人工智能（AI）識別系統(tǒng)開發(fā)實戰(zhàn) 課件 第1章 開發(fā)準(zhǔn)備

1.1人工智能(AI)簡介1.2AI語音及人臉識別的開發(fā)套件1.3開發(fā)環(huán)境的搭建1.1人工智能(AI)簡介人工智能(ArtificialIntelligence，AI)作為計算機(jī)科學(xué)的一個分支，它試圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的、能以與人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語音識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能自誕生以來，隨著理論和技術(shù)的日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。人工智能可以實現(xiàn)對人的意識和思維信息過程進(jìn)行模擬。圖1.1-1所示為人工智能技術(shù)涉及的領(lǐng)域。1.2AI語音及人臉識別的開發(fā)套件對于AI的開發(fā)，其中最常見的就是圖像和語音識別。構(gòu)成圖像和語音識別需要配合軟件和硬件。AI語音及人臉識別功能是基于同一套硬件底板完成的：當(dāng)做AI語音識別功能實驗時，外接語音識別小板卡；當(dāng)做AI人臉識別功能實驗時，外接攝像頭小板卡。圖1.2-1所示為AI語音及人臉識別開發(fā)套件的底板。圖1.2-1中1為攝像頭模組接口，可用于AI人臉識別實驗；2為單總線接口，可用于掛載單總線設(shè)備；3為語音板卡插槽，可用于AI語音識別實驗；4為OLED接口，可接市面上通用的OLED；5為SD卡插槽，可用于存儲數(shù)據(jù)；6為MPU6050接口；7為LED+按鍵部分，包括三個LED和兩個按鍵，其中LED由三個NPN型三極管隔離開來，當(dāng)GPIO端口向三極管的基極輸出一個高電平時LED便會被點(diǎn)亮。AI語音及人臉識別開發(fā)板采用的是經(jīng)典的“底板+核心板”形式。底板位置8處為核心板的插槽，插槽的兩端為CC3200所有的GPIO口引出，這樣一來可以大大地方便用戶進(jìn)行拓展開發(fā)；同樣，為了更加便于用戶開發(fā)調(diào)試，底板位置9處還預(yù)留了TI(TexasInstruments，德州儀器)官方仿真調(diào)試器TIStellaris的接口，便于用戶使用TIStellaris進(jìn)行固件的下載、燒寫或程序的調(diào)試等。開發(fā)者在調(diào)試時必不可少的環(huán)節(jié)是串口打印，位置10是一路USB接口，該接口通過USB轉(zhuǎn)TTL芯片CH340G，與CC3200的串口相連接。此外，考慮到下載啟動的方式需要切換及端口需要復(fù)用，在底板上加入了4個撥碼開關(guān)。底板位置11處的撥碼開關(guān)，為切換調(diào)試下載的方式；底板位置12處的撥碼開關(guān)，為切換CC3200的啟動方式；底板位置13處的撥碼開關(guān)，為USB連接的串口選擇；底板位置14處的撥碼開關(guān)，可作為板載資源切換開關(guān)。1.3開發(fā)環(huán)境的搭建1.3.1IAR安裝開發(fā)每一款芯片之前都需要安裝與之相匹配的開發(fā)環(huán)境。常見的有兩種，一種是使用TI官方的開發(fā)環(huán)境CodeComposerStudio，另一種是使用IAR。IAR是一款著名的C編譯器，支持眾多知名半導(dǎo)體公司的微處理器。IAR針對不同的硬件有多種版本，如IARforARM、IARforstm8等。由于CC3200屬于ARMCortexM4內(nèi)核，這里選擇IARforARM。IAR的安裝步驟如下：(1)雙擊打開exe文件，出現(xiàn)IAR安裝選擇界面。(2)首先，點(diǎn)擊“InstallIAREmbeddedWorkbench”，開始開發(fā)環(huán)境的安裝。接著，進(jìn)入安裝向?qū)Ы缑妗?3)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入許可協(xié)議界面。選擇“Iacceptthetermsofthelicenseagreement”，然后點(diǎn)擊“Next”。(4)進(jìn)入安裝路徑選擇界面，打開“Change”，選擇一個安裝路徑(即英文路徑)。在這里安裝到D盤下新建的“IarforArm”。(5)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入驅(qū)動選擇安裝界面，如圖1.3-6所示。因為日后可能會用到各種不同的調(diào)試接口，所以這里默認(rèn)選擇全部。(6)在此界面內(nèi)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入IAR名稱設(shè)置界面，默認(rèn)選擇即可。(7)再次點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入正式安裝界面。點(diǎn)擊“Install”，開始安裝。(8)等待進(jìn)度條示意完成安裝，其間會跳出USB驅(qū)動安裝界面，選擇“是”即可，如圖1.3-9所示。(9)而后會安裝USB的驅(qū)動，待USB驅(qū)動安裝完成后，表明已完成了整個IARforARM的安裝，如圖1.3-10所示。(10)此時，去掉兩個選項前的“√”，點(diǎn)擊“Finish”，彈出“P&E設(shè)備驅(qū)動安裝”，點(diǎn)擊“Iagree”。之后進(jìn)入路徑選擇，驅(qū)動的路徑統(tǒng)一選擇默認(rèn)，點(diǎn)擊“Install”，接下來的彈出窗口均為默認(rèn)即可。至此就完成了IARforARM的安裝，在Windows操作系統(tǒng)的“開始”界面下可以找到“IAREmbeddedWorkbench”，如圖1.3-11所示。1.3.2CCSUniFlash安裝CCSUniFlash是美國德州儀器公司(TI)官方推出的一款下載軟件，用于CC3200固件的燒寫。CCSUniFlash的安裝步驟如下：(1)雙擊后打開下載好的離線安裝包，進(jìn)入安裝界面。(2)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入許可協(xié)議界面，選擇“Iaccepttheagreement”。點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入路徑選擇界面，選擇默認(rèn)即可。(3)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入組件選擇界面后再次點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入調(diào)試接口及其驅(qū)動選擇安裝界面。在此全部勾選，以免后續(xù)用到，如圖1.3-16所示。(4)連續(xù)點(diǎn)擊“Next”，直到出現(xiàn)如圖1.3-17所示的安裝完成界面。勾選前兩項，即在“開始”菜單中生成啟動圖標(biāo)和在桌面上生成快捷方式，至此完成CCSUniFlash的安裝。1.3.3CC3200SDK安裝CC3200SDK是TI官方提供的軟件開發(fā)工具包，里面集成了一些編程所需的庫文件、內(nèi)核文件、操作系統(tǒng)源碼及一些程序例子等，借助SDK可以大大地增加CC3200項目開發(fā)的效率。CC3200SDK的安裝步驟如下：(1)雙擊SDK1.2.0安裝包，打開exe文件，開始安裝SDK。(2)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入CC3200SDK1.2.0的許可條例界面，選擇“Iaccepttheagreement”。(3)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入安裝路徑選擇界面，選擇默認(rèn)路徑即可。連續(xù)點(diǎn)擊“Next”，直至進(jìn)入安裝界面。(4)等待進(jìn)度條示意完成，期間會跳出FTDI驅(qū)動安裝界面，此時選擇“是”即可，如圖1.3-23所示。(5)安裝完成后的界面如圖1.3-24所示。(6)點(diǎn)擊“Finish”，完成安裝。打開“我的電腦”，在C盤的根目錄下找到TI文件夾，再在TI文件夾里找到CC3200SDK_1.2.0，繼續(xù)打開此文件夾，可以看到cc3200-sdk文件夾，其中可見CC3200的核心部分，如圖1.3-25所示。(7)此時，僅僅是完成了SDK1.2.0的部分安裝，在官網(wǎng)SDK1.2.0的下載地址處還有一個ProvisioningAdd-OnforCC3200SDK。這個包是SDK1.2.0的附加包，其中包含了Provisioninglib等重要文件，如圖1.3-26所示，也是需要安裝的。值得注意的是，目前只有SDK1.2.0版本需要安裝ProvisioningAdd-OnforCC3200SDK。(8)下載如圖1.3-27所示的安裝包，雙擊，打開exe文件，開始安裝。點(diǎn)擊“Next”，繼續(xù)安裝。(11)如圖1.3-29所示，進(jìn)入許可條例界面，選擇“Iaccepttheagreement”，點(diǎn)擊“Next”。選擇默認(rèn)路徑。連續(xù)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入正式安裝，等待進(jìn)度條示意完成即可，最后點(diǎn)擊“Finish”，完成安裝。1.3.4ServicePack安裝ServicePack是TI提供的針對CC3200的固件包，里面提供了對協(xié)議棧加密等的支持。如果需要用到WiFi功能，那就必須先向CC3200燒錄ServicePack，同時需要十分值得注意的是，ServicePack是與SDK搭配的，即不同的SDK版本的程序需要燒錄不同版本的ServicePack，與SDK搭配的ServicePack是放在一起下載的。ServicePack的安裝步驟如下：(1)雙擊打開exe文件，進(jìn)入安裝界面。點(diǎn)擊“Next”，開始安裝。在許可條例界面，選擇“Iaccepttheagreement”，然后點(diǎn)擊“Next”進(jìn)入安裝路徑的選擇。選擇默認(rèn)路徑，點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入正式安裝，待進(jìn)度條示意完成。如圖1.3-33所示，不勾選“ViewReadmeFile”，點(diǎn)擊“Finish”，完成安裝。(3)此時，打開ServicePack的安裝文件夾，可以看到servicepack的bin文件，如圖1.3-34所示。1.3.5TIPinMuxTool安裝TIPinMuxTool是TI官方提供的一款圖形界面代碼生成器，利用TIPinMuxTool可以快速生成CC3200外設(shè)資源的底層驅(qū)動，大大縮短了開發(fā)周期。TIPinMuxTool的安裝步驟如下：(1)雙擊exe文件進(jìn)入開始安裝界面，點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入許可條例界面。選擇“Iaccepttheagreement”，點(diǎn)擊“Next”。(2)進(jìn)入安裝路徑選擇界面，選擇默認(rèn)路徑，連續(xù)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入正式安裝，待安裝進(jìn)度條示意完成即可。如圖1.3-37所示為安裝完成界面，選擇在桌面生成一個快捷方式，點(diǎn)擊“Finish”，完成安裝。1.3.6JDK安裝JDK(JavaDevelopmentKit)是SunMicrosystems針對Java開發(fā)者推出的一款產(chǎn)品。它是由一個處于操作系統(tǒng)層之上的運(yùn)行環(huán)境，開發(fā)者編譯、調(diào)試和運(yùn)行用Java語言寫的Applet(一種Java開發(fā)的小程序)和應(yīng)用程序所需的工具組成。想要開發(fā)Java產(chǎn)品，需先安裝JDK，JDK由以下組件構(gòu)成，如圖1.3-38所示。JDK的安裝步驟如下：(1)打開下載好的JDK安裝程序，點(diǎn)擊“下一步”，選定安裝目錄，建議直接使用默認(rèn)目錄，點(diǎn)擊“下一步”。JDK安裝完成后，繼續(xù)安裝JRE，點(diǎn)擊“下一步”，如圖1.3-43所示。(2)安裝完成后找到指定安裝目錄，如圖1.3-44所示。(3)此時需要配置環(huán)境變量才能夠正常使用，右鍵單擊“我的電腦”，選擇“屬性”，點(diǎn)擊“高級系統(tǒng)設(shè)置”。選擇“高級”選項卡，點(diǎn)擊“環(huán)境變量”，如圖1.3-46所示。(4)雙擊“系統(tǒng)變量”中的“Path”，如圖1.3-47所示。(5)選擇“新建”，將安裝JDK和JRE目錄下的bin目錄地址粘貼進(jìn)去后點(diǎn)擊“確定”，如圖1.3-48所示。(6)打開電腦運(yùn)行欄，如圖1.3-49所示，輸入“cmd”，按回車鍵，打開DOS系統(tǒng)。輸入“Javac”，如果出現(xiàn)如圖1.3-50所示的界面，則表明運(yùn)行環(huán)境配置成功。1.3.7Eclipse安裝Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺。Eclipse既是Java的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，也可作為其他開發(fā)語言的集成開發(fā)環(huán)境，如C、C++、PHP和Ruby等。Eclipse附帶了一個標(biāo)準(zhǔn)的插件集，包括Java開發(fā)工具(JDK)。Eclipse的安裝步驟如下：(1)選擇Eclipse版本和操作系統(tǒng)位數(shù)，如圖1.3-51所示。(2)點(diǎn)擊“Download”，如圖1.3-52所示。(3)選擇第一個安裝模式，如圖1.3-53所示。(4)選擇默認(rèn)的安裝目錄，點(diǎn)擊“INSTALL”進(jìn)行安裝。等待程序安裝完成，如圖1.3-57所示。(5)點(diǎn)擊“LAUNCH”，如圖1.3-58所示。(9)選擇工作空間(即代碼存放目錄)，設(shè)置為默認(rèn)目錄