1.1 AI+智能音箱实训平台
1.1.1 图文介绍
? 基本介绍：
智能音箱（AI-Speaker）是一种具有集成虚拟助手的无线音箱和语音命令设备，同时也是一个音箱升级的产物，人们通过语音指令使用智能音箱，比如可以要求智能音箱播放音乐、播报天气、设置闹钟等。智能音箱还集成了Wi-Fi、蓝牙及其他无线协议标准的连接，以增加音频播放以外的用途，例如通过语音控制智能家居设备，比如打开窗帘、设置冰箱温度、让热水器升温等口。
? 主要特性：
1.基于人工智能的语音唤醒 2.基于深度学习的语音识别与交流
3.具备多种智能音箱技能，包括FM电台、星座查询、音乐在线播放、翻译、天气查
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询等
4.集成智慧家居控制，能通过语音控制智能家居设备 5.全部源代码开放和详细的实验指导书 智能音箱可以完成丰富的实训项目： 实训项目一：麦克阵列技术 1）基本介绍
麦克阵列中包含许多语音处理方面的内容，通过远程拾音麦克风矩阵获取声波数据，过滤掉杂音、分离出有效语音数据。
2）实训列表
实训1：语音处理（FFT，自动增益控制） 实训2：声源定位(VOD) 实训3：语音增强 实训4：定向降噪 实训5：回声消除
? 实训项目二：语音交流 1）基本介绍
语音交流就是识别用户语音，然后根据语音内容作出回复，并作出相关动作的技术。首先，通过远程拾音麦克风矩阵获取声波数据，过滤掉杂音、分离出有效语音数据；然后，通过语音识别，将语音数据转化为文本；接下来通过人工智能分析文本内容，作出对应的回复；通过语音合成技术，将回复文本转化为语音播报；如果语音内容包含控制命令，根据命令内容作出对应的动作。
2）实训列表
实训1：基于波束成形的语音增强 实训2：基于深度学习的语音识别 实训3：基于人工智能的聊天机器人 实训4：基于声学处理的语音合成 实训5：基于智联网的智慧家居控制 ? 实训项目三：智能音箱技能 1）基本介绍
智能音箱的技能开发主要是给用户提供了可高度定制的技能类型，用户可以通过编程的方式设计开发灵活的技能，包括FM电台、星座查询、音乐在线播放、翻译、天气查询等。
2）实训列表
实训1：基于百度FM的FM电台 实训2：基于爬虫的星座查询
实训3：基于网易云音乐的在线音乐播放 实训4：基于谷歌翻译和有道翻译的在线翻译 实训5：基于爬虫的天气查询 ? 实验截图：
1.1.2 产品参数 设备部件 参数指标 智能音箱主控单元AI最强嵌入式边缘计算处理器RK3399，4G+16G内存配置，集成多种可控外设，可运行ubuntu、ROS、android多操作系统系统，能够完成人工智能相关的各项教学和实验实践。 详细参数： 主控单元 1.RK3399处理器，ARM 64位大小核架构，Cortex-A72和Cotex-A53多核处理器，cpu主频高达1.8GHz；搭载4GB LPDDR4，16GB EMMC。 2.核心板使用Mali-T860 MP4四核图形处理器，支持OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1, OpenVG1.1, OpenCL, DX11, AFBC，集成硬件解码H.265 HEVC和VP9、H.264编码。
3.集成蓝牙和WiFi模块，蓝牙使用的是Bluetooth4.1，WiFi采用2.4GHz/5GHz双频WiFi，PCIe LTE接口可以扩展LTE模块实现4G通信。 4.数据传输采用了USB3.0和Type-C接口，传输带宽高达5.0Gbps。 5.集成了zigbee+LORA模块，方便用户控制zigbee、lora组网的智能家居设备。 拾音系统利用7个数字麦克风，组成环形6+1远场麦克风阵列收取声音信号，通过I2S总线的4个立体声通道将原始声音数据传输给K210。K210通过AIOT边缘计算，实现语音增强、波束成形、声源定位等机器听觉能力。 核心处理模块： K210包含RISC-V架构双核64位CPU，每个核心内置独立FPU。K210的核心功能是机器视觉与听觉，包含用于计算卷积人工神经网络的KPU与拾音系统 用于处理麦克风阵列输入的APU。同时K210具备快速傅里叶变换加速器，可以进行高性能复数FFT计算。因此对于大多数机器学习算法，K210具备高性能处理能力。 麦克风参数： 1.外形尺寸：4.0x3.0x1.05 mm，顶部进声 2.功耗：普通模式750uA/低功耗模式350uA 3.灵敏度:-26+/-1dB FS 4.数字格式：24bit I2S 播音系统通过PT8211芯片（DAC芯片），将I2S数字音频信号转为模拟信号，然后通过功放芯片，将模拟信号放大后输出到扬声器。 扬声器参数： 播音系统 1.外型尺寸：直径φ40mm，高度18mm 2.阻抗：8Ω 3.功率：2W 4.磁头：19mm 1.1.3 课程资源 智能音箱实训平台可完成的主要课程如下： 课程名称 课程内容 课程大纲 出版教材/推荐教材
以人工智能产业应用项目为核心，通实际的项目案例和真实工程任务管理模式 《智能音箱实行对项目任务的开发与实践，包括方案分析、硬件1）智能音箱概述（硬件介绍、内部教材（待完成），预软件介绍、综合体验） 2）智能音箱系统设计（整体计出版时间2022-02-01前 架构、语音唤醒、语音识别、 语音合成、聊天机器人） 算法设计、应用设计、3）智能音箱技能开发（百度项目实训》 设计、功能测试等完整的开发流程。通过本课程的学习可以使学生掌握人工智能项目的设计与开发思路，掌握人工智能在产业里面的技术应用和创新，使学生获得实际人工智能项目的设计与实施能力。 FM、星座查询、网易云音乐、翻译、天气查询） 4）麦克阵列算法设计（声源定位、语音增强、噪音消除、消除回响） 5）智能家居设计（智能家居需求设计、智能家居功能设计、智能家居控制）
移动互联网嵌入式物联网人工智能创新实验室：智能音箱
