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人工智能綜合實驗室，人工智能專業(yè)實訓設備

時間：2025-04-06 23:43:04 點擊次數(shù)： 中人教儀廠
1.建造設計背景
人工智能是引領社會發(fā)展的戰(zhàn)略性技術，它在提升國家競爭力、維護國家安全、重塑行業(yè)發(fā)展新優(yōu)勢等方面發(fā)揮著至關重要的作用。世界主要發(fā)達國家全部已將人工智能作為一項重大戰(zhàn)略，2017我國政府作業(yè)報告指出要加快培育壯大含有概括人工智能在內(nèi)的新興產(chǎn)業(yè)，并把人工智能領域建造設計上升為國家戰(zhàn)略層面。

人工智能的研究范疇含有概括自然語言處置整理、知識表現(xiàn)、智能搜索、推理、規(guī)劃、機器學習掌控把握、知識獲取、結(jié)合調(diào)度問題、感知問題、模式識別、神經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)等，實際應用領域含有概括機器視覺、指紋識別、人臉識別、視網(wǎng)膜識別、虹膜識別、掌紋識別、專家系統(tǒng)、自動規(guī)劃、智能搜索、定理證明、博弈、自動程序設計、智能控制、機器人學、圖像和語言理解、遺傳編程等。

人工智能早已遍布于我們的日常生活中，它已經(jīng)成為經(jīng)濟發(fā)展的新引擎、社會發(fā)展的加快速度器，人工智能技術正在滲透并重構生產(chǎn)、分配、交換、消費等經(jīng)濟活動的各個環(huán)節(jié)，形成從宏觀到微觀各領域的智能化新需求、新設備、新技術、新業(yè)態(tài)，改變?nèi)祟惿罘椒ㄉ踔辽鐣嬙欤瓿缮鐣a(chǎn)力的整體躍升。推動人工智能人才培養(yǎng)，推動人工智能課程課程理論發(fā)展，推動人工智能行業(yè)滲透逐漸成為現(xiàn)代高等教育在人工智能領域新的使命與任務。

與其他傳統(tǒng)技術不一樣，人工智能技術以市場驅(qū)動技術革新。2017年，人工智能在全國界限內(nèi)經(jīng)歷了快速成長，從國家頂層規(guī)劃出臺，逐步延伸到各地人工智能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的落地，以智能安防、智能金融、智能醫(yī)療、智能交通為代表的行業(yè)應用，已經(jīng)成為熱門的創(chuàng)業(yè)和投資領域。人工智能市場將保持高速增長，BBC預估2020年全球AI市場規(guī)模約為1190億人民幣。目前，在國外科技巨頭如微軟、谷歌、Facebook 等積極布置人工智能領域的同時，國內(nèi)各路互聯(lián)網(wǎng)資本巨頭如阿里、騰訊、百度、京東等也紛紛爭相切入到人工智能產(chǎn)業(yè)，充分展示了科技領頭羊?qū)τ谖磥硎袌龅拿翡J嗅覺。

近年來我國人工智能產(chǎn)業(yè)步入高速發(fā)展階段，在人工智能芯片、設備及服務等關鍵領域里涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的企業(yè)，其中商湯科技、曠世科技等估值均已超過百億人民幣，成為推動人工智能發(fā)展的重要力量。

但是我國人工智能整體發(fā)展水平與發(fā)達國家相比仍存在著差距、缺少重大原創(chuàng)成果，在技術課程課程理論、核心算法以及關鍵設備、高端芯片等方面仍有差距，人工智能產(chǎn)業(yè)的競爭，說到底是人才和知識儲備的競爭。只有投入更多的科研人員，不斷加強基礎研究，才會獲取更多的智能技術。

2.設計思路
人工智能專業(yè)課程體系主要含有概括學科基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課程以及前景平臺及應用導向課程等，其中學科基礎課程主要含有概括數(shù)學類課程、計算機數(shù)值數(shù)值編程基礎類以及電子電子回路基礎等課程，而專業(yè)基礎課主要含有概括行業(yè)通用類技術的機器學習掌控把握、Python語言與程序設計、人工智能基礎以及數(shù)值挖掘等課程，專業(yè)核心課程主要含有概括數(shù)字圖像處置整理、機器視覺、模式識別、自然語言處置整理、深度學習掌控把握技術、人工神經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)技術、博弈論等課程等，面向行業(yè)應用導向的前景平臺課程主要含有概括人工智能前沿技術、智能機器人、無人機等。

實驗室建造設計以該課程體系為基礎，著眼于學生基礎編程和算法能力的培養(yǎng)，同時依托外設模型塊，對人工智能技術在相關領域的應用實行呈現(xiàn)，為學生提供一個集基礎編程、算法解析、應用實踐于一體的平臺。

--SD38 AI語音與機器視覺研發(fā)應用系統(tǒng)平臺


AI語音與機器視覺研發(fā)應用系統(tǒng)平臺是一款包括AI語音、機器視覺、深度學習掌控把握、嵌入式Linux于一體的高端教學科研實驗平臺。



整個教學平臺由實驗箱高功能嵌入式主板夠成，高功能嵌入式核心板應用高功能64位ARM處置整理器，標配4GB DDR3內(nèi)部存儲和16GB閃存，可運行ubuntu、android、linuxqt等多種實操系統(tǒng)，可滿嵌入式linux和AI應用研發(fā)。
平臺應用多核高功能 AI 處置整理器，預裝 Ubuntu Linux 實操系統(tǒng)與 OpenCV 計算機數(shù)值數(shù)值視覺庫，支持 TensorFlow Lite、NCNN、MNN、Paddle-Lite、MACE 等深度學習掌控把握端側(cè)推理框體結(jié)構。
提供多種應用外設與豐富的機器視覺、AI語音、深度學習掌控把握實戰(zhàn)應用案例，如語音前處置整理（聲源定位、語音增強、語音降噪、回聲消除、聲音提取）、語音活體查驗、語音喚醒、語音識別、語音合成、自然語言處置整理、聲紋識別門鎖、語音智能家居、手寫字識別、人臉識別、目標檢驗測試、端側(cè)推理框體結(jié)構、圖像識別、人體解析 、文字識別、人臉門禁控制、車牌道閘控制、手勢家居控制等，經(jīng)過案例教學讓學生掌控把握計算機數(shù)值數(shù)值視覺與深度學習掌控把握的基礎原理和經(jīng)經(jīng)典型應用研發(fā)。

2.2.1. 嵌入式網(wǎng)關核心板

RK3399核心板是一款266-pin金手指形式高功能ARM計算機數(shù)值數(shù)值模型塊，它應用了瑞芯微64位六核（含有雙核Cortex-A72 +四核Cortex-A53）Soc RK3399作為主處置整理器，標配4GB DDR3內(nèi)部存儲和16GB閃存，板載2×2 MIMO雙天線Wi Fi模組，尺寸只有69.6×50mm，模型塊上帶有單單獨的Typec供電連接口，以及USB-C顯露連接口。

RK3399計算模型塊設定有豐富的外設和拓展連接口，可以拓展使用雙MIPI寬動態(tài)攝像頭，另外它還帶有eDP顯露連接口，MIPI顯露連接口，1路USB3.0,2路USB2.0，以及12C,12S,SPI,PWM,GF10和串行口等各種資源。RK3399可流暢運行Android 8.1,Ubuntu 18.04,Armbian,Buildroot等主流嵌入式實操系統(tǒng)，系統(tǒng)資源和生態(tài)非常豐富，尤其是Android 8.1設定有NN SDK神經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)加快速度系統(tǒng)包，Qt-5.10包括了VPU硬件編解碼，GPU圖形加快速度，可使用QML快速研發(fā)流暢的動態(tài)式界面，因此RK3399核心板非常適合做高端人臉識別，機器視覺，VR虛擬現(xiàn)實，自動駕駛，深度計算解析等方面的人工智能設備快速原型及設備研發(fā)。
硬件功能數(shù)值：
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,協(xié)作單單獨直線DC/直線DC,啟用dvf solfware省電,RTC喚醒,系統(tǒng)睡眠模式
Connectivity 以太網(wǎng):本機千兆以太網(wǎng)
wi - fi: 802.11 a / b / g / n / ac
藍牙:4.1雙模式
天線:雙天線連接口
Video Input 1個或兩個4-Lane MIPI-CSI,雙重ISP, 13 mpix / s,同時支持雙相機數(shù)值的寫入
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單單獨的本地主機USB 2.0
USB 3.0: 1本地主機USB 3.0
USB c類型:支持USB3.0 c型和顯露端口1.2 Alt模式USB c型
PCIe PCIe x4, compatible with PCIe 2.1, Dual operation mode
調(diào)節(jié)測試 1 x調(diào)節(jié)測試UART, 3 v級,1500000個基點
LED 1x Power LED(Red) 1x GPIO LED(Green)
Key Power Key x1 Reset Key x1 Recovery Key x1
作業(yè)溫度（℃） -20℃ to 70℃
電源 直線DC12 v / 1(邊緣連接器)或DV 5 v / 2.5 (c型)

2.2.2. 網(wǎng)關底層基板其他外設


l 11.6寸高清觸顯一體屏：板載，eDP連接口,電容式多點觸摸，分辨率1920*1080
l 按鍵：板載重啟、恢復、電源3個功能按鍵，4個用戶自定義按鍵
l UART：1路RS232，1路RS485
l 以太網(wǎng)：100/1000M
l 音頻：音頻輸出連接口、MIC音頻寫入連接口、板載4歐3W揚聲器
l 無線網(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)關模型塊連接口：板載mini-pcie連接口，可接入SX1301八通道并行LoRaWAN網(wǎng)關模型塊。1個項目須至少配備裝備1個LoRaWAN網(wǎng)關模型塊，以完成對實驗室全部lora節(jié)點的接入管理。
l Zigbee網(wǎng)關模型塊：板載，直列雙排20芯插針連接口，非usb連接口。
l BLE網(wǎng)關模型塊：板載，直列雙排20芯插針連接口，非usb連接口。
l USB 3.0 HOST連接口：板載2個
l Debug連接口：板載1個
l Download連接口：板載1個
l 鍵盤：板載7寸80鍵標準鍵盤
l 高清相機模組：CMOS傳感器OV13850，MIPI信號輸出，400萬像素，最高支持2688x1520像素。
l 麥克風陣列：板載7顆數(shù)字高功能硅麥克風。
l 紅外接收：板載紅外接收模型塊1個
l 震動馬達傳感器：1個
l LED：板載4顆藍色LED燈珠。
l 天線連接口：板載wifi、BLE、lora、LET 共4個天線連接口。
l 傳感器拓展連接口：板載，與無線傳感器節(jié)點的傳感器模型塊連接口兼容，可完成linux系統(tǒng)下的傳感器驅(qū)動研發(fā)實驗。
l OBD連接口：板載，標準16針OBD-II插頭座，與配套系統(tǒng)集合可完成基于CAN總線通信相關實驗。
l

電源：DC 9-12V寫入
l 其他連接口：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

2.3. 外設模型塊

2.3.1.


4G LTE模型塊l 互聯(lián)網(wǎng)：FDD-LTE/TDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/GSM/EDGE；
l 制式：CMCC/CUCC（B1/B3/B8/B34/B38/B39/B40）；
l 作業(yè)頻帶：HSPA1900/2100，GSM 900/1800；
l 高速USB 2.0連接口、PCI-E連接口；
l 支持短信、數(shù)值、電話本、PCM語音功能；
l 支持IPv4,IPv6協(xié)議；
l 支持LTE多頻；
l 支持最大150M/50Mbps的課程課程理論上下行數(shù)值傳輸速率；

2.3.2. AI麥克風陣列

l 7路麥克風陣列，提供聲源定位、語音增強、語音降噪、回聲消除、聲音拾取等功能。
l 帶硬件浮點運算的RISC-V 雙核64位處置整理器，主頻最高800MHz。
l 具備機器聽覺能力和語音識別能力，內(nèi)置語音處置整理單元（APU）。
l 具備卷積人工神經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)硬件加快速度器KPU,可高功能實行卷積人工神經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)運算。
l 麥克風陣列模型塊包括TFT彩屏屏，能夠直觀顯露音頻頻譜圖。
l 內(nèi)置ARM STM32 USB音頻驅(qū)動芯片，提供USB聲卡驅(qū)動，開放源代碼。
l 連接口：雙列直插封裝/USB，需能夠接入到eAIOT平臺使用。
l 支持語音識別、語義理解、語音合成、人機對話等功能，可與硬件實行語音交互。
l 5米監(jiān)測界限、基于linux系統(tǒng)。

2.3.3. AI攝像頭

l 1/1.8" SONY Exmor CMOS
l 有效像素200萬像素，30幀@1920*1080
l C/CS鏡頭連接口，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、手機監(jiān)控、心跳機制，具3D降噪、去霧、數(shù)字寬動態(tài)、鏡頭校正、走廊監(jiān)控等智能模式
l 提供基于eAIOT教學平臺的人臉識別系統(tǒng)案例。

2.4. 物聯(lián)網(wǎng)應用基礎云平臺

1、功能簡介
1）學生能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)感知層設備（傳感器、執(zhí)行器等）接入物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺，平臺能夠接收并存儲傳感器和執(zhí)行器的就地實時數(shù)值，模型塊在線狀態(tài)，并就地實時顯露。
2）提供后臺管理系統(tǒng)，能夠設定賬號類型和使用權限。支持多用戶管理及權限控制，分為父用戶和子用戶，父用戶可以創(chuàng)建多個子用戶，并而且可以為每個子用戶分配增、刪、改幾種權限，子用戶創(chuàng)建的資源相互隔離。
3）提供物聯(lián)網(wǎng)規(guī)則編輯器，無需編寫代碼即可編輯復雜的自動化控制策略，完成位移互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的自動化控制。
4）提供豐富的可視化控件庫，經(jīng)過拖拽、簡便配備即可完成美觀的UI設計。支持GIS地圖、彎彎曲線圖、柱狀、餅圖、圖表、按鈕、儀表圖等控件。
5）物聯(lián)網(wǎng)感知層設備也能夠向執(zhí)行器發(fā)送控制命令，系統(tǒng)能夠完成模型塊的在線監(jiān)測。
6）云平臺支持物聯(lián)網(wǎng)硬件多協(xié)議接入，經(jīng)過ZigBee/BLE/wifi/lora/NBIOT無線技術取得傳感器收集的數(shù)值，形成一個完整的無線傳感器互聯(lián)網(wǎng)。
7）數(shù)值經(jīng)過http/MQTT協(xié)議傳輸至物聯(lián)網(wǎng)應用基礎云平臺系統(tǒng)，實行數(shù)值圖形化展示。
8）完成基于云平臺的智能家居實驗，并含有配套完整的教學資源。
9）支持本地化部署和云端部署兩種方法。
10）提供"物聯(lián)網(wǎng)應用基礎云平臺"系統(tǒng)著作權登記證書及系統(tǒng)設備登記測量試驗報告復印件并加蓋公章，原件備查。




3. 部分實驗案例

3.1.1. 嵌入式linuxQT綜合實驗


3.1.2. 手寫字識別

學習掌控把握設計一個神經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)模型，然后用已經(jīng)標注過的MNIST數(shù)值來實訓這個模型，然后實行測量試驗檢驗。

圖：手寫字識別案例

3.1.3. 人臉識別

經(jīng)過OpenCV自帶的分類器、OpenCV的深度學習掌控把握分類器是基于SSD(Single Shot Detector)框體結(jié)構的ResNet互聯(lián)網(wǎng)，完成在圖片、視頻中對人臉的檢驗測試，并用矩形框框出來。
學?？捎脕砩矸葑R別、課堂/上下班考勤、會議簽到、刷臉支付、門禁通行、安防監(jiān)控相關場景。

圖： 人臉識別案例

3.1.4. 目標檢驗測試

運用深度學習掌控把握框體結(jié)構caffe，完成對常見物體的檢驗測試。

圖：目標檢驗測試案例

3.1.5. 人體姿態(tài)識別

使用邊緣側(cè)推理框體結(jié)構Tengine檢驗測試圖像中的全部人體并返回每個人體的矩形框位置，精準定位 21 個核心關鍵點，含有五官、四肢、脖頸等部位，更多關鍵點持續(xù)拓展中；支持多人檢驗測試、人體位置重疊、遮擋、背面、側(cè)面、中低空俯拍、大動作等復雜場景。

圖：人體姿態(tài)識別案例

3.1.6. 手勢識別

運用深度學習掌控把握框體結(jié)構caffe，完成對簡便手勢的識別。

圖：手勢檢驗測試和識別系統(tǒng)案例

3.1.7. 車牌識別

使用opencv 的 HAAR Cascade 檢驗測試車牌大致位置，使用卷積神經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)回歸車牌左右，然后使用卷積神經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)滑動窗切割字符、及識別字符。

圖：交通門禁車牌檢驗測試和識別系統(tǒng)案例

3.1.8. 人臉門禁

應用 mtcnn 實行人臉檢驗測試，應用MobileFaceNet 實行人臉識別，然后用活體檢驗測試算法實行檢驗測試。

圖：人臉門禁檢驗測試和識別系統(tǒng)案例

3.1.9. 聲紋鎖實驗

經(jīng)過語音增強、語音重量檢驗測試、語音增強、有效語音提取、聲紋特征提取等步驟，完成聲紋注冊及聲紋檢驗。

圖：聲紋電子鎖系統(tǒng)案例

3.1.10. AI語音控制智能家居

本系統(tǒng)完成語音數(shù)值高速傳輸，基于百度語音識別 API 完成語音識別，并用無線方法控制電燈，電風扇，以及獲取溫度（℃）和濕度。

圖：語音控制智能家居系統(tǒng)案例

3.1.11. 知識圖譜和聊天機器人

知識圖譜融合了兩千五百多萬的實體，擁有億級別的實體屬性關系，機器人應用了基于知識圖譜的語義感知與理解，致力于最強認識大腦。自然語言處置整理工量具包的功能有：中文分詞、詞性標注、命名實體識別、關鍵詞提取、文本摘要、新詞發(fā)現(xiàn)、情感解析等。

圖：知識圖譜和文本聊天機器人系統(tǒng)案例

常見問題：

1、如果我要購買人工智能綜合實驗室，人工智能專業(yè)實訓設備，是否有安裝、培訓服務呢？

答：我們的設備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓服務的。

2、你們的人工智能綜合實驗室，人工智能專業(yè)實訓設備是否能開增值稅專用發(fā)票？

答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開人工智能綜合實驗室，人工智能專業(yè)實訓設備的發(fā)票，您需要提供開票資料。

3、你們的人工智能綜合實驗室，人工智能專業(yè)實訓設備都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？

答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學設備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權。

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