人工智能綜合項(xiàng)目開(kāi)發(fā)第一章人工智能基礎(chǔ)成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院人工智能應(yīng)用開(kāi)發(fā)概述01嵌入式與人工智能的關(guān)系02開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建03Linux操作基礎(chǔ)04常用開(kāi)發(fā)工具的使用05嵌入式微控制器IDE的使用06隨著5G、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，智能連接時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，新興的智能終端和解決方案將越來(lái)越依賴(lài)于嵌入式技術(shù)。社會(huì)的各行各業(yè)都進(jìn)入到了智能化升級(jí)改造的浪潮中，把人工智能技術(shù)融入實(shí)際的場(chǎng)景中，能夠輔助或者代替人類(lèi)工作，提高工作效率，成為重點(diǎn)研究的課題。

從人工智能技術(shù)應(yīng)用的角度出發(fā)，可分為云端人工智能和端側(cè)人工智能兩種。云端人工智能指?jìng)鞲衅魇占降臄?shù)據(jù)不做任何處理，直接傳送到云端，在云端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理。端側(cè)人工智能指數(shù)據(jù)在智能傳感器、智能節(jié)點(diǎn)等嵌入式端側(cè)中直接進(jìn)行計(jì)算處理。云端人工智能依靠云的計(jì)算能力和標(biāo)簽化的大數(shù)據(jù)對(duì)算法進(jìn)行性能提升和優(yōu)化。端側(cè)人工智能是從PC端互聯(lián)網(wǎng)搬移到智能化終端的具體應(yīng)用，是人工智能落地的最后一公里的解決方案，且嵌入式設(shè)備無(wú)須聯(lián)網(wǎng)通過(guò)云端數(shù)據(jù)中心進(jìn)行大規(guī)模計(jì)算去實(shí)現(xiàn)人工智能，而是在本地計(jì)算，在不聯(lián)網(wǎng)的情況下就可以做到實(shí)時(shí)的環(huán)境感知、人機(jī)交互、決策控制。因此云端計(jì)算的人工智能致力于如何更好地解決問(wèn)題，而端側(cè)的人工智能則致力于如何更加經(jīng)濟(jì)地解決問(wèn)題。本章主要講述嵌入式與人工智能的關(guān)系、嵌入式人工智能的開(kāi)發(fā)流程、嵌入式人工

智能的應(yīng)用場(chǎng)景。嵌入式與人工智能的關(guān)系人工智能的定義人工智能（Artificial

Intelligence），簡(jiǎn)稱(chēng)

AI，即利用機(jī)器模擬人類(lèi)感知、學(xué)習(xí)、

認(rèn)知、推理、決策、交互等過(guò)程的一門(mén)技術(shù)?？傮w來(lái)說(shuō)人工智能就是要讓機(jī)器的行為看

起來(lái)就像是人所表現(xiàn)出的智能行為一樣。圖靈測(cè)試人物介紹

馬文·李·閔斯基（MarvinLeeMinsky，1927年8月9日－2016年1月24日）生于美國(guó)紐約州紐約市，科學(xué)家，專(zhuān)長(zhǎng)于認(rèn)知科學(xué)與人工智能領(lǐng)域，麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人之一，著有幾部人工智能和哲學(xué)方面的作品。1969年，因?yàn)樵谌斯ぶ悄茴I(lǐng)域的貢獻(xiàn)，獲得圖靈獎(jiǎng)。人工智能的定義

指由人制造出來(lái)的機(jī)器所表現(xiàn)出來(lái)的智能。通常人工智能是指通過(guò)普通計(jì)算機(jī)程序來(lái)呈現(xiàn)人類(lèi)智能的技術(shù)。人工智能的定義

人工智能是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。強(qiáng)人工智能和弱人工智能技術(shù)階段哲學(xué)階段計(jì)算智能感知智能認(rèn)知智能能存會(huì)算能聽(tīng)會(huì)說(shuō)，能看會(huì)認(rèn)能理解會(huì)思考弱人工智能強(qiáng)人工智能“看起來(lái)”像是智能的，但是并不真正擁有智能，也不會(huì)有自主意識(shí)。能自主推理，有自主意識(shí)現(xiàn)階段人工智能領(lǐng)域未來(lái)研究方向強(qiáng)人工智能和弱人工智能神馬漢斯人工智能的特征由人類(lèi)設(shè)計(jì)，為人類(lèi)服務(wù)，本質(zhì)為計(jì)算，基礎(chǔ)為數(shù)據(jù)。能感知環(huán)境，能產(chǎn)生反應(yīng)，能與人交互，能與人互補(bǔ)。有適應(yīng)特性，有學(xué)習(xí)能力，有演化迭代，有連接擴(kuò)展。123人工智能的發(fā)展歷程人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)無(wú)人駕駛醫(yī)療影像

目前我國(guó)醫(yī)學(xué)影像行業(yè)面臨兩大痛點(diǎn)：

第一是醫(yī)學(xué)影像醫(yī)生缺口大，誤診率高、效率低，服務(wù)模式亟待創(chuàng)新；

第二是醫(yī)學(xué)影像分析工作繁瑣重復(fù)，極度消耗精力。

而人工智能的介入使醫(yī)生對(duì)圖像的調(diào)閱、圖像質(zhì)量的控制等有了更大的主動(dòng)性，它使得醫(yī)生工作的關(guān)鍵模式發(fā)生了改變?！癆I+醫(yī)學(xué)影像”解決行業(yè)痛點(diǎn)信息技術(shù)發(fā)展促進(jìn)了醫(yī)學(xué)影像和教學(xué)科研工作的開(kāi)展。人臉識(shí)別人臉識(shí)別、手機(jī)解鎖、人臉支付、相機(jī)自然語(yǔ)言處理南方都市報(bào)-小南和廣州日?qǐng)?bào)-阿同、阿樂(lè)傳統(tǒng)預(yù)測(cè)領(lǐng)域信貸需求預(yù)測(cè)店鋪效率預(yù)測(cè)人工智能技術(shù)瓶頸云端智能與端側(cè)智能

云端智能與端側(cè)智能，前者的好處是，能夠承受高吞吐量并滿(mǎn)足復(fù)雜計(jì)算對(duì)資源的要求，因此多用于深度學(xué)習(xí)模型和計(jì)算較復(fù)雜的情況;而后者，則更多的應(yīng)用于對(duì)「實(shí)時(shí)處理」有更高要求的場(chǎng)景中。

端側(cè)人工智能五大優(yōu)勢(shì)

相比在云端運(yùn)行的人工智能，終端側(cè)人工智能在隱私、可靠、低延時(shí)、高效及個(gè)性化方面均有諸多優(yōu)勢(shì)。伴隨著移動(dòng)終端成為人們生活中的必備品，終端側(cè)人工智能的優(yōu)勢(shì)將更加凸顯。圖

0-1AI

在工作中的應(yīng)用價(jià)值通過(guò)錯(cuò)誤!未找到引用源?？芍斯ぶ悄苣軌騽偃稳粘９ぷ魃钪薪^大部分類(lèi)別的

工作，能夠解決業(yè)務(wù)場(chǎng)景中高度復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題，自主適應(yīng)環(huán)境、主動(dòng)配合人的工作，在一定程度上通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算幫助人們完成觀(guān)察、認(rèn)知與決策的過(guò)程。而人類(lèi)比較適合

做決策相關(guān)的任務(wù)，能夠定義業(yè)務(wù)問(wèn)題，確定目標(biāo)邊界，拆解問(wèn)題，尋找完整的解決方

法等。通過(guò)人工智能技術(shù)能夠更好地輔助或者代替人類(lèi)工作，提升工作效率，讓人類(lèi)能夠

解脫出來(lái)做更多的決策工作，創(chuàng)造更大的價(jià)值。行業(yè)智能化發(fā)展浪潮由圖

0-2

可知，隨著人工智能技術(shù)的普及應(yīng)用，傳統(tǒng)行業(yè)都進(jìn)入到了智能化升級(jí)改

造的進(jìn)程中，如：智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智慧物流、智慧商務(wù)、智慧金融、智慧交通、

智慧醫(yī)療、智慧養(yǎng)老、智慧環(huán)保等。同時(shí)人工智能技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，

如：智能軟硬件、智能機(jī)器人、智能運(yùn)載工具、智能終端、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等。智能

化的升級(jí)改造必將是未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)，使用人工智能技術(shù)可以在社會(huì)的各行各業(yè)中

大放異彩，由此可以更加體現(xiàn)出人工智能技術(shù)結(jié)合行業(yè)落地應(yīng)用的重要性。圖

0-2

智能化升級(jí)改造行業(yè)智能化的關(guān)鍵思維行業(yè)智能化的發(fā)展離不開(kāi)人工智能技術(shù)的支撐，從系統(tǒng)化的思維角度出發(fā)可拆分出，

構(gòu)建一個(gè)完整的智能應(yīng)用系統(tǒng)需要包含：輸入、傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)、輸出五大部分，如

圖

0-3

所示。例如：智慧交通、智能家居、智慧零售、智能音箱、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等都需要由這五大部分構(gòu)成最終的智能系統(tǒng)。圖

0-3

智能應(yīng)用系統(tǒng)的組成人工智能不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)，而是一種認(rèn)識(shí)和思考世界的方式。人工智能技術(shù)要發(fā)揮價(jià)值就必須跟行業(yè)智能化需求相匹配，針對(duì)特定的產(chǎn)品或應(yīng)用場(chǎng)景做智能化升級(jí)改造，

通過(guò)人工智能基礎(chǔ)知識(shí)的積累和系統(tǒng)化思維的構(gòu)建輸出產(chǎn)品方案或解決方案，從而實(shí)現(xiàn)

人工智能技術(shù)的落地應(yīng)用，如圖

1-4

所示。圖

0-4

智能化的關(guān)鍵思維邊緣計(jì)算基礎(chǔ)概述人工智能已經(jīng)從技術(shù)走向應(yīng)用，如何將

AI

技術(shù)真正落地，解決每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中人們

的實(shí)際需求，才是關(guān)鍵。而這個(gè)過(guò)程中嵌入式技術(shù)將成為

AI

落地的重要承載平臺(tái)，促使

人工智能在各個(gè)垂直行業(yè)落地生根。嵌入式

AI：讓人工智能算法可以在嵌入式智能終端設(shè)備上運(yùn)行的一種技術(shù)概念。嵌

入式系統(tǒng)是“主體”，人工智能是“裝備”，強(qiáng)大的“屬性加成”以模塊來(lái)呈現(xiàn)，提供

新功能改進(jìn)現(xiàn)有功能，讓智能更上一層樓，如圖

0-5

所示。圖

0-5

嵌入式系統(tǒng)+AI云端人工智能需要使用網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)時(shí)性和安全性都無(wú)法得到保障。使用嵌入式人

工智能在端側(cè)可實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)安全和可靠性得到保障。算力下沉到邊緣端已成為趨勢(shì)，嵌入式

AI

有低時(shí)延、高帶寬、高可靠、海量連接、異構(gòu)匯聚、本地安全等特

點(diǎn)，如圖

0-6

所示。圖

0-6

嵌入式

AI

的特點(diǎn)嵌入式人工智能開(kāi)發(fā)流程嵌入式人工智能可分為基礎(chǔ)支撐層、技術(shù)驅(qū)動(dòng)層和場(chǎng)景應(yīng)用層?；A(chǔ)支撐層主要包

含：操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言、硬件平臺(tái)等作為程序運(yùn)行的基礎(chǔ)支撐；技術(shù)驅(qū)動(dòng)層主要包含：

理論及算法、技術(shù)平臺(tái)/框架、通用技術(shù)等，通過(guò)對(duì)圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技

術(shù)的理論支撐，結(jié)合各種軟件框架實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別、目標(biāo)檢測(cè)、圖像分割、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)

音合成、多傳感器融合等通用技術(shù)；場(chǎng)景應(yīng)用主要是

AI

場(chǎng)景的落地應(yīng)用，通過(guò)對(duì)通用技

術(shù)的理解結(jié)合人工智能思維在實(shí)際的場(chǎng)景中落地應(yīng)用，如：智能無(wú)人車(chē)、智能可穿戴設(shè)

備、智能移動(dòng)機(jī)器人、智能無(wú)人機(jī)等，如圖

0-7

所示。圖

0-7

嵌入式人工智能體系結(jié)構(gòu)嵌入式人工智能開(kāi)發(fā)主要包括兩大部分，即人工智能模型訓(xùn)練和嵌入式終端模型部署。人工智能模型訓(xùn)練主要在

PC

端進(jìn)行，包括數(shù)據(jù)處理、模型訓(xùn)練、模型優(yōu)化等。嵌入

式端主要是結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景部署和應(yīng)用人工智能模型，如圖

0-8

所示。圖

0-8

嵌入式人工智能開(kāi)發(fā)流程嵌入式人工智能開(kāi)發(fā)的三個(gè)環(huán)節(jié)：模型訓(xùn)練、模型轉(zhuǎn)換、模型部署。模型訓(xùn)練需要

在

PC

端完成，使用深度學(xué)習(xí)框架構(gòu)建模型，并完成模型訓(xùn)練，常用的深度學(xué)習(xí)框架有：PyTorch、TensorFlow、PaddlePaddle

等；模型轉(zhuǎn)換主要是進(jìn)行模型優(yōu)化，對(duì)模型進(jìn)行剪

枝、量化等操作，在損失較小模型識(shí)別精度的同時(shí)，極大地降低模型大小，便于在嵌入

式端運(yùn)行；模型部署根據(jù)模型轉(zhuǎn)換后的模型編寫(xiě)模型推理代碼，實(shí)現(xiàn)嵌入式端的模型部

署

及

應(yīng)

用

，

常

用

的

模

型

推

理

框

架

有

：OpenCV

DNN、OpenVINO、TensorFlow

Lite、

PaddleLite、TensorRT、ONNX、Tengine

等。圖

0-9

嵌入式

AI

的三個(gè)主要環(huán)節(jié)圖

0-10

主要描述人臉口罩檢測(cè)嵌入式端模型部署的完整流程，該樣例使用

PyTorch

深度學(xué)習(xí)框架和

OpenVINO

模型推理框架實(shí)現(xiàn)。主要分為

PC

端模型訓(xùn)練和嵌入式端模型部署及應(yīng)用，由數(shù)據(jù)采集、模型構(gòu)建、模型訓(xùn)練、模型轉(zhuǎn)換、模型部署、擴(kuò)展應(yīng)用六大步

驟組成。圖

0-10

人臉口罩檢測(cè)模型部署及應(yīng)用嵌入式人工智能應(yīng)用場(chǎng)景嵌入式與人工智能的結(jié)合為各行各業(yè)垂直領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)巨大潛力。嵌入式人工智

能廣泛應(yīng)用于零售、交通、運(yùn)輸、自動(dòng)化、制造業(yè)及農(nóng)業(yè)等行業(yè)。驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)的主要因素

就是嵌入式人工智能技術(shù)在各種終端用戶(hù)垂直領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)量不斷增加，尤其是改善對(duì)

終端消費(fèi)者的服務(wù)。嵌入式技術(shù)在人工智能時(shí)代，有了新的定義與前景，人工智能也為

嵌入式的智能發(fā)展賦能，使嵌入式產(chǎn)品更快地走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，甚至未來(lái)絕大多數(shù)產(chǎn)品都

是基于嵌入式設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與智能處理分析，比如用于物流的自動(dòng)分揀機(jī)器人、智能

快遞柜等，用于城市交通中的無(wú)人駕駛汽車(chē)、交警機(jī)器人等，用于安防系統(tǒng)的智能攝像

頭、人臉識(shí)別、巡檢機(jī)器人等，用于家居中的智能音箱、掃地機(jī)器人等，這些都是典型

的嵌入式人工智能應(yīng)用產(chǎn)品?？偠灾?，人工智能的落地大多基于嵌入式技術(shù)，嵌入式技術(shù)為人工智能發(fā)展提供

了硬件支撐。人類(lèi)突破了早年的通信速度問(wèn)題產(chǎn)生了萬(wàn)物互聯(lián)，通過(guò)萬(wàn)物互聯(lián)產(chǎn)生了大

數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析可以讓設(shè)備擁有機(jī)器學(xué)習(xí)的能力。隨著物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合等高端技術(shù)的發(fā)展，嵌入式與人工智能相結(jié)合必將成為主流的核心技術(shù)。開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建任任務(wù)要求通過(guò)本章節(jié)學(xué)習(xí)將會(huì)對(duì)嵌入式人工智能應(yīng)用需要的開(kāi)發(fā)環(huán)境有了整體的認(rèn)識(shí)，并對(duì)

整個(gè)環(huán)境的配置過(guò)程做到全面掌握。任知識(shí)入入Python

開(kāi)發(fā)環(huán)境配置Anaconda

指的是一個(gè)開(kāi)源的

Python

發(fā)行版本，其包含了

conda、Python、科學(xué)計(jì)算

工具等科學(xué)包，是一個(gè)用于數(shù)據(jù)科學(xué)，機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的開(kāi)源軟件包管理系統(tǒng)。Miniconda

只包含了最基本的包和工具

conda、Python，需要的包可以通過(guò)

conda

來(lái)

安裝和管理。在官網(wǎng)下載

Miniconda，下載鏈接：https://conda.io/miniconda.html。下載完成后雙擊.exe

文件啟動(dòng)安裝向入，如圖

3-1

所示：Miniconda

安裝選擇添加環(huán)境變量，如圖

3-2

所示。圖

3-2

Miniconda

配置環(huán)境變量如圖

3-3

所示，點(diǎn)擊

finish

完成安裝。圖

3-3

Miniconda

安裝完成Miniconda

創(chuàng)建

Python

虛擬環(huán)境Python

之所以強(qiáng)大，除了語(yǔ)言本身的特性外，更重要的是擁有無(wú)所不及的第三方庫(kù)。

強(qiáng)大的軟件庫(kù)，讓開(kāi)發(fā)者將精力集中在業(yè)務(wù)上，而避免重復(fù)造輪子的浪費(fèi)。但眾多的軟

件庫(kù)，形成了復(fù)雜的依賴(lài)關(guān)系，對(duì)

Python

開(kāi)發(fā)造成了不少困擾。conda

作為一個(gè)非常好

的

Python

包管理軟件，能輕松實(shí)現(xiàn)

Python

開(kāi)發(fā)環(huán)境的管理。使用

Miniconda

創(chuàng)建一個(gè)

python3.6

的環(huán)境，并安裝

python3.6，命令如下：基于

python3.6

創(chuàng)建一個(gè)名為

test_py

的虛擬環(huán)境。激活

test_py

虛擬環(huán)境。conda

deactivate退出虛擬環(huán)境。Miniconda

常用命令conda

install

python=3.6conda

create

--name

test_py

python=3.6conda

activate

test_py可以使用

conda

直接安裝和管理

Python

庫(kù)。使用如下命令安裝

Python

庫(kù)：同時(shí)安裝多個(gè)

Python

庫(kù)時(shí)，用空格將

Python

庫(kù)名隔開(kāi)即可，例如同時(shí)安裝

numpy、

scipy、pandas

包命令如下：查看已安裝的

Python

包：根據(jù)

Python

包名搜索已安裝的包：更新

Python

包：卸載

Python

包：conda

install

package_nameconda

install

numpy

scipy

pandasconda

listconda

search

search_termconda

update

package_nameconda

remove

package_namePython

IDE

的使用（1）PyCharm

簡(jiǎn)介PyCharm

是一種

Python

IDE（Integrated

Development

Environment，集成開(kāi)發(fā)環(huán)

境），帶有一整套可以幫助用戶(hù)在使用

Python

語(yǔ)言開(kāi)發(fā)時(shí)提高其效率的工具，比如調(diào)試、

語(yǔ)法高亮、項(xiàng)目管理、代碼跳轉(zhuǎn)、智能提示、自動(dòng)完成、單元測(cè)試、版本控制等。（2）PyCharm

的安裝在官網(wǎng)：/pycharm/根據(jù)電腦版本選擇不同的包進(jìn)行下

載，如圖

3-4。圖

3-4

PyCharm

軟件下載完成結(jié)束，開(kāi)始安裝，安裝目錄推薦磁盤(pán)為

D

盤(pán)。安裝版本選擇。Create

Desktop

Shortcut

創(chuàng)建桌面快捷方式，如圖

2-5

所示，選擇

64

位。勾選

Create

Associations

是否關(guān)聯(lián)文件，選擇之后打開(kāi).py

文件，之后所有的.py

文件都將會(huì)用

PyCharm

軟件打開(kāi)。圖

3-5

PyCharm

版本選擇（3）PyCharm

的使用如圖

3-6

所示，點(diǎn)擊

Create

New

Project

創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目。圖

3-6

PyCharm

首次創(chuàng)建工程界面如圖

3-7

所示，輸入路徑，選擇

Python

解釋器。圖

3-7

PyCharm

路徑選擇如圖

3-8

所示，選擇

Python

解釋器，添加

Python

解釋器后，PyCharm

就會(huì)掃描出目

前已經(jīng)安裝的

Python

擴(kuò)展包，和這些擴(kuò)展包的最新版本。圖

3-8

Python

解釋器點(diǎn)擊

File

創(chuàng)建工程，如圖

3-9

所示。圖

3-9

創(chuàng)建工程點(diǎn)擊

New，創(chuàng)建

Python

文件，如圖

3-10

所示。圖

3-10

創(chuàng)建

Python

文件點(diǎn)擊

Run

運(yùn)行程序，并將運(yùn)行結(jié)果輸出，如圖

3-11

所示。圖

3-11

運(yùn)行

Hello

WorldLinux

操作基礎(chǔ)任任務(wù)要求在了解了整個(gè)環(huán)境之后，對(duì)環(huán)境中的基本操作需要熟練掌握，本章就是對(duì)嵌入式人工智能的常用基本操作進(jìn)行講解和練習(xí)，為后面的實(shí)現(xiàn)案例打好

基礎(chǔ)。本章將涉及

SSH

的認(rèn)識(shí)及遠(yuǎn)程連接操作、Linux

的基本操作、軟件包的安裝與卸載命令以及

VNC

的可視化界面操作。任知識(shí)入入Linux

操作基礎(chǔ)Linux

是一個(gè)高可靠、高性能的系統(tǒng)，而所有這些優(yōu)越性只有在直接使用

Linux

命令

行時(shí)（shell

環(huán)境）才能充分地體現(xiàn)出來(lái)。（1）Shell說(shuō)到命令行，實(shí)際上指的是

shell。shell

腳本解釋程序，它接受從鍵盤(pán)輸入的命令，

然后把命令傳遞給操作系統(tǒng)去執(zhí)行。幾乎所有的

Linux

發(fā)行版都提供一個(gè)來(lái)自

GNU

項(xiàng)目名

為

bash

的應(yīng)用程序。bash

是“Bourne

Again

SHell”的首字母縮寫(xiě)。bash

其實(shí)是

Unix上的

shell

的一個(gè)增強(qiáng)版。外接入鍵鼠之后使用按下

Ctrl+Alt+T，即可彈出

Shell

終端。圖

4-1

打開(kāi)

Shell

終端如上圖

4-1

所示，字符包括用戶(hù)名@主機(jī)名，當(dāng)前工作目錄和一個(gè)美元符號(hào)。如果提

示符的最后一個(gè)字符是“#”，而不是“$”，那么終端會(huì)話(huà)就是超級(jí)用戶(hù)權(quán)限。（4）Linux

常用基礎(chǔ)命令

1、ls

命令ls

就是

list

的縮寫(xiě)，通過(guò)

ls

命令不僅可以查看

Linux

文件夾包含的文件，而且可以查看文件權(quán)限（包括目錄、文件夾、文件權(quán)限）查看目錄信息等等。$

ls

-lrS例如按大小反序顯示文件詳細(xì)信息。2、cd

命令$

cd

..例如返回上一級(jí)目錄。3、mkdir

命令mkdir

命令用于創(chuàng)建文件夾。-m:

對(duì)新建目錄設(shè)置存取權(quán)限，也可以用

chmod

命令設(shè)置；-p:

可以是一個(gè)路徑名稱(chēng)。此時(shí)若路徑中的某些目錄尚不存在，加上此選項(xiàng)后，系

統(tǒng)將自動(dòng)建立好那些尚不存在的目錄，即一次可以建立多個(gè)目錄。$

mkdir

test例如在當(dāng)前工作目錄下創(chuàng)建名為

test

的文件夾。例如在

tmp

目錄下創(chuàng)建路徑為

test/t1/t

的目錄，若不存在，則創(chuàng)建：4、rm

命令除一個(gè)目錄中的一個(gè)或多個(gè)文件或目錄，如果沒(méi)有使用

-r

選項(xiàng)，則

rm

不會(huì)刪除目

錄。如果使用

rm

來(lái)刪除文件，通常仍可以將該文件恢復(fù)原狀。

5、df

命令df

命令是顯示磁盤(pán)空間使用情況。獲取硬盤(pán)被占用了多少空間，目前還剩下多少空

間等信息，如果沒(méi)有文件名被指定，則所有當(dāng)前被掛載的文件系統(tǒng)的可用空間將被顯示。

默認(rèn)情況下，磁盤(pán)空間將以

1KB

為單位進(jìn)行顯示，除非環(huán)境變量

POSIXLY_CORRECT

被指

定，那樣將以

512

字節(jié)為單位進(jìn)行顯示。$

df

-h例如顯示磁盤(pán)使用情況。6、free

命令$

mkdir

-p

/tmp/test/t1/t例如刪除

test

子目錄及子目錄中所有檔案刪除，并且不用一一確認(rèn)。$

rm

-rf

testfree

命令是顯示系統(tǒng)內(nèi)存使用情況，包括物理內(nèi)存、交互區(qū)內(nèi)存（swap）和內(nèi)核緩

沖區(qū)內(nèi)存。$

free

-h例如顯示內(nèi)存使用情況7、find

命令find

命令用于在文件樹(shù)中查找文件，并作出相應(yīng)的處理。$

find

/opt

-

/opt

目錄下權(quán)限為

777

的文件。8、cp

命令cp

命令將源文件復(fù)制至目標(biāo)文件，或?qū)⒍鄠€(gè)源文件復(fù)制至目標(biāo)目錄。例如復(fù)制

a.txt

到

test

目錄下，保持原文件時(shí)間，如果原文件存在提示是否覆蓋。9、locate

命令locate

命令通過(guò)搜尋系統(tǒng)內(nèi)建文檔數(shù)據(jù)庫(kù)達(dá)到快速找到檔案，數(shù)據(jù)庫(kù)由

updatedb$

cp

-ai

a.txt

test程序來(lái)更新，updatedb

是由

crondaemon

周期性調(diào)用的。默認(rèn)情況下

locate

命令在搜尋數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)比由整個(gè)硬盤(pán)資料來(lái)搜尋資料來(lái)得快。例如搜索

etc

目錄下所有以

sh

開(kāi)頭的文件$

locate

/etc/sh（5）視頻的讀取與顯示OpenCV

為開(kāi)發(fā)者提供了

CV2.VideoCapture

視頻捕獲類(lèi)函數(shù)，這是一個(gè)通用的捕獲視頻圖像的程序接口。CV2.VideoCapture

視頻捕獲類(lèi)函數(shù)如下表

4-1

所示：表

4-1

攝像頭捕獲構(gòu)造類(lèi)功能cv2.VideoCapture

類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)參數(shù)說(shuō)明視頻文件<VideoCaputrue

object>

=

cv2.VideoCapture(VideoPath)VideoPath：本地視頻文件路徑攝

像

頭

設(shè)

備<VideoCaputrue

object>

=

cv2.VideoCapture(index)index：攝像頭設(shè)備

ID，填

0

表示

使用系統(tǒng)默認(rèn)的攝像頭，在

linux

系統(tǒng)中，如果存在多個(gè)攝像頭，可

以使用“/dev/video1“

等這樣的

設(shè)備名通過(guò)構(gòu)造函數(shù)可獲得

VideoCapture

類(lèi)的實(shí)例對(duì)象，通過(guò)

VideoCapture

實(shí)例對(duì)象的成

員方法

read

讀取視頻幀。使用

OpenCV

捕獲視頻流非常容易，流程如下圖

4-2

所示：圖

4-2

視頻捕獲基本流程視頻流捕獲示例代碼如下：import

cv2

as

cv#獲取本地?cái)z像頭對(duì)象

cap

=

cv.VideoCapture(0)

#如果檢測(cè)到攝像頭已打開(kāi)

if

cap.isOpened():state,

frame

=

cap.read()

#抓取下一個(gè)視頻幀狀態(tài)和圖像while

state:#當(dāng)抓取成功則進(jìn)入循環(huán)state,frame

=

cap.read()

#

抓取每一幀圖像cv.imshow('video',frame)

#

顯示抓取到的圖像幀#

等待鍵盤(pán)按下，超時(shí)

25ms

可通過(guò)設(shè)置等待超時(shí)時(shí)間來(lái)控制視頻播放速度。k

=

cv.waitKey(25)

&

0xff

#

25ms

內(nèi)當(dāng)有鍵盤(pán)按下時(shí)返回對(duì)應(yīng)按鍵

ASCII

碼，超時(shí)返回-1if

k

==

27

or

chr(k)

==

‘q’:

#

當(dāng)按下

Esc

或者

q

時(shí)退出循環(huán)。break（6）Python

程序運(yùn)行在嵌入式端運(yùn)行

Python

程序時(shí)，首先確定端側(cè)已搭建好

Python

環(huán)境，如下圖

4-3

所示，輸入命令

python

-V

查看

Python

版本號(hào)。圖

4-3

查看

Python

版本號(hào)若同時(shí)安裝了

Python2

和

Python3，如下圖

4-4

所示，輸入命令

python3

-V

查看

Python3

版本號(hào)。圖

4-4

查看

Python3

版本號(hào)如圖

4-5

所示，在終端命令行輸入：python

文件名.py，直接運(yùn)行

Python

程序，如果安裝的是

python3，則運(yùn)行程序的命令為：python3

文件名.py。圖

4-5

運(yùn)行

Python

程序示例（7）vim

編輯器vim

是一個(gè)可以在

shell

中運(yùn)行的高度可自定義的文本編輯器。vim

簡(jiǎn)潔而強(qiáng)大，下面將

vim

進(jìn)行一些外觀(guān)優(yōu)化：$

sudo

apt-get

install

vim

#

安裝

vim

編輯器$

wget

--no-check-certificate

https:///amix/vimrc/master/vimrcs/basic.vim//

復(fù)制

vim

的配置文件到你的~/.vimrc$

cp

basic.vim

~/.vimrc優(yōu)化后編輯

Python

文件時(shí)將會(huì)高亮顯示語(yǔ)法關(guān)鍵字。vim

共分為三種模式，分別是命令模式（Command

mode），輸入模式（Insert

mode）

和底線(xiàn)命令模式（Last

line

mode）。使用命令

vim

文件名，進(jìn)入

vim

編輯器，如圖

4-6

所示。圖

4-6

進(jìn)入

vim

編輯器啟動(dòng)

vim

編輯器時(shí)，默認(rèn)進(jìn)入命令模式，在這個(gè)模式下，vim

編輯器會(huì)將按鍵解釋成

命令，無(wú)法對(duì)文件進(jìn)行編輯，如圖

4-7

所示。在命令模式下輸入:q

即可退出

vim

編輯器。圖

4-7

vim

編輯器命令模式在命令模式下鍵入

i

可進(jìn)入插入模式

insert，如圖

4-8

所示。在插入模式下

vim

會(huì)

將你在光標(biāo)位置輸入的每個(gè)鍵都插入到緩沖區(qū)，也就是直接輸入到文本中，并在屏幕上

打印出來(lái)。一般通過(guò)插入模式對(duì)文件進(jìn)行編輯修改操作。一般編輯結(jié)束后，鍵入

ESC

鍵

退出插入模式返回命令模式，然后輸入:wq

即可保存并退出

vim

編輯器。圖

4-8

vim

編輯器插入模式軟件包安裝與卸載（1）apt-getAdvanced

Package

Tool，又名

apt-get，是一款適用于

Unix

和

Linux

系統(tǒng)的應(yīng)用程

序管理器，最初于

1998

年發(fā)布，用于檢索應(yīng)用程序并將其加載到

Debian

Linux

系統(tǒng)。

apt-get，是一條

linux

命令，主要用于自動(dòng)從互聯(lián)網(wǎng)的軟件倉(cāng)庫(kù)中搜索、安裝、升級(jí)、

卸載軟件或操作系統(tǒng)。apt-get

安裝和卸載軟件包命令如下：a.apt-get

update

更新軟件包信息庫(kù)b.apt-get

upgrade

更新所有已安裝的軟件包c(diǎn).apt-get

dist-upgrade

更新整個(gè)

Debian

系統(tǒng)d.apt-get

install

packagename

安裝新軟件包e.apt-get

remove

packagename

卸載已安裝軟件包（保留配置文件）f.apt-get

-purge

remove

package_name

卸載已安裝軟件包（不保留配置文件）

g.apt-get

autoremove

packagename

卸載已安裝軟件包（卸載依賴(lài)軟件）

h.apt-get

autoclean

刪除已卸載軟件的安裝包i.apt-get

clean

刪除已卸載和安裝軟件的安裝包pip

是一個(gè)現(xiàn)代的，通用的

python

包的管理工具，pip

也是一個(gè)

python

庫(kù)，提供了

對(duì)

Python

包的查找、下載、安裝和卸載功能。一般來(lái)說(shuō)

Python

需要什么包可以直接在線(xiàn)使用：即可，但是這種安裝方法太慢，因?yàn)樵摲椒ㄊ峭ㄟ^(guò)國(guó)外的服務(wù)器下載。為提高

pip

下

載速度，這里提供幾個(gè)國(guó)內(nèi)下載源：清華源：/simple

阿里云：/pypi/simple/中國(guó)科技大學(xué)

/simple/華中理工大學(xué)：/

山東理工大學(xué)：/

例如使用前清華源下載，使用如下命令：pip

install

-i

/simple

numpypip

install

包名命令在

pip

安裝中，可能無(wú)法通過(guò)正常的

pip

命令來(lái)安裝，下面將通過(guò)使用源碼編譯的方

式來(lái)進(jìn)行安裝。下面是

Linux

離線(xiàn)安裝

pip3

的詳細(xì)步驟：

步驟一：在官網(wǎng)下載安裝包如圖

4-9

所示；圖

4-9

pip

官網(wǎng)步驟二：將下載好的安裝包上傳至

Linux

系統(tǒng)下；

步驟三：使用如下的命令對(duì)安裝包進(jìn)行解壓；步驟四：使用

cd

命令進(jìn)入解壓好的文件所在路徑；

步驟五：執(zhí)行如下的命令進(jìn)行安裝。sudo

python3

setup.py

installpip

卸載命令為：tar

-xf

文件名pip

uninstall

包名任任務(wù)要求

常用開(kāi)發(fā)工具的使用通過(guò)本章節(jié)學(xué)習(xí)將會(huì)對(duì)嵌入式人工智能應(yīng)用需要的開(kāi)發(fā)環(huán)境有了整體的認(rèn)識(shí)，并對(duì)

整個(gè)環(huán)境的配置過(guò)程做到全面掌握。任知識(shí)入入SSH

遠(yuǎn)程連接（1）SSH

簡(jiǎn)介Secure

Shell（SSH）是由

IETF（The

Internet

Engineering

Task

Force，國(guó)際互

聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）制定的建立在應(yīng)用層基礎(chǔ)上的安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它是專(zhuān)為遠(yuǎn)程登錄會(huì)話(huà)

（甚至可以用

Windows

遠(yuǎn)程登錄

Linux

服務(wù)器進(jìn)行文件互傳）和其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供安全性

的協(xié)議，可有效彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)中的漏洞。通過(guò)

SSH，可以把所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，也能夠

防止

DNS

欺騙和

IP

欺騙。還有一個(gè)額外的好處就是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)壓縮的，所以可以加快傳輸?shù)乃俣?。目前已?jīng)成為

Linux

系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。（2）SFTPSFTP（Secret

File

Transfer

Protocol）是一種安全的文件傳輸協(xié)議，提供文件訪(fǎng)

問(wèn)、傳輸和管理功能的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。它確保使用私有和安全的數(shù)據(jù)流來(lái)安全地傳輸數(shù)

據(jù)。SFTP

要求客戶(hù)端用戶(hù)必須由服務(wù)器進(jìn)行身份驗(yàn)證，并且數(shù)據(jù)傳輸必須通過(guò)

SSH

進(jìn)行，

也即是不傳輸明文密碼或文件數(shù)據(jù)。它允許對(duì)遠(yuǎn)程文件執(zhí)行各種操作，有點(diǎn)像遠(yuǎn)程文件

系統(tǒng)協(xié)議。（3）SSH

基礎(chǔ)用法SSH

主要用于遠(yuǎn)程登錄。例如用戶(hù)名為

user，登錄遠(yuǎn)程主機(jī)為

host，只需輸入如下

命令即可。SSH

的默認(rèn)端口是

22，如果不設(shè)置端口號(hào)登錄，則會(huì)自動(dòng)送到遠(yuǎn)程主機(jī)的

22

號(hào)端口，$

ssh

user@host可以使用-p

選項(xiàng)來(lái)修改端口號(hào)，比如連接到服務(wù)器端口的

1234。ssh

-

將

目錄。$HOME/src/目錄下面的所有文件，復(fù)制到遠(yuǎn)程主機(jī)的$HOME/src/p

1234

ldz@192.168.0.1$

cd

&&

tar

czv

src

|

ssh

user@host

'tar

xz'如果是第一次連接登錄，系統(tǒng)會(huì)提示“無(wú)法確認(rèn)

host

主機(jī)的真實(shí)性，只知道它的公鑰指紋你還想繼續(xù)連接嗎”，如下所示：

使用密碼登錄，每次都必須輸入密碼，是非常繁瑣的。但

SSH

提供了公鑰指紋，可

以省去輸入密碼的步驟。所謂“公鑰指紋”，原理很簡(jiǎn)單，就是用戶(hù)將自己的公鑰儲(chǔ)存在遠(yuǎn)程主機(jī)上。登錄

的時(shí)候，遠(yuǎn)程主機(jī)會(huì)向用戶(hù)發(fā)送一段隨機(jī)字符串，用戶(hù)用自己的私鑰加密后，再發(fā)回來(lái)。

遠(yuǎn)程主機(jī)用事先儲(chǔ)存的公鑰進(jìn)行解密，如果成功，就證明用戶(hù)是可信的，直接允許登錄$

ssh

user@hostThe

authenticity

of

host

'host

(12.18.429.21)'

can't

be

established.RSA

key

fingerprint

is

98:2e:d7:e0:de:9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d.Are

you

sure

you

want

to

continue

connecting

(yes/no)?shell，不再要求密碼。遠(yuǎn)程主機(jī)必須在自己網(wǎng)站上貼出公鑰指紋，以便用戶(hù)自行核對(duì)。假定經(jīng)過(guò)風(fēng)險(xiǎn)衡量

以后，用戶(hù)決定接受這個(gè)遠(yuǎn)程主機(jī)的公鑰提示如下：

host系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)如下提示，表示Are

you

sure

you

want

to

continue

connecting

(yes/no)?

yes

主機(jī)已經(jīng)得到認(rèn)可。要求輸入密碼后，就可以正常登錄。當(dāng)遠(yuǎn)程主機(jī)的公鑰被接受以后，它就會(huì)被保存在文件$HOME/.ssh/known_hosts

之中。

下次再連接這臺(tái)主機(jī)，系統(tǒng)就會(huì)認(rèn)出它的公鑰已經(jīng)保存在本地了，從而跳過(guò)警告部分，

直接提示輸入密碼。每個(gè)

SSH

用戶(hù)都有自己的

known_hosts

文件，此外系統(tǒng)也有這樣的文件，通常是

/etc/ssh/ssh_known_hosts，保存一些對(duì)所有用戶(hù)都可信賴(lài)的遠(yuǎn)程主機(jī)的公鑰。使用公鑰登錄要求用戶(hù)必須提供自己的公鑰。如果沒(méi)有，可以直接用

ssh-keygen

命Warning:

Permanently

added

'host,12.18.429.21'

(RSA)

to

the

list

of

known

hosts.Password:

(enter

password)令生成。輸入命令運(yùn)行結(jié)束后，在$HOME/.ssh/目錄下，會(huì)新生成兩個(gè)文件：id_rsa.pub

和

id_rsa。前者是公鑰，后者是私鑰。這時(shí)再輸入如下命令，將公鑰傳送到遠(yuǎn)程主機(jī)

host

上面再次連接時(shí)就不再輸入登錄

密碼。連接工具

MobaXtermMobaXterm

是

SSH

客戶(hù)端，可以向

Windows

桌面提供所有重要的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)工具（SSH，X11，RDP，VNC，F(xiàn)TP，MOSH

…）和

Unix

命令（bash，ls，

cat，sed，grep，awk，rsync

等），為遠(yuǎn)程任務(wù)提供一體化服務(wù)。當(dāng)用戶(hù)使用

SSH

連接到遠(yuǎn)程服務(wù)器時(shí)，將自動(dòng)彈出圖形

SFTP

瀏覽器以直接編輯遠(yuǎn)程

文件。$

ssh-keygen$

ssh-copy-id

user@hostMobaXterm

軟件安裝首先下載該軟件，下載網(wǎng)址：https:///，選擇“Download”，選擇免費(fèi)版的下載。下載完成后，直接解壓文件，雙擊

exe

文件安裝軟件。軟件安裝完成后，電腦桌面將會(huì)出現(xiàn)如圖

5-1

的圖標(biāo)。圖

5-1

MobaXterm

軟件圖標(biāo)MobaXterm

軟件使用打開(kāi)軟件界面如圖

5-2

所示：圖

5-2

MobaXterm

軟件界面首先創(chuàng)建

SSH

session，點(diǎn)擊菜單欄「sessions」，點(diǎn)擊「new

session」，將彈出

session

setting

對(duì)話(huà)框，如圖

5-3：圖

5-3

SSH

創(chuàng)建界面選中第一個(gè)

SSH

圖標(biāo)，并填入相關(guān)信息，就可以完成

session

的創(chuàng)建。點(diǎn)擊確定后，

輸入用戶(hù)名和密碼后就可以連接上虛擬機(jī)了。且連上虛擬機(jī)之后，會(huì)自動(dòng)通過(guò)

FTP

也連

接到虛擬機(jī)，直接拖拽就可以完成文件上傳和下載。登錄后的界面主要分為兩部分，左邊的是主機(jī)的文件，右邊是終端。如圖

5-4

勾選

左下角“Follow

terminal

folder”可以讓兩者的工作路徑保持一致。圖

5-4

SSH

登錄界面創(chuàng)建串口

session串口

session

創(chuàng)建如圖

5-5

所示，在

Session

settings

對(duì)話(huà)框里選擇

Serial，選擇

相對(duì)應(yīng)的串口號(hào)及波特率，點(diǎn)擊

OK

按鈕即可完成連接。同樣

session

會(huì)保存在左側(cè)的

session

標(biāo)簽頁(yè)里，方便下次連接。圖

5-5

創(chuàng)建串口

session

界面如圖

5-6

所示，可以個(gè)性化設(shè)置，如設(shè)置終端字體、設(shè)置右鍵復(fù)制、設(shè)置字號(hào)等。圖

5-6

個(gè)性化設(shè)置界面VNC

可視化連接工具（1）VNC

簡(jiǎn)介VNC（Virtual

Network

Computer）是一款基于

UNIX

和

Linux

操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制工

具軟件，由

AT&T

的歐洲研究實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)，其遠(yuǎn)程控制能力強(qiáng)大，高效實(shí)用。VNC

作為一

種遠(yuǎn)程登錄的圖形化界面軟件，能將完整的窗口界面通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)計(jì)算機(jī)的屏

幕上。VNC

由兩個(gè)基礎(chǔ)部分組成：客戶(hù)端的應(yīng)用程序（vncviewer）和服務(wù)器端的應(yīng)用程序

（vncserver）。用戶(hù)需先將

VNC

server

安裝在被遠(yuǎn)程操控的計(jì)算機(jī)上后，在主控端執(zhí)行

VNC

viewer

就能進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，且服務(wù)器端還內(nèi)建了

Java

Web

接口，開(kāi)發(fā)者通過(guò)服務(wù)器

端對(duì)其他計(jì)算機(jī)的操作就能通過(guò)

Netscape

進(jìn)行顯示，這樣的操作過(guò)程和顯示方式比較直

觀(guān)方便。（2）VNC

連接apt-get

install

vnc4server在服務(wù)器端啟動(dòng)

VNC

Server

執(zhí)行如下命令安裝

VNC

Server。

vncserver然后啟動(dòng)

VNC

Server。（3）客戶(hù)端安裝

VNC

Viewer若要通過(guò)客戶(hù)端對(duì)服務(wù)器端進(jìn)行遠(yuǎn)程桌面連接，需在客戶(hù)端安裝

VNC

Viewer，首先

下載

VNC

Viewer，官方下載地址。下載完成后雙擊.exe

文件啟動(dòng)安裝向入如圖

5-7

所示。圖

5-7

VNC

Viewer

安裝向入當(dāng)看到下圖

5-8

所示時(shí)，點(diǎn)擊

finish

完成安裝。圖

5-8

VNC

Viewer

安裝成功2）VNC

客戶(hù)端通過(guò)

VNC

Viewer

連接至

VNC

Server。打開(kāi)客戶(hù)端

VNC

Viewer，輸入遠(yuǎn)程控制端所在局域網(wǎng)的

IP

地址和端口號(hào)進(jìn)行連接，

如圖

5-9

所示。圖

5-9

連接

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如圖

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所示。圖

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