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一、平臺概述
    LGWL-FT02型 人工智能物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗平臺是一款人工智能教學(xué)、實(shí)驗、智能應用的開(kāi)發(fā)平臺。平臺基于視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感知信息，利用計算機視覺(jué)、語(yǔ)音識別、計算機控制、網(wǎng)絡(luò )通信等技術(shù)，結合IOT傳感器及執行設備實(shí)現行業(yè)智慧化應用。
平臺架構如圖所示：
 
二、平臺組成
平臺主要由硬件、軟件、教學(xué)資源三部分組成。
1、硬件部分采用F-Table實(shí)驗臺體，具有八個(gè)尺寸不同的插槽、一個(gè)可拆卸網(wǎng)板、小型信號示波器、3V/5V/12V電源插孔。插槽處用于安裝原理級實(shí)驗模塊，磁吸固定，探針連接信號（RS232、TTL UART、5V、3.3V）。網(wǎng)板支持商用級模塊磁吸安裝，導線(xiàn)連接。平臺支持靈活組合，可與人工智能Python主板、人工智能Android主板、智能網(wǎng)關(guān)通信，進(jìn)行IOT基礎教學(xué)實(shí)驗、人工智能應用實(shí)驗。外觀(guān)如下圖：
 
平臺人工智能主板、IOT傳感器、IOT執行器的布局圖如下所示： 2、軟件部分包含人工智能在線(xiàn)教學(xué)平臺、語(yǔ)音識別小智機器人監控系統兩部分。
（1）人工智能在線(xiàn)教學(xué)平臺提供WEB平臺，只需打開(kāi)瀏覽器登錄到平臺，即可開(kāi)始人工智能知識點(diǎn)的學(xué)習，從圖像處理基礎知識、到機器學(xué)習模式識別、深入到Tensorflow框架人工智能深度學(xué)習，最后提供典型行業(yè)應用案例，熟悉人工智能的開(kāi)發(fā)過(guò)程；統計識別所需的時(shí)間、結果；提供在線(xiàn)實(shí)驗手冊、實(shí)驗代碼，及開(kāi)發(fā)者模式，有助于用戶(hù)自主開(kāi)發(fā)。 （2）語(yǔ)音識別小智機器人監控系統采用第三方AI SDK，完成自然語(yǔ)言喚醒、語(yǔ)音合成、語(yǔ)義理解，實(shí)現聊天對話(huà)、百科問(wèn)答等功能。同時(shí)，與云服務(wù)平臺通信，與人工智能平臺板載的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行綁定，即可實(shí)現語(yǔ)音遠程采集環(huán)境參數，語(yǔ)音控制設備。 3、教學(xué)資源包含
（1）人工智能web教學(xué)平臺python語(yǔ)言在線(xiàn)實(shí)驗手冊、實(shí)驗代碼
（2）基于A(yíng)ndroid AI SDK的實(shí)驗手冊、實(shí)驗代碼。
三、功能特點(diǎn)
1. 支持多種人工智能和物聯(lián)網(wǎng)課程，如圖像處理、計算機視覺(jué)、機器學(xué)習、深度學(xué)習、嵌入式接口技術(shù)與傳感器、Android物聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)、計算機網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)等。
2. 支持C、Python、Android至少三種語(yǔ)言。感知層IOT傳感器及執行器的采集控制采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，基于Cortex-M3內核。人工智能在線(xiàn)教學(xué)平臺（圖像處理、機器視覺(jué)、深度學(xué)習）采用Python語(yǔ)言，基于OpenCV機器視覺(jué)庫、TensorFlow深度學(xué)習框架、Caffe深度學(xué)習框架。語(yǔ)音識別小智機器人采用Android語(yǔ)音，調用第三方AI SDK，通過(guò)HTTP協(xié)議接入與云平臺，并與智能網(wǎng)關(guān)管理的IOT傳感器、執行器綁定，實(shí)現語(yǔ)音采集傳感器、語(yǔ)音控制執行器。
3. 支持python外設編程、通信編程、機器學(xué)習編程，如信號檢測與執行器控制、python的網(wǎng)絡(luò )編程、機器學(xué)習課程教學(xué)、實(shí)驗、實(shí)訓。
4. 支持在線(xiàn)實(shí)驗手冊、實(shí)驗代碼、在線(xiàn)實(shí)驗驗證。將一次人工智能實(shí)驗過(guò)程分解為實(shí)驗手冊瀏覽（熟悉實(shí)驗目的、實(shí)驗原理）、實(shí)驗代碼學(xué)習（實(shí)驗代碼關(guān)鍵語(yǔ)句講解）、在線(xiàn)實(shí)驗驗證等3個(gè)過(guò)程。
5. 支持離線(xiàn)圖片、實(shí)時(shí)視頻兩種處理方式。在線(xiàn)實(shí)驗驗證支持從電腦中任選圖片，進(jìn)行識別；也可調用攝像頭，利用平臺AI核心算法，對視頻流進(jìn)行識別。
6. 實(shí)驗過(guò)程、識別耗時(shí)、識別結果以L(fǎng)OG信息、目標矩形框標注、或語(yǔ)音播放的形式進(jìn)行展示。
7. 能夠實(shí)現數字圖像處理功能，如灰度化、二值化、邊緣檢測、小波變換、形態(tài)學(xué)等。 8. 能夠實(shí)現多種識別，如顏色、形狀等識別功能。 9. 能夠實(shí)現人臉檢測、行人檢測、聚類(lèi)分析等機器學(xué)習。如Adaboost人臉檢測、行人檢測、SVM人臉檢測、K-Means鳶尾花聚類(lèi)等； 10. 能夠實(shí)現涂鴉猜游戲、文字識別、物體識別、垃圾分類(lèi)等深度學(xué)習?；赾affe框架、tensorflow框架實(shí)現深度學(xué)習，如圖所示。                                        物體識別
11. 支持物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議MQTT、HTTP實(shí)現人工智能與IOT感知設備的連接。
12. 支持第三方AI SDK實(shí)現智能語(yǔ)音識別技術(shù)，如智能對話(huà)，問(wèn)天氣、講故事、百科問(wèn)答等，如語(yǔ)音查詢(xún)環(huán)境參數，語(yǔ)音控制照明燈、語(yǔ)音控制風(fēng)扇等。 13. 能實(shí)現人臉識別活體檢測，人臉識別門(mén)鎖控制功能。 14. 能夠嵌入式接口技術(shù)與傳感器、計算機通信，可通過(guò)上位機平臺查看傳感器采樣信息，如圖所示。 四、課程實(shí)驗

課程類(lèi)別	課程要求
1.人工智能概論	課程內容	了解人工智能概念、發(fā)展歷史、
2.Python基礎編程	課程目標	掌握Python基本編程方法
	課程內容	基于人工智能開(kāi)發(fā)套件完成Python開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建，基本語(yǔ)法的入門(mén)，通信編程開(kāi)發(fā)等。
	課程實(shí)驗	實(shí)驗1：開(kāi)發(fā)環(huán)境安裝 實(shí)驗2：數據類(lèi)型 實(shí)驗3：程序控制 實(shí)驗4：函數類(lèi)	實(shí)驗5：模塊和標準庫 實(shí)驗6：文件和流 實(shí)驗7：數據庫和網(wǎng)絡(luò )編程 實(shí)驗8：圖形用戶(hù)界面
3.數字圖像處理 實(shí)驗課程	課程目標	理解圖像處理算法的原理 掌握數字圖像處理的常用方法
	課程內容	基于人工智能開(kāi)發(fā)套件完成圖像處理視覺(jué)庫的安裝、圖像處理方法調用。
	實(shí)驗硬件	人工智能應用開(kāi)發(fā)套件
	課程實(shí)驗	實(shí)驗1 Opencv視覺(jué)庫的安裝配置 實(shí)驗2 圖像灰度化 實(shí)驗3 歸一化 實(shí)驗4 二值化 實(shí)驗5 圖像濾波：高斯、中值	實(shí)驗6 邊緣檢測：Sobel/Canny/hog 實(shí)驗7 形態(tài)學(xué) 實(shí)驗8 灰度直方圖 實(shí)驗9 銳化 實(shí)驗10 鈍化 實(shí)驗11 圖像增強
	課程實(shí)訓	實(shí)驗1 顏色識別	了解顏色組成和表示方法； 使用Opencv庫識別顏色，并播報。
		實(shí)驗2 簡(jiǎn)單圖形形狀識別	了解霍夫變換的原理； 涉及圖像灰度化、歸一化、濾波、邊緣檢測等知識點(diǎn)； 使用Opencv庫識別圓形、矩形，并播報。
4.機器學(xué)習 應用實(shí)驗課	課程目標	1.了解機器學(xué)習的分類(lèi)：無(wú)監督、有監督 2.了解數據集的原理、作用、存儲格式 3.了解至少一種聚類(lèi)算法如K-Means的原理：歐式距離、余弦距離曼哈頓距離計算方法； 4.了解至少一種機器學(xué)習算法如Adaboost、SVM、決策樹(shù)等的原理：分類(lèi)器的流程； 5.掌握聚類(lèi)算法、分類(lèi)器算法的調用方法 6.掌握分類(lèi)器的檢測分類(lèi)效果 7.掌握根據分類(lèi)效果，進(jìn)行智能控制 8.通過(guò)增減數據集，掌握算法訓練的全過(guò)程
	課程內容	能夠使用機器學(xué)習的算法，實(shí)現聚類(lèi)、分類(lèi)、以及能夠結合聲、光、電設備實(shí)現關(guān)聯(lián)控制
	課程實(shí)驗	實(shí)驗1 鳶尾花聚類(lèi)播報 實(shí)驗2 臉部數據集分析顯示	實(shí)驗3 人臉檢測控制實(shí)驗 實(shí)驗4 行人檢測控制實(shí)驗 實(shí)驗5 車(chē)牌識別
5.深度學(xué)習 應用實(shí)驗課	課程目標	1.了解深度學(xué)習的定義，與機器學(xué)習的區別 2.了解數據集的原理、作用，以及格式 2.了解至少一種深度學(xué)習算法的理論：如CNN、RNN、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ) 3.掌握至少一種深度學(xué)習框架的使用方法：如Caffe、TensorFlow 4.掌握使用深度學(xué)習方法實(shí)現識別的方法 5.掌握根據識別結果，進(jìn)行智能控制，如語(yǔ)音播報識別到的數字，語(yǔ)音播報識別到的物體名稱(chēng)，控制聲、光、電執行部件。 6.通過(guò)增加數據集，掌握算法訓練的全過(guò)程。
	課程內容	能夠使用深度學(xué)習的方法，實(shí)現數字、物體識別，使人工智能與物聯(lián)網(wǎng)感控設備聯(lián)動(dòng)
	課程實(shí)驗	實(shí)驗1 手寫(xiě)數字識別 實(shí)驗2 涂鴉猜游戲	實(shí)驗3 物體識別 實(shí)驗4 垃圾分類(lèi)
6.自然語(yǔ)言應用開(kāi)發(fā)實(shí)驗課	課程目標	掌握使用人工智能平臺SDK完成語(yǔ)音識別技能
	課程內容	1）通過(guò)輸入的語(yǔ)音進(jìn)行識別，能夠支持整段音頻進(jìn)行識別以及流式語(yǔ)音識別。 2）整段文字識別，在用戶(hù)錄入整段音頻后，能夠將返回語(yǔ)音的文字內容。 3）流式識別可以實(shí)現邊錄音邊識別，并能在錄入過(guò)程中將識別的內容同步顯示出來(lái)。
	課程實(shí)驗	實(shí)驗1 語(yǔ)音喚醒 實(shí)驗2 語(yǔ)音合成	實(shí)驗3 語(yǔ)義理解 實(shí)驗4 文字識別
7.嵌入式接口技術(shù)與傳感器系列	課程目標	掌握單片機傳感器原理開(kāi)發(fā)
	課程內容	1.溫濕度傳感器實(shí)驗 2.光敏傳感器實(shí)驗 3.pm2.5傳感器實(shí)驗 4.結露傳感器實(shí)驗 5.超聲波傳感器實(shí)驗 6.紅外反射傳感器實(shí)驗 7.霍爾傳感器實(shí)驗 8.稱(chēng)重傳感器實(shí)驗		9.九軸傳感器實(shí)驗 10.熱釋紅外傳感器實(shí)驗 11.振動(dòng)傳感器實(shí)驗 12.聲音傳感器實(shí)驗 13.紫外線(xiàn)傳感器實(shí)驗 14.環(huán)境光傳感器實(shí)驗 15.紅外對射傳感器實(shí)驗 16.顏色識別傳感器實(shí)驗
8.嵌入式Android系統應用開(kāi)發(fā)	課程目標	掌握Android物聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)方法
	課程內容	1.網(wǎng)關(guān)接入云平臺配置 2.ModbusRTU通信協(xié)議的解析 3.平臺JSON數據包重組		4.MQTT協(xié)議分析與測試 5.HTTP協(xié)議分析與測試