 1–2 · Mua và xác minh linh kiện
Chốt ESP32-S3, E-Ink, I2S, LTE dev board, pin và power-path. Kiểm tra SKU/band LTE và tài liệu nguồn.
Ngày 3–4 · Hardware bring-up
Flash ESP-IDF; test GPIO, màn hình, microphone, speaker và nút PTT độc lập.
Ngày 5–7 · Backend foundation
Docker, Fastify API, MongoDB, Redis, EMQX, device authentication và test notification.
Ngày 8–10 · AI voice
Audio upload, STT, LLM adapter, TTS, memory tối thiểu và trả kết quả.
Ngày 11–14 · End-to-end integration
PTT, Wi-Fi, LTE, notification MQTT, ACK, đo pin và kiểm thử lỗi mạng.
Roadmap 8 tuần
| Giai đoạn | Thời gian | Deliverable |
|---|---|---|
| Hardware PoC | Tuần 1–2 | Thiết bị nhận tin nhắn, test audio, kết nối Wi-Fi/4G. |
| Firmware + Backend | Tuần 3–4 | Device registry, MQTT, API, offline queue, OTA. |
| AI Integration | Tuần 5–6 | PTT, STT, LLM, TTS, reminder, memory. |
| Wearable prototype | Tuần 7–8 | PCB, vỏ 3D, anten, tối ưu pin, test thực địa. |
11 / QA
Checklist nghiệm thu V1
Tiến độ kiểm thử0/10 hoàn thành
| Metric | Mục tiêu V1 | Cách xác minh |
|---|---|---|
| Notification delivery | ≥99% trong môi trường test có mạng ổn định | Message ID, ACK, retry log |
| Voice response | P95 dưới 8 giây cho câu hỏi ngắn (mục tiêu) | Đo từ PTT release đến audio response |
| Battery | 48 giờ theo profile sử dụng mục tiêu | Test chu kỳ thực tế, đo dòng |
| Weight | Dưới 65g (mục tiêu) | Cân mẫu lắp hoàn chỉnh |
| Offline recovery | Queue và đồng bộ sau khi có mạng | Ngắt mạng có chủ đích |
| OTA | Update có xác thực, rollback khi lỗi | Test firmware staging |
Các giá trị là mục tiêu thiết kế/kiểm thử, không phải kết quả đã đạt được.
12 / Engineering decisions
Rủi ro và quyết định còn mở
| Rủi ro | Ảnh hưởng | Hành động |
|---|---|---|
| SKU LTE không đúng band | Không đăng ký mạng / hoạt động thiếu ổn định | Xin datasheet và xác nhận band với nhà bán và nhà mạng trước khi mua. |
| LTE sụt áp khi phát | Reset MCU, rớt mạng | Thiết kế rail nguồn riêng, đo dòng đỉnh và sụt áp. |
| I2S full-duplex | Mic/loa lỗi clock hoặc DMA | Kiểm thử cùng controller, shared BCLK/WS, sample rate. |
| Anten bị che bởi cơ thể/vỏ | Sóng yếu khi đeo | Test anten trong vỏ thật, nhiều tư thế đeo. |
| Pin không đạt 48h | Trải nghiệm kém | Duty-cycle LTE, modem sleep, Wi-Fi ưu tiên, đo dòng. |
| AI provider chậm / lỗi | Phản hồi trễ | Timeout, retry có giới hạn, câu trả lời text fallback. |
| Thông báo trùng/mất | Thiếu tin cậy | Message ID, QoS phù hợp, ACK, TTL, deduplication. |
Quyết định cần chốt trước khi đặt hàng
- Chọn chính xác board ESP32-S3 và xác minh GPIO không bị board chiếm dụng.
- Chọn module LTE/development board đúng band Việt Nam và có tài liệu nguồn.
- Chọn loại E-Ink đúng revision, driver và kích thước.
- Chọn nguồn/power-path theo pin và dòng đỉnh LTE.
- Chốt nơi deploy AI Gateway và chính sách lưu audio/memory.
Không nên làm ngay: chưa thiết kế PCB custom, chưa tối ưu vỏ cuối, chưa đặt sản xuất số lượng lớn. Chỉ làm sau khi module rời đã chạy ổn định và các phép đo nguồn/RF được xác nhận.
13 / Appendix
Lệnh chạy và tài liệu tham khảo
Backend local quick start
mkdir ai-pager-backend && cd ai-pager-backend
npm init -y
npm install fastify @fastify/cors mqtt mongoose redis dotenv zod openai
npm install -D typescript tsx @types/node
# Tạo .env từ .env.example
# Chạy MongoDB, Redis, EMQX bằng Docker Compose
# Khởi chạy API theo script dev trong package.json
Docker Compose – dịch vụ dev tối thiểu
services:
api:
build: .
restart: unless-stopped
ports: ["3000:3000"]
env_file: .env
depends_on: [mongo, redis, mqtt]
mongo:
image: mongo:8
volumes: [mongo_data:/data/db]
redis:
image: redis:7-alpine
mqtt:
image: emqx/emqx:latest
ports: ["1883:1883", "18083:18083"]
volumes:
mongo_data:
Chỉ dùng local/dev. Production cần TLS, secrets management, firewall, auth riêng, persistence/backup và không public MongoDB/Redis.