4.6.1、系統(tǒng)介紹

實訓(xùn)臺面向人工智能相關(guān)專業(yè)，集成了計算機視覺系統(tǒng)、語音處理系統(tǒng)，以及工業(yè)級溫濕度傳感器、光照傳感器、電磁鎖、風扇、報警燈執(zhí)行器等多種嵌入式應(yīng)用模塊，通過搭建邊緣計算終端，配合17.3寸邊緣計算顯示單元、人工智能場景應(yīng)用資源包、虛擬仿真系統(tǒng)、為人工智能專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用開發(fā)提供統(tǒng)一的通訊協(xié)議和、接口及AIOT場景。

系統(tǒng)預(yù)裝Ubuntu18.04操作系統(tǒng)，所有環(huán)境代碼庫文件均已安裝，開機即用。基于多維度學(xué)習實踐平臺，由淺入深循序漸進，采用Python語言進行課程資源的開發(fā)，適用于Python編程、OpenCV、機器學(xué)習、深度學(xué)習、數(shù)字圖像處理、計算機視覺、語音識別、嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用等課程的教學(xué)和實踐。

4.6.2、主要設(shè)備介紹

系統(tǒng)由邊緣計算網(wǎng)關(guān)、邊緣顯示屏幕、AI視覺攝像頭、智能節(jié)點模塊、溫濕度傳感器、PWM可控風扇、鼠標鍵盤、報警燈等設(shè)備構(gòu)成。

（1）邊緣計算網(wǎng)關(guān)

技小空間占用：JETSON NANO模組僅有 70 X 45 毫米是體積非常小的JETSON設(shè)備。為多個行業(yè)(從智慧城市到機器人)以提供強大支持。

更大限度提高性能：JETSONNANO 提供 472 GFLOP。它可以并行運行多個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，同時外理多個高分辨率傳感器，非常適合入門級網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(NVR)家用機器人以及具備全面分析功能的智能網(wǎng)關(guān)等應(yīng)用。

優(yōu)化能效：JETSON NANO為您節(jié)約時間和精力,助力您實現(xiàn)邊緣創(chuàng)新。體驗功能強大且高效的 AI、計算機視覺和高性能計算,功耗僅為 5至10 瓦。

（2）邊緣顯示屏幕

采用HDMI高清IPS屏，畫面穩(wěn)定顏色純真顯示，給你強烈的視覺震撼。

1）IP65級防塵防水。純平面板正面防水，可有效阻止水滴及灰塵侵入機。

2）節(jié)能低耗 循環(huán)散熱。24小時全天候運行不到1度電，支持通電開機，具365*24小時全天穩(wěn)定運作能力，適用于工業(yè)場所。

3）1670萬色色彩飽滿真實。原裝IPS面板呈現(xiàn)真實色彩

4）十點電容觸摸。高速傳輸、觸控靈敏、穩(wěn)定性高、觸摸靈敏速度快，滿足高效工作需求。

（3）麥克風陣列

    麥克風陣列可以實現(xiàn)聲源定位(分辨率是1)并對語義進行解析，結(jié)合揚聲器可以進行語音播報。支持二次開發(fā)，提供詳細開發(fā)教程資料和使用應(yīng)用例程如TTS文字轉(zhuǎn)語音、會議定向錄音、實時翻譯和語音機器人控制等。同時支持接入訊飛語音云服務(wù)，可實現(xiàn)發(fā)音糾正、聲紋識別等豐富強大功能?？蓱?yīng)用在語音智能家居、會議錄音、實時翻譯、機器人交互、口音矯正、交通工具智能座艙等領(lǐng)域。

（4）工業(yè)攝像機

深度體感攝像頭是VR/AR、機器人和無人駕駛Zui核心的技術(shù)支撐之一，而深度攝像頭就是這類硬件的眼睛。只有機器對“看到的”東西，定位定姿精度更高時，才能更好地識別和做出判斷，從而提升機器的可用性和產(chǎn)品化速度。利用雙目立體視覺成像原理實現(xiàn)三維定位，即可進行手勢、肢體動作的綜。

（5）異構(gòu)網(wǎng)關(guān)

智能異構(gòu)網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)中間件為數(shù)據(jù)通訊的關(guān)鍵模塊，核心MCU采用基于ARMCortex-M4內(nèi)核的32位微控制器STM32F429ZGT6。預(yù)留4個通用無線模塊接口，支持Zigbee、Wifi、藍牙、Lora、433等無線模塊進行組合配置，配有1塊3.2寸TFT觸摸顯示屏用于顯示和交互，分辨率為320*240，并板載了TTL串口、232串口、USB轉(zhuǎn)串口、以太網(wǎng)口等多種通信接口。

利用STM32F429其強大處理能力及其自適應(yīng)實時存儲器加速器功能，使得智能異構(gòu)無線網(wǎng)關(guān)能實時處理應(yīng)用層設(shè)置的聯(lián)動信息，將不同聯(lián)動內(nèi)容分地址存儲，互不干擾，從而實現(xiàn)多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的匯聚與轉(zhuǎn)發(fā)。

另外板載了1個802.11b/g/n的模組作為網(wǎng)絡(luò)中間件，主頻高達580MHz，輸距離可達280米。它帶有Wifi功能和以太網(wǎng)接口，支持透明傳輸、串口指令、HTTPdClient等多種工作模式，支持網(wǎng)頁配置、串口AT指令、網(wǎng)路AT指令配置等，其Wifi支持AP、STA、AP+STA配網(wǎng)模式。網(wǎng)絡(luò)中間件能實現(xiàn)UART、Wifi、以太網(wǎng)三者間的數(shù)據(jù)互傳。

（6）智能節(jié)點

無線工業(yè)節(jié)點的核心MCU采用基于ARMCortex-M3內(nèi)核的32位微控制器STM32F103ZET6，M3位于屏幕下面；配有1塊3.2寸TFT觸摸顯示屏用于顯示和交互，分辨率為320*240。對外提供多種可編程的硬件接口，包括485、CAN、ADC、SPI、PWM、GPIO、UART、IIC等。預(yù)留了通用雙排防反插接口，支持Zigbee、Wifi、Lora、433等無線模塊的自由切換。此外，智能節(jié)點與AIOT虛擬仿真設(shè)備統(tǒng)一協(xié)議互聯(lián)互通。

4.6.3、產(chǎn)品功能

（1）硬件設(shè)計采用立式臺體結(jié)構(gòu)，一體化設(shè)計，結(jié)合15.6寸邊緣計算顯示單元，方便教學(xué)

（2）邊緣計算終端預(yù)裝Ubuntu18.04操作系統(tǒng)及環(huán)境代碼庫文件。支持鍵盤、鼠標，并集成15.6寸邊緣計算顯示單元，上電即用，用戶無需配置任何外設(shè)；

（3）安裝面板采用插接式設(shè)計，所有組件均需支持自由插拔，并預(yù)留USB、網(wǎng)口等接口，用戶可根據(jù)需要自行拓展其他組件；

（4）滿足Python編程、機器學(xué)習、深度學(xué)習、數(shù)字圖像處理、計算機視覺、語音識別、嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用等課程或知識點的教學(xué)；

（5）平臺集成工業(yè)攝像機、麥克風陣列，配合提供的算法源代碼，可完成包括人臉檢測、車牌識別、垃圾分類、目標檢測、語音喚醒、語音識別、語音合成、智慧交互音箱、語音控制等實驗實訓(xùn)。兼容Caffe/TensorFlow/MXNet訓(xùn)練模型和API，可以讓學(xué)生對機器視覺的流程、處理方式等有更好的了解，熟悉相關(guān)算法，了解實際應(yīng)用場景，貼近工程化應(yīng)用。

6.結(jié)合AIOT虛擬仿真系統(tǒng)，可完成AIOT工程應(yīng)用實現(xiàn)。完成人臉識別門禁系統(tǒng)（真實人臉識別通過后，根據(jù)應(yīng)用協(xié)議，虛擬仿真系統(tǒng)中，電磁鎖3D動畫打開）、語音交互控制系統(tǒng)等。

虛擬仿真系統(tǒng)中的每個實驗過程均采用3D模型進行實驗，通過更好的沉浸式體驗，避免用戶操作真實性的問題。使用戶在實驗、AIOT工程布線、開發(fā)應(yīng)用等真實場景中，得心應(yīng)手。傳感器模型在發(fā)送虛擬數(shù)據(jù)或接收真實數(shù)據(jù)時，傳感器模型根據(jù)虛擬數(shù)據(jù)的設(shè)定或真實數(shù)據(jù)的接收，產(chǎn)生對應(yīng)的動畫效果，從而使實驗更加生動，形象。虛擬仿真系統(tǒng)中的每個場景應(yīng)用均采用3D場景中拖拽控件，同時支持線路（電源、仿真器、傳感器接線等）動態(tài)驗證，輕松掌握工業(yè)級傳感器接線技術(shù)。

4.6.4、課程配套

配套基礎(chǔ)課程《傳感與控制器原理與應(yīng)用》、《無線傳感網(wǎng)絡(luò)》、《Python基礎(chǔ)》、《機器視覺OpenCV》、《深度學(xué)習與Tensorlow》、《PyQt5GUI應(yīng)用開發(fā)》、《自然語言處理》等。