嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：探索未來(lái)科技的先鋒
2024-05-29 06:46 在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)日益成為科技領(lǐng)域的熱門(mén)話題。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對(duì)能夠?qū)⑽锢碓O(shè)備、嵌入式系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)的技術(shù)有著更高的期望。為了滿足這一需求，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，成為推動(dòng)創(chuàng)新和探索的關(guān)鍵工具。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是一種集成了嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它提供了一個(gè)模擬和測(cè)試物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的環(huán)境。通過(guò)這種平臺(tái)，研究人員和工程師可以模擬不同場(chǎng)景下的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接和通信，驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性和性能。同時(shí)，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還可以用于開(kāi)發(fā)和測(cè)試各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，包括智能家居、智能交通和工業(yè)自動(dòng)化等。
采用嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的最大優(yōu)勢(shì)是其靈活性和可定制性。平臺(tái)可以根據(jù)不同應(yīng)用需求進(jìn)行定制，為研究人員和工程師提供更多的自由度。另外，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還具備高度可擴(kuò)展性，可以與其他系統(tǒng)和設(shè)備無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)更智能化和高效的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
當(dāng)談及嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的前景時(shí)，我們可以看到它在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。在智能家居領(lǐng)域，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以幫助家庭實(shí)現(xiàn)智能化控制和管理，提高生活品質(zhì)。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制，提升工業(yè)生產(chǎn)效率。在智能交通領(lǐng)域，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)車輛之間的通信和數(shù)據(jù)共享，提高交通安全和效率。
總之，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是連接物理世界和數(shù)字世界的橋梁，它為我們探索未來(lái)科技的先鋒提供了強(qiáng)有力的支持。在信息化浪潮的推動(dòng)下，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將進(jìn)一步發(fā)展壯大，為人們的生活、工作和社會(huì)帶來(lái)更多的便利和創(chuàng)新。讓我們跟隨時(shí)代的步伐，迎接嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)帶來(lái)的無(wú)限可能！
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。
嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是一種集成了嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它提供了一個(gè)模擬和測(cè)試物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的環(huán)境。通過(guò)這種平臺(tái)，研究人員和工程師可以模擬不同場(chǎng)景下的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接和通信，驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性和性能。同時(shí)，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還可以用于開(kāi)發(fā)和測(cè)試各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，包括智能家居、智能交通和工業(yè)自動(dòng)化等。
采用嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的最大優(yōu)勢(shì)是其靈活性和可定制性。平臺(tái)可以根據(jù)不同應(yīng)用需求進(jìn)行定制，為研究人員和工程師提供更多的自由度。另外，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還具備高度可擴(kuò)展性，可以與其他系統(tǒng)和設(shè)備無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)更智能化和高效的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
當(dāng)談及嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的前景時(shí)，我們可以看到它在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。在智能家居領(lǐng)域，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以幫助家庭實(shí)現(xiàn)智能化控制和管理，提高生活品質(zhì)。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制，提升工業(yè)生產(chǎn)效率。在智能交通領(lǐng)域，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)車輛之間的通信和數(shù)據(jù)共享，提高交通安全和效率。
總之，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是連接物理世界和數(shù)字世界的橋梁，它為我們探索未來(lái)科技的先鋒提供了強(qiáng)有力的支持。在信息化浪潮的推動(dòng)下，嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將進(jìn)一步發(fā)展壯大，為人們的生活、工作和社會(huì)帶來(lái)更多的便利和創(chuàng)新。讓我們跟隨時(shí)代的步伐，迎接嵌入式邊緣物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)帶來(lái)的無(wú)限可能！
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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。