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嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
2024-05-26 06:43 嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)(Embedded Edge Internet of Things, EE-IoT)是指將嵌入式系統(tǒng)與邊緣計(jì)算技術(shù)相結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)高效、智能的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。在這種架構(gòu)下,數(shù)據(jù)處理和分析功能被部署在靠近數(shù)據(jù)源的設(shè)備上,即所謂的“邊緣”設(shè)備,比如傳感器、嵌入式系統(tǒng)、單片機(jī)等,而不是完全依賴于云端處理。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)包括:
1. 數(shù)據(jù)處理延遲降低:由于數(shù)據(jù)處理在本地進(jìn)行,減少了數(shù)據(jù)傳輸至云端的時(shí)間,從而降低了延遲,提高了響應(yīng)速度。
2. 數(shù)據(jù)安全增強(qiáng):敏感數(shù)據(jù)可以在邊緣設(shè)備上進(jìn)行初步加密或處理,減少數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn),并提高系統(tǒng)的整體安全性。
3. 網(wǎng)絡(luò)帶寬節(jié)省:通過(guò)在邊緣進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,減少了需要傳輸至云端的數(shù)據(jù)量,從而節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。
4. 運(yùn)營(yíng)成本降低:邊緣計(jì)算可以減少對(duì)中心數(shù)據(jù)中心的依賴,從而可能降低相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施成本和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。
5. 高效的資源管理:邊緣設(shè)備能夠更好地管理其自身的資源,例如能量消耗、存儲(chǔ)空間等,這對(duì)于資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備尤為重要。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛,包括智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、智能交通系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的發(fā)展,嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)將繼續(xù)發(fā)揮重要作用,為各行業(yè)提供更加智能化、個(gè)性化的解決方案。
平臺(tái)簡(jiǎn)介
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由邊緣計(jì)算智能網(wǎng)關(guān)、AI攝像頭、AI麥克風(fēng)陣列、zigbee節(jié)點(diǎn)、藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)和Nbiot節(jié)點(diǎn)、lorawan節(jié)點(diǎn)等多種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。通過(guò)多種傳感器的自由選擇搭配,可以完成智慧城市、智能家居,智慧校園,智能安防、物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、為搭建4G/5G綜合應(yīng)用場(chǎng)景提供支持。
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體框架如下圖:
整個(gè)教學(xué)平臺(tái)包括物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式Linux和人工智能(AI),三個(gè)部分互相支撐、互為補(bǔ)充。人工智能部分的硬件基于嵌入式ARM控制器、高清相機(jī)模塊、7麥麥克風(fēng)陣列,具備語(yǔ)音、圖像數(shù)據(jù)的采集和處理能力及適用于多種場(chǎng)景的控制接口;嵌入式Linux部分的硬件采用CPU+GPU雙處理器架構(gòu),配備高清大屏以及豐富的外設(shè)接口;物聯(lián)網(wǎng)部分的硬件支持RFID、Zigbee、Ble、Lora、NBIoT等無(wú)線傳輸技術(shù)以及20余種傳感器模塊。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用多核高性能 AI 處理器,預(yù)裝 Ubuntu Linux 操作系統(tǒng)與 OpenCV 計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù),支持 TensorFlow Lite、NCNN、MNN、Paddle-Lite、MACE 等深度學(xué)習(xí)端側(cè)推理框架。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)支持圖像處理、語(yǔ)音處理、無(wú)線通信、傳感器原理、RFID等技術(shù)的主流算法及應(yīng)用。提供完整的配套教學(xué)教材,實(shí)訓(xùn)案例的源碼、開(kāi)發(fā)手冊(cè)等,滿足AI和IOT教學(xué)實(shí)訓(xùn)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)等需求。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用CPU+GPU雙處理器架構(gòu),不少于10種模塊接口,配備高清大屏、高清相機(jī)模塊、麥克風(fēng)陣列和ODB接口,硬件系統(tǒng)采用DC12V電源適配器安全供電,實(shí)現(xiàn)嵌入式linux實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、人工智能實(shí)驗(yàn)及AIOT綜合實(shí)驗(yàn)等。
1.1系統(tǒng)特點(diǎn)
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基于新工科的教育理念,讓教學(xué)更輕松,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)更容易,售后服務(wù)更便捷,更多的考慮實(shí)驗(yàn)的先進(jìn)性、擴(kuò)展性、包容性。
1.先進(jìn)性
超強(qiáng)性能
- AI嵌入式邊緣計(jì)算處理器RK3399,4G+16G內(nèi)存配置,11.6寸高清電容屏。
- 選配NPU協(xié)處理器模塊,直接運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,運(yùn)算能力高達(dá)2.8 TOPs@300mW。
- 提供更豐富的擴(kuò)展接口:雙路USB3.0,四路USB2.0,RS232,RS485,嵌入式拓展接口等各種外設(shè)接口。
2.擴(kuò)展性
按需定制
- 所有硬件單元采用模塊化設(shè)計(jì),可根據(jù)需求進(jìn)行彈性定制選型和搭配。
- 提供可選的豐富的項(xiàng)目套件模塊,可以完成各種AI應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。
- 智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)平臺(tái)提供嵌入式擴(kuò)展接口,包含常用接口的拓展,包括GPIO、ADC、IIC、UART、PWM、SPI等。
3.包容性
一機(jī)多用
- 根據(jù)教學(xué)用途,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可作為人工智能、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能硬件等學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué),提供不同的教學(xué)資源。
- 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可完成豐富的課程及實(shí)驗(yàn),包括:Python程序設(shè)計(jì)、嵌入式Linux操作系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、自然語(yǔ)言處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理、無(wú)線通信、android應(yīng)用技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)中間件、AIOT應(yīng)用實(shí)訓(xùn)等
- 完美融合物聯(lián)網(wǎng),邊緣智聯(lián)網(wǎng)(eAIOT)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的對(duì)硬件進(jìn)行了兼容性設(shè)計(jì),在硬件上可以同時(shí)滿足物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和嵌入式三個(gè)專業(yè)的實(shí)訓(xùn)需求。這樣大大提高了實(shí)訓(xùn)設(shè)備在學(xué)習(xí)不同專業(yè)的復(fù)用率,能夠大大減少學(xué)校實(shí)訓(xùn)室場(chǎng)地不足的帶來(lái)的問(wèn)題,同時(shí)也能夠?yàn)榻鉀Q學(xué)校建設(shè)多個(gè)實(shí)訓(xùn)室資金不足的問(wèn)題。
邊緣智聯(lián)網(wǎng)(eAIOT)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以為學(xué)校解決人工智能開(kāi)課的師資問(wèn)題、教學(xué)資源問(wèn)題、實(shí)訓(xùn)資源問(wèn)題、實(shí)訓(xùn)設(shè)備問(wèn)題以及和行業(yè)應(yīng)用對(duì)接的問(wèn)題,真正做到了產(chǎn)、教、學(xué)、研、創(chuàng)五位一體。
RK3399計(jì)算模塊具有豐富的外設(shè)和擴(kuò)展接口,可以擴(kuò)展使用雙MIPI寬動(dòng)態(tài)攝像頭,另外它還帶有eDP顯示接口,MIPI顯示接口,1路USB3.0,2路USB2.0,以及12C,12S,SPI,PWM,GF10和串口等各種資源。RK3399可流暢運(yùn)行Android 8.1,Ubuntu 18.04,Armbian,Buildroot等主流嵌入式操作系統(tǒng),軟件資源和生態(tài)非常豐富,尤其是Android 8.1具有NN SDK神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速軟件包,Qt-5.10集成了VPU硬件編解碼,GPU圖形加速,可使用QML快速開(kāi)發(fā)流暢的動(dòng)態(tài)式界面,因此RK3399核心板非常適合做高端人臉識(shí)別,機(jī)器視覺(jué),VR虛擬現(xiàn)實(shí),自動(dòng)駕駛,深度計(jì)算分析等方面的人工智能產(chǎn)品快速原型及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
硬件參數(shù):
l 11.6寸高清觸顯一體屏:板載,eDP接口,電容式多點(diǎn)觸摸,分辨率1920*1080
l 按鍵:板載重啟、恢復(fù)、電源3個(gè)功能按鍵,4個(gè)用戶自定義按鍵
l UART:1路RS232,1路RS485
l 以太網(wǎng):100/1000M
l 音頻:音頻輸出接口、MIC音頻輸入接口、板載4歐3W揚(yáng)聲器
l 無(wú)線網(wǎng):WiFi (2.4G and 5G, 802.11 ac), Bluetooth 4.1
l 4G模組:板載,板載EC20模組
l LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊接口:板載mini-pcie接口,可接入SX1301八通道并行LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊。1個(gè)項(xiàng)目須至少配備1個(gè)LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊,以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室所有l(wèi)ora節(jié)點(diǎn)的接入管理。
l Zigbee網(wǎng)關(guān)模塊:板載,直列雙排20芯插針接口,非usb接口。
l BLE網(wǎng)關(guān)模塊:板載,直列雙排20芯插針接口,非usb接口。
l USB 3.0 HOST接口:板載2個(gè)
l Debug接口:板載1個(gè)
l Download接口:板載1個(gè)
l 鍵盤:板載7寸80鍵標(biāo)準(zhǔn)鍵盤
l 高清相機(jī)模組:CMOS傳感器OV13850,MIPI信號(hào)輸出,400萬(wàn)像素,最高支持2688x1520像素。
l 麥克風(fēng)陣列:板載7顆數(shù)字高性能硅麥克風(fēng)。
l 震動(dòng)馬達(dá)傳感器:1個(gè)
l LED:板載4顆藍(lán)色LED燈珠。
l 天線接口:板載wifi、BLE、lora、LET 共4個(gè)天線接口。
l 傳感器擴(kuò)展接口:板載,與無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感器模塊接口兼容,可完成linux系統(tǒng)下的傳感器驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)。
l OBD接口:板載,標(biāo)準(zhǔn)16針OBD-II插座,與配套軟件結(jié)合可完成基于CAN總線通信相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
l 電源:DC 9-12V輸入
l 其他接口:MIPI、GPIO、SPI、I2C、TF Card (sd/mmc 3.0)、SIM卡座、USB 2.0 HOST、USB Type-C (with DP out)、eDP 1.3、HDMI 2.0 for 4K 60Hz
1.2.1. 4G LTE模塊
l 網(wǎng)絡(luò):FDD-LTE/TDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/GSM/EDGE;
l 制式:CMCC/CUCC(B1/B3/B8/B34/B38/B39/B40);
l 工作頻帶:HSPA1900/2100,GSM 900/1800;
l 高速USB 2.0接口、PCI-E接口;
l 支持短信、數(shù)據(jù)、電話本、PCM語(yǔ)音功能;
l 支持IPv4,IPv6協(xié)議;
l 支持LTE多頻;
l 支持最大150M/50Mbps的理論上下行數(shù)據(jù)傳輸速率;
ZigBee節(jié)點(diǎn)其一系列完整的ZigBee產(chǎn)品參考設(shè)計(jì),旨在幫助開(kāi)發(fā)人員縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,并簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)基于ZigBee的家庭自動(dòng)化、互聯(lián)照明和智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。
產(chǎn)品特點(diǎn)
圖形化無(wú)線應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
ZigBee3.0/EmberZNet PRO/物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)狀例程。
豐富應(yīng)用開(kāi)發(fā)示例。
最大輸出功率16.5dBm、最大靈敏度-99dBm。
32位40MHz CortexM4、256KB內(nèi)存、32KB RAM。
采用TI新一代ZIGBEE芯片CC2530。
支持基于IEEE802.15.4的ZIGBEE2007/PRO協(xié)議。
采用LP標(biāo)準(zhǔn)的20芯雙排直插模式接入底板。
支持TIZ-STACK協(xié)議棧。
雙排通孔封裝(兼容xbee模組)。
藍(lán)牙MESH節(jié)點(diǎn)專門針對(duì)藍(lán)牙網(wǎng)狀Mesh和BLE5.1研發(fā)的, 支持最新藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙5規(guī)范的全套軟件和硬件。
產(chǎn)品特點(diǎn)
l 圖形化無(wú)線應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
l 采用TI超低功耗藍(lán)牙解決方案CC2540芯片。
l 采用WXL標(biāo)準(zhǔn)的20芯雙排直插模式接入網(wǎng)關(guān)主板。
l 符合藍(lán)牙規(guī)范 4.0 版標(biāo)準(zhǔn)支持TI最新Z-STACK協(xié)議棧。
l 雙排通孔封裝(兼容xbee模組)。
Lorawan 節(jié)點(diǎn)模塊:SX1278 節(jié)點(diǎn),配合行 LoRaWAN 網(wǎng)關(guān)模塊使用。
產(chǎn)品特點(diǎn)
l 雙排通孔封裝(兼容 xbee 模組)
l 休眠模式下電流低至 1.8uA
l 工作頻段:470~510MHz
l 發(fā)射功率 18dBm±1dBm,發(fā)射電流 100mA,
l 接收靈敏度-139dBm(SF12 、帶寬 125KHz)
l 通信接口:SPI/USART/IIC
l 擴(kuò)展接口:ADC;SPI;IIC;GPIO
l 支持 LoRaWAN V1.0.2 Class A/C 協(xié)議
l 提供 SDK 開(kāi)發(fā)方式
l 系統(tǒng)資源 FLASH/128K,RAM/16K,EEPROM/4K
l 用戶可用資源:FLASH/64K,RAM/8K,EEPROM/4K
Nbiot節(jié)點(diǎn)模塊采用的是lierda NB86-G,模塊主控芯片是STM32F103, 基于 HISILICON Hi2115 的 Boudica 芯片,符合 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)。
產(chǎn)品特點(diǎn)
l 工作電壓:4.3V
l 最低功耗:≤10uA
l 發(fā)射功率:23dBm±2dB(Max),最大鏈路預(yù)算較 GPRS 或 LTE 下提升 20dB,最大耦合損耗MCL為-164dBm
l 采用LP標(biāo)準(zhǔn)的20芯雙排直插模式接入底板
l 提供SDK開(kāi)發(fā)方式
l 系統(tǒng)資源FLASH/64K,RAM/20K
l 用戶可用資源:FLASH/30K,RAM/10K
2)帶硬件浮點(diǎn)運(yùn)算的RISC-V 雙核64位處理器,主頻最高800MHz。
3)具備機(jī)器聽(tīng)覺(jué)能力和語(yǔ)音識(shí)別能力,內(nèi)置語(yǔ)音處理單元(APU)。
4)具備卷積人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件加速器KPU,可高性能進(jìn)行卷積人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算。
5)麥克風(fēng)陣列模塊集成TFT彩屏屏,能夠直觀顯示音頻頻譜圖。
6)內(nèi)置ARM STM32 USB音頻驅(qū)動(dòng)芯片,提供USB聲卡驅(qū)動(dòng),開(kāi)放源代碼。
7)接口:雙列直插封裝/USB,需能夠接入到eAIOT平臺(tái)使用。
8)支持語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解、語(yǔ)音合成、人機(jī)對(duì)話等功能,可與硬件進(jìn)行語(yǔ)音交互。
5米監(jiān)測(cè)范圍、基于linux系統(tǒng)
l 有效像素200萬(wàn)像素,30幀@1920*1080
l C/CS鏡頭接口,最低照度0.001 Lux,120dB TWDR
l 支持協(xié)議:PROFILE S,GB/T28181,F(xiàn)TP/RTSP.UPNP等
l 支持雙碼流、手機(jī)監(jiān)控、心跳機(jī)制,具3D降噪、去霧、數(shù)字寬動(dòng)態(tài)、鏡頭校正、走廊監(jiān)控等智能模式
l 提供基于eAIOT教學(xué)平臺(tái)的人臉識(shí)別系統(tǒng)案例。
可完成對(duì)ISO14443A協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式IC卡如Mifare_Std S50,ISO15693協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式IC卡如I.CODE2等卡片的讀寫操作。
具有接收靈敏度高,工作電流小,單電源供電的特點(diǎn)。
板載有源模塊擴(kuò)展模塊可以和網(wǎng)關(guān)有源擴(kuò)展模塊配對(duì)完成有源通信功能。
STM8系列通過(guò)SWIM接口與ST-LINK/V2連接。
STM32系列通過(guò)JTAG / SWD接口與ST-LINK/V2連接。
ST-LINK/V2通過(guò)高速USB2.0與PC端連接。
支持的軟件
ST-LINK Utility v2.0(及以上版本)
STVD Version 4.2.1(及以上版本)
STVP Version 3.2.3(及以上版本)
IAR EWARM Revision v6.20(及以上版本)
IAR EWSTM8 Revision v1.30(及以上版本)
KEIL RVMDK Revision v4.21(及以上版本)
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)包括:
1. 數(shù)據(jù)處理延遲降低:由于數(shù)據(jù)處理在本地進(jìn)行,減少了數(shù)據(jù)傳輸至云端的時(shí)間,從而降低了延遲,提高了響應(yīng)速度。
2. 數(shù)據(jù)安全增強(qiáng):敏感數(shù)據(jù)可以在邊緣設(shè)備上進(jìn)行初步加密或處理,減少數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn),并提高系統(tǒng)的整體安全性。
3. 網(wǎng)絡(luò)帶寬節(jié)省:通過(guò)在邊緣進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,減少了需要傳輸至云端的數(shù)據(jù)量,從而節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。
4. 運(yùn)營(yíng)成本降低:邊緣計(jì)算可以減少對(duì)中心數(shù)據(jù)中心的依賴,從而可能降低相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施成本和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。
5. 高效的資源管理:邊緣設(shè)備能夠更好地管理其自身的資源,例如能量消耗、存儲(chǔ)空間等,這對(duì)于資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備尤為重要。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛,包括智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、智能交通系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的發(fā)展,嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)將繼續(xù)發(fā)揮重要作用,為各行業(yè)提供更加智能化、個(gè)性化的解決方案。
平臺(tái)簡(jiǎn)介
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由邊緣計(jì)算智能網(wǎng)關(guān)、AI攝像頭、AI麥克風(fēng)陣列、zigbee節(jié)點(diǎn)、藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)和Nbiot節(jié)點(diǎn)、lorawan節(jié)點(diǎn)等多種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。通過(guò)多種傳感器的自由選擇搭配,可以完成智慧城市、智能家居,智慧校園,智能安防、物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、為搭建4G/5G綜合應(yīng)用場(chǎng)景提供支持。
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體框架如下圖:
1.1. 邊緣計(jì)算智能網(wǎng)關(guān)
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是一款集成物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、嵌入式、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)于一體的高端教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。整個(gè)教學(xué)平臺(tái)包括物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式Linux和人工智能(AI),三個(gè)部分互相支撐、互為補(bǔ)充。人工智能部分的硬件基于嵌入式ARM控制器、高清相機(jī)模塊、7麥麥克風(fēng)陣列,具備語(yǔ)音、圖像數(shù)據(jù)的采集和處理能力及適用于多種場(chǎng)景的控制接口;嵌入式Linux部分的硬件采用CPU+GPU雙處理器架構(gòu),配備高清大屏以及豐富的外設(shè)接口;物聯(lián)網(wǎng)部分的硬件支持RFID、Zigbee、Ble、Lora、NBIoT等無(wú)線傳輸技術(shù)以及20余種傳感器模塊。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用多核高性能 AI 處理器,預(yù)裝 Ubuntu Linux 操作系統(tǒng)與 OpenCV 計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù),支持 TensorFlow Lite、NCNN、MNN、Paddle-Lite、MACE 等深度學(xué)習(xí)端側(cè)推理框架。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)支持圖像處理、語(yǔ)音處理、無(wú)線通信、傳感器原理、RFID等技術(shù)的主流算法及應(yīng)用。提供完整的配套教學(xué)教材,實(shí)訓(xùn)案例的源碼、開(kāi)發(fā)手冊(cè)等,滿足AI和IOT教學(xué)實(shí)訓(xùn)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)等需求。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用CPU+GPU雙處理器架構(gòu),不少于10種模塊接口,配備高清大屏、高清相機(jī)模塊、麥克風(fēng)陣列和ODB接口,硬件系統(tǒng)采用DC12V電源適配器安全供電,實(shí)現(xiàn)嵌入式linux實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、人工智能實(shí)驗(yàn)及AIOT綜合實(shí)驗(yàn)等。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基于新工科的教育理念,讓教學(xué)更輕松,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)更容易,售后服務(wù)更便捷,更多的考慮實(shí)驗(yàn)的先進(jìn)性、擴(kuò)展性、包容性。
1.先進(jìn)性
超強(qiáng)性能
- AI嵌入式邊緣計(jì)算處理器RK3399,4G+16G內(nèi)存配置,11.6寸高清電容屏。
- 選配NPU協(xié)處理器模塊,直接運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,運(yùn)算能力高達(dá)2.8 TOPs@300mW。
- 提供更豐富的擴(kuò)展接口:雙路USB3.0,四路USB2.0,RS232,RS485,嵌入式拓展接口等各種外設(shè)接口。
2.擴(kuò)展性
按需定制
- 所有硬件單元采用模塊化設(shè)計(jì),可根據(jù)需求進(jìn)行彈性定制選型和搭配。
- 提供可選的豐富的項(xiàng)目套件模塊,可以完成各種AI應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。
- 智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)平臺(tái)提供嵌入式擴(kuò)展接口,包含常用接口的拓展,包括GPIO、ADC、IIC、UART、PWM、SPI等。
3.包容性
一機(jī)多用
- 根據(jù)教學(xué)用途,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可作為人工智能、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能硬件等學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué),提供不同的教學(xué)資源。
- 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可完成豐富的課程及實(shí)驗(yàn),包括:Python程序設(shè)計(jì)、嵌入式Linux操作系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、自然語(yǔ)言處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理、無(wú)線通信、android應(yīng)用技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)中間件、AIOT應(yīng)用實(shí)訓(xùn)等
- 完美融合物聯(lián)網(wǎng),邊緣智聯(lián)網(wǎng)(eAIOT)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的對(duì)硬件進(jìn)行了兼容性設(shè)計(jì),在硬件上可以同時(shí)滿足物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和嵌入式三個(gè)專業(yè)的實(shí)訓(xùn)需求。這樣大大提高了實(shí)訓(xùn)設(shè)備在學(xué)習(xí)不同專業(yè)的復(fù)用率,能夠大大減少學(xué)校實(shí)訓(xùn)室場(chǎng)地不足的帶來(lái)的問(wèn)題,同時(shí)也能夠?yàn)榻鉀Q學(xué)校建設(shè)多個(gè)實(shí)訓(xùn)室資金不足的問(wèn)題。
邊緣智聯(lián)網(wǎng)(eAIOT)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以為學(xué)校解決人工智能開(kāi)課的師資問(wèn)題、教學(xué)資源問(wèn)題、實(shí)訓(xùn)資源問(wèn)題、實(shí)訓(xùn)設(shè)備問(wèn)題以及和行業(yè)應(yīng)用對(duì)接的問(wèn)題,真正做到了產(chǎn)、教、學(xué)、研、創(chuàng)五位一體。
1.1.1. 嵌入式網(wǎng)關(guān)核心板
RK3399核心板是一款266-pin金手指形式高性能ARM計(jì)算機(jī)模塊,它采用了瑞芯微64位六核(包含雙核Cortex-A72 +四核Cortex-A53)Soc RK3399作為主處理器,標(biāo)配4GB DDR3內(nèi)存和16GB閃存,板載2×2 MIMO雙天線Wi Fi模組,尺寸只有69.6×50mm,模塊上帶有獨(dú)立的Typec供電接口,以及USB-C顯示接口。RK3399計(jì)算模塊具有豐富的外設(shè)和擴(kuò)展接口,可以擴(kuò)展使用雙MIPI寬動(dòng)態(tài)攝像頭,另外它還帶有eDP顯示接口,MIPI顯示接口,1路USB3.0,2路USB2.0,以及12C,12S,SPI,PWM,GF10和串口等各種資源。RK3399可流暢運(yùn)行Android 8.1,Ubuntu 18.04,Armbian,Buildroot等主流嵌入式操作系統(tǒng),軟件資源和生態(tài)非常豐富,尤其是Android 8.1具有NN SDK神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速軟件包,Qt-5.10集成了VPU硬件編解碼,GPU圖形加速,可使用QML快速開(kāi)發(fā)流暢的動(dòng)態(tài)式界面,因此RK3399核心板非常適合做高端人臉識(shí)別,機(jī)器視覺(jué),VR虛擬現(xiàn)實(shí),自動(dòng)駕駛,深度計(jì)算分析等方面的人工智能產(chǎn)品快速原型及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
硬件參數(shù):
CPU |
SOC:RK3399 核心:64位雙核Cortex-A72 +四核Cortex-A53 頻率:Cortex-A72 (2.0 ghz), Cortex-A53 (1.5 ghz) |
GPU | Mali-T864 GPU,支持OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1、OpenVG1.1 OpenCL, DX11, AFBC |
VPU | 4K VP9 and 4K 10bits H265/H264 60fps decoding, Dual VOP, etc |
Memory | RAM: Dual-Channel 4GB DDR3 |
Storage | eMMC: 16GB(regular), 32GB/64GB(optional), eMMC 5.1 |
Power Management | RK808-D PMIC,配合獨(dú)立直流/直流,啟用dvf solfware省電,RTC喚醒,系統(tǒng)睡眠模式 |
Connectivity |
以太網(wǎng):本機(jī)千兆以太網(wǎng) wi - fi: 802.11 a / b / g / n / ac 藍(lán)牙:4.1雙模式 天線:雙天線接口 |
Video Input | 1個(gè)或兩個(gè)4-Lane MIPI-CSI,雙重ISP, 13 mpix / s,同時(shí)支持雙相機(jī)數(shù)據(jù)的輸入 |
Video Output |
HDMI: HDMI 2.0a, supports 4K@60Hz,HDCP 1.4/2.2 DP on Type-C: DisplayPort 1.2 Alt Mode on USB Type-C LCD Interface: one eDP 1.3(4-Lane,10.8Gbps), one or two 4-Lane MIPI-DSI |
USB |
USB 2.0: 2獨(dú)立的本地主機(jī)USB 2.0 USB 3.0: 1本地主機(jī)USB 3.0 USB c類型:支持USB3.0 c型和顯示端口1.2 Alt模式USB c型 |
PCIe | PCIe x4, compatible with PCIe 2.1, Dual operation mode |
調(diào)試 | 1 x調(diào)試UART, 3 v級(jí),1500000個(gè)基點(diǎn) |
LED | 1x Power LED(Red) 1x GPIO LED(Green) |
Key | Power Key x1 Reset Key x1 Recovery Key x1 |
工作溫度 | -20℃ to 70℃ |
電源 | 直流12 v / 1(邊緣連接器)或DV 5 v / 2.5 (c型) |
1.1.2. 網(wǎng)關(guān)底板其他外設(shè)
l 11.6寸高清觸顯一體屏:板載,eDP接口,電容式多點(diǎn)觸摸,分辨率1920*1080
l 按鍵:板載重啟、恢復(fù)、電源3個(gè)功能按鍵,4個(gè)用戶自定義按鍵
l UART:1路RS232,1路RS485
l 以太網(wǎng):100/1000M
l 音頻:音頻輸出接口、MIC音頻輸入接口、板載4歐3W揚(yáng)聲器
l 無(wú)線網(wǎng):WiFi (2.4G and 5G, 802.11 ac), Bluetooth 4.1
l 4G模組:板載,板載EC20模組
l LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊接口:板載mini-pcie接口,可接入SX1301八通道并行LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊。1個(gè)項(xiàng)目須至少配備1個(gè)LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊,以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室所有l(wèi)ora節(jié)點(diǎn)的接入管理。
l Zigbee網(wǎng)關(guān)模塊:板載,直列雙排20芯插針接口,非usb接口。
l BLE網(wǎng)關(guān)模塊:板載,直列雙排20芯插針接口,非usb接口。
l USB 3.0 HOST接口:板載2個(gè)
l Debug接口:板載1個(gè)
l Download接口:板載1個(gè)
l 鍵盤:板載7寸80鍵標(biāo)準(zhǔn)鍵盤
l 高清相機(jī)模組:CMOS傳感器OV13850,MIPI信號(hào)輸出,400萬(wàn)像素,最高支持2688x1520像素。
l 麥克風(fēng)陣列:板載7顆數(shù)字高性能硅麥克風(fēng)。
l 震動(dòng)馬達(dá)傳感器:1個(gè)
l LED:板載4顆藍(lán)色LED燈珠。
l 天線接口:板載wifi、BLE、lora、LET 共4個(gè)天線接口。
l 傳感器擴(kuò)展接口:板載,與無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感器模塊接口兼容,可完成linux系統(tǒng)下的傳感器驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)。
l OBD接口:板載,標(biāo)準(zhǔn)16針OBD-II插座,與配套軟件結(jié)合可完成基于CAN總線通信相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
l 電源:DC 9-12V輸入
l 其他接口:MIPI、GPIO、SPI、I2C、TF Card (sd/mmc 3.0)、SIM卡座、USB 2.0 HOST、USB Type-C (with DP out)、eDP 1.3、HDMI 2.0 for 4K 60Hz
1.2. 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)及外設(shè)模塊
l 網(wǎng)絡(luò):FDD-LTE/TDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/GSM/EDGE;
l 制式:CMCC/CUCC(B1/B3/B8/B34/B38/B39/B40);
l 工作頻帶:HSPA1900/2100,GSM 900/1800;
l 高速USB 2.0接口、PCI-E接口;
l 支持短信、數(shù)據(jù)、電話本、PCM語(yǔ)音功能;
l 支持IPv4,IPv6協(xié)議;
l 支持LTE多頻;
l 支持最大150M/50Mbps的理論上下行數(shù)據(jù)傳輸速率;
1.2.2. zigbee節(jié)點(diǎn)
ZigBee節(jié)點(diǎn)其一系列完整的ZigBee產(chǎn)品參考設(shè)計(jì),旨在幫助開(kāi)發(fā)人員縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,并簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)基于ZigBee的家庭自動(dòng)化、互聯(lián)照明和智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。
產(chǎn)品特點(diǎn)
圖形化無(wú)線應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
ZigBee3.0/EmberZNet PRO/物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)狀例程。
豐富應(yīng)用開(kāi)發(fā)示例。
最大輸出功率16.5dBm、最大靈敏度-99dBm。
32位40MHz CortexM4、256KB內(nèi)存、32KB RAM。
采用TI新一代ZIGBEE芯片CC2530。
支持基于IEEE802.15.4的ZIGBEE2007/PRO協(xié)議。
采用LP標(biāo)準(zhǔn)的20芯雙排直插模式接入底板。
支持TIZ-STACK協(xié)議棧。
雙排通孔封裝(兼容xbee模組)。
1.2.3. 藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)
藍(lán)牙MESH節(jié)點(diǎn)專門針對(duì)藍(lán)牙網(wǎng)狀Mesh和BLE5.1研發(fā)的, 支持最新藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙5規(guī)范的全套軟件和硬件。
產(chǎn)品特點(diǎn)
l 圖形化無(wú)線應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
l 采用TI超低功耗藍(lán)牙解決方案CC2540芯片。
l 采用WXL標(biāo)準(zhǔn)的20芯雙排直插模式接入網(wǎng)關(guān)主板。
l 符合藍(lán)牙規(guī)范 4.0 版標(biāo)準(zhǔn)支持TI最新Z-STACK協(xié)議棧。
l 雙排通孔封裝(兼容xbee模組)。
1.2.4. Lorawan節(jié)點(diǎn)
Lorawan 節(jié)點(diǎn)模塊:SX1278 節(jié)點(diǎn),配合行 LoRaWAN 網(wǎng)關(guān)模塊使用。
產(chǎn)品特點(diǎn)
l 雙排通孔封裝(兼容 xbee 模組)
l 休眠模式下電流低至 1.8uA
l 工作頻段:470~510MHz
l 發(fā)射功率 18dBm±1dBm,發(fā)射電流 100mA,
l 接收靈敏度-139dBm(SF12 、帶寬 125KHz)
l 通信接口:SPI/USART/IIC
l 擴(kuò)展接口:ADC;SPI;IIC;GPIO
l 支持 LoRaWAN V1.0.2 Class A/C 協(xié)議
l 提供 SDK 開(kāi)發(fā)方式
l 系統(tǒng)資源 FLASH/128K,RAM/16K,EEPROM/4K
l 用戶可用資源:FLASH/64K,RAM/8K,EEPROM/4K
1.2.5. Nbiot節(jié)點(diǎn)
Nbiot節(jié)點(diǎn)模塊采用的是lierda NB86-G,模塊主控芯片是STM32F103, 基于 HISILICON Hi2115 的 Boudica 芯片,符合 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)。
產(chǎn)品特點(diǎn)
l 工作電壓:4.3V
l 最低功耗:≤10uA
l 發(fā)射功率:23dBm±2dB(Max),最大鏈路預(yù)算較 GPRS 或 LTE 下提升 20dB,最大耦合損耗MCL為-164dBm
l 采用LP標(biāo)準(zhǔn)的20芯雙排直插模式接入底板
l 提供SDK開(kāi)發(fā)方式
l 系統(tǒng)資源FLASH/64K,RAM/20K
l 用戶可用資源:FLASH/30K,RAM/10K
1.2.6. AI麥克風(fēng)陣列
1)7路麥克風(fēng)陣列,提供聲源定位、語(yǔ)音增強(qiáng)、語(yǔ)音降噪、回聲消除、聲音拾取等功能。2)帶硬件浮點(diǎn)運(yùn)算的RISC-V 雙核64位處理器,主頻最高800MHz。
3)具備機(jī)器聽(tīng)覺(jué)能力和語(yǔ)音識(shí)別能力,內(nèi)置語(yǔ)音處理單元(APU)。
4)具備卷積人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件加速器KPU,可高性能進(jìn)行卷積人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算。
5)麥克風(fēng)陣列模塊集成TFT彩屏屏,能夠直觀顯示音頻頻譜圖。
6)內(nèi)置ARM STM32 USB音頻驅(qū)動(dòng)芯片,提供USB聲卡驅(qū)動(dòng),開(kāi)放源代碼。
7)接口:雙列直插封裝/USB,需能夠接入到eAIOT平臺(tái)使用。
8)支持語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解、語(yǔ)音合成、人機(jī)對(duì)話等功能,可與硬件進(jìn)行語(yǔ)音交互。
5米監(jiān)測(cè)范圍、基于linux系統(tǒng)
1.2.7. AI攝像頭
l 1/1.8" SONY Exmor CMOSl 有效像素200萬(wàn)像素,30幀@1920*1080
l C/CS鏡頭接口,最低照度0.001 Lux,120dB TWDR
l 支持協(xié)議:PROFILE S,GB/T28181,F(xiàn)TP/RTSP.UPNP等
l 支持雙碼流、手機(jī)監(jiān)控、心跳機(jī)制,具3D降噪、去霧、數(shù)字寬動(dòng)態(tài)、鏡頭校正、走廊監(jiān)控等智能模式
l 提供基于eAIOT教學(xué)平臺(tái)的人臉識(shí)別系統(tǒng)案例。
1.2.8. 高讀卡器
高頻讀卡器采用的RC632是NXP公司生產(chǎn)的一款集成了ISO/IEC14443A、ISO/IEC14443B和ISO/IEC15693三種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)芯片及嵌入式微控制器設(shè)計(jì)可完成對(duì)ISO14443A協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式IC卡如Mifare_Std S50,ISO15693協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式IC卡如I.CODE2等卡片的讀寫操作。
1.2.9. 低頻讀卡器
低頻讀卡器采用先進(jìn)的射頻線路及嵌入式微控制器設(shè)計(jì),結(jié)合高效解碼算法,可完成對(duì)64bitsRead-Only Em4100兼容式125KHz非接觸式ID卡的讀取具有接收靈敏度高,工作電流小,單電源供電的特點(diǎn)。
1.2.10. 超高頻讀卡器
超高頻讀卡器采用高度集成的UHF RFID讀寫芯片(超高頻讀寫芯片)及嵌入式微控制器設(shè)計(jì),可完成對(duì)ISO18000-6C & EPC global Gen2 協(xié)議卡片的讀寫操作。板載有源模塊擴(kuò)展模塊可以和網(wǎng)關(guān)有源擴(kuò)展模塊配對(duì)完成有源通信功能。
1.2.11. 傳感器組件
選配:溫度/光敏/蜂鳴器一體傳感器模塊、高精度溫濕度傳感器模塊、兩路繼電器模塊、可調(diào)LED燈光模塊、振動(dòng)傳感器/蜂鳴器一體模塊、超聲波測(cè)距傳感器模塊、4位LED數(shù)碼管顯示模塊;1.3. St-link仿真器
ST-LINK/V2是ST意法半導(dǎo)體為評(píng)估、開(kāi)發(fā)STM8系列和STM32系列MCU而設(shè)計(jì)的集在線仿真與下載為一體的開(kāi)發(fā)工具。STM8系列通過(guò)SWIM接口與ST-LINK/V2連接。
STM32系列通過(guò)JTAG / SWD接口與ST-LINK/V2連接。
ST-LINK/V2通過(guò)高速USB2.0與PC端連接。
支持的軟件
ST-LINK Utility v2.0(及以上版本)
STVD Version 4.2.1(及以上版本)
STVP Version 3.2.3(及以上版本)
IAR EWARM Revision v6.20(及以上版本)
IAR EWSTM8 Revision v1.30(及以上版本)
KEIL RVMDK Revision v4.21(及以上版本)