智能终端应用开发基础 课件 第5-7章 winSCP使用教程、树莓派串口通信、K210和YOLOV3介绍

第5章

WinSCP使用教程Contents01.引言02.WinSCP安装步骤04.树莓派内导出文件03.导入文件到树莓派01引言0102WinSCP下载从WinSCP官网/eng/download.php）下载最新版的WinSCP安装包，安装前请确保你的电脑满足WinSCP的运行要求。安装模式选择在安装过程中，选择“为所有用户安装（建议选项）”来确保WinSCP能够正确地安装在电脑上，并为所有用户提供服务，共享使用。自定义安装建议自定义安装WinSCP，选择安装位置、组件和附加任务，以优化安装过程并减少硬盘空间占用。提高电脑运行速度和用户体验。用户界面选择在初始化用户设置时，选择你喜欢的界面风格。NortonCommander界面适合键盘操作爱好者，而WindowsExplorer界面则更符合Windows用户的使用习惯。安装确认与完成在准备安装界面，确认安装位置、类型、组件和附加任务是否正确，如果有误可以通过“上一步”进行修改，最后点击“安装”等待安装完成。030405WinSCP安装WinSCP功能WinSCP具有直接编辑远程计算机文件的功能，方便用户对远程文件进行修改和管理，提高工作效率。同时，WinSCP还集成了文本编辑器。WinSCP支持多种安全验证方式，如SSH密码、键盘交互、公钥和Kerberos(GSS)验证等，确保用户身份验证的安全性和可靠性。通过WinSCP，用户可以轻松地将文件从本地计算机传输到远程服务器，支持多种文件协议和传输模式，满足不同的文件传输需求。WinSCP支持FTP、SFTP、SCP、WebDAV和AmazonS3等多种传输模式，方便用户根据自己的需求选择合适的传输方式，默认使用SFTP模式。安全验证文件传输远程编辑远程登录图形用户界面WinSCP提供直观易用的图形用户界面，使用户能够轻松地进行文件管理和传输操作，无需复杂的命令行操作。WinSCP支持多种语言界面，包括简体中文和繁体中文，满足不同国家和地区的用户需，更加人性化。WinSCP与Windows系统完美集成，支持拖拽、URL和快捷方式等操作方式，使用户能够方便地管理文件。WinSCP支持批处理脚本和命令行方式，方便用户自动化执行文件传输任务，提高工作效率和准确性。WinSCP提供WindowsExplorer和NortonCommander两种界面风格供用户选择，满足不同用户的操作习惯和需求。多语言支持批处理支持界面选择与Windows集成WinSCP优点02WinSCP安装步骤访问官网下载01要下载WinSCP，请访问官方网站。网址是/eng/download.php。确保从官方网站下载，以确保软件的合法性和安全性。点击下载链接02在安装WinSCP之前，用户需访问WinSCP的官方网站。在网站上，用户将看到一个明显的下载链接，点击这个链接即可开始下载过程。等待下载完成03点击下载链接后，系统将开始下载WinSCP的安装程序。这个过程可能需要一些时间，具体取决于用户的网络速度和服务器速度。官网下载WinSCP安装包安装程序选择安装模式：在安装过程中，用户将看到“为所有用户安装”和“仅为我安装”两个选项。建议选择“为所有用户安装”选项，以便其他用户也可以使用WinSCP。双击安装包：下载完成后，找到安装包并双击以启动安装程序。在安装过程中，系统将提示用户选择安装模式、许可协议、安装类型等选项。许可协议接受：安装程序可能要求用户接受许可协议。请仔细阅读协议内容，确保理解并同意其中的条款。如果同意，请勾选“接受”或“同意”选项。选择安装类型：用户需选择安装类型，通常包括“典型安装”和“自定义安装”。典型安装适合一般用户，而自定义安装允许用户选择安装组件和选项。选择安装模式许可协议接受默认安装位置：如果用户接受默认设置并点击“下一步”，系统将把WinSCP安装在C盘的默认目录下。建议有选择的自定义安装位置，以避免占用C盘过多空间。自定义安装位置：如果用户选择自定义安装，他们需要指定WinSCP的安装位置。使用“浏览”按钮选择所需的位置，然后点击“下一步”继续安装过程。选择组件与任务：在安装过程中，用户将看到需要选择的组件和附加任务。根据需求选择所需的组件和任务，或者接受默认设置，并点击“下一步”继续。安装位置确认：在安装前，用户需确认WinSCP的安装位置、选择的组件和附加任务是否正确。如有需要，点击“上一步”进行修改。确认无误后，点击“安装”。选择安装程序类型VS开始安装：确认设置无误后，点击“安装”按钮，系统将开始安装WinSCP。等待安装过程完成，期间不要关闭安装窗口或断开计算机，以免中断安装过程。安装完成：安装完成后，用户可以打开WinSCP界面（如图5-10所示），选择NortonCommander界面或WindowsExplorer界面。NortonCommander界面注重键盘操作。自定义安装位置选择components在安装过程中，一定要仔细检查安装路径。确保选择了一个方便访问且空间足够的磁盘分区。这样，您就能高效地找到并使用WinSCP了。在安装过程中，WinSCP通常会尝试关联常见的文件类型。如果您不希望WinSCP与某些文件类型关联，可以在安装过程中取消勾选相应的选项。如果您有特定的需求，可以勾选相应的组件。例如，如果您需要远程编辑文件，可以勾选WinSCP的文本编辑器组件。在安装过程中，选择安装组件是一个关键步骤。通常来说，WinSCP的默认组件是已经足够使用的，它们包括了基本的文件传输功能。关联文件定制安装安装路径默认组件任务选项选择附加任务是一个可选步骤，它允许用户根据自己的需求定制安装过程。通常，这些任务包括创建桌面快捷方式、添加WinSCP到任务栏等。安装目录在安装过程中，一定要指定一个合适的安装目录。确保选择了一个方便访问且空间足够的磁盘分区。这样，您就能高效地找到并使用WinSCP了。任务取消如果您不希望执行任何附加任务，可以在安装过程中取消勾选所有任务选项。这样，WinSCP将只进行最基本的安装，不包括任何额外的任务或组件。自定义安装如果您希望更精确地控制WinSCP的安装过程，可以选择自定义安装选项。这样，您就可以根据自己的需求选择安装的组件和附加任务了。选择附加任务界面选启在安装WinSCP时，初始化用户设置是一个重要的步骤。用户可以选择自己喜欢的用户界面风格，例如WindowsExplorer界面或NortonCommander界面。WindowsExplorer界面风格与Windows操作系统紧密相连，提供了直观且用户友好的操作方式；而NortonCommander界面风格注重键盘操作。如果您在安装时选择了NortonCommander界面风格，但后来发现您更喜欢WindowsExplorer界面风格，不要担心，您可以在安装后随时进行调整。在用户界面风格选择完成后，请务必仔细检查设置以确保没有错误。如果您有任何疑问或需要进一步的帮助，请随时联系WinSCP的官方支持团队。界面介绍设置调整界面确认初始化用户设置完成安装安装完成后，您可以打开WinSCP并探索其界面。根据之前的设置选择，您将看到熟悉的NortonCommander界面或WindowsExplorer界面。设置核查进入准备安装界面，用户应仔细核查所有的设置选项，包括安装位置、安装类型、选择的组件和附加任务等，以确保没有错误或遗漏。修改设置若在准备安装阶段发现需要修改某些设置，可以点击“上一步”按钮返回上一步并进行相应的修改。确保所有设置都符合您的需求和期望。安装执行在确认所有设置都正确后，点击“安装”按钮开始安装过程。等待安装完成，期间请保持耐心，不要关闭安装程序或进行其他操作。准备安装界面了解界面初次启动当WinSCP安装完成后，初次启动可能会需要您进行一些基本的设置。请按照安装程序的提示进行操作，以便设置合适的参数和选项。如果您在安装或使用WinSCP时遇到任何问题，不要犹豫，寻求官方文档或社区论坛的帮助。这些地方提供了大量的资源和指导，帮助您解决问题。熟悉WinSCP的界面后，您就可以开始进行文件传输了。左边窗口选择导出的文件，右边窗口选择接收文件的目录，然后拖动内容即可完成文件传输。在WinSCP的主界面中，您将会看到两个主要的工作区域，分别是本地资源窗口和树莓派资源窗口。通过这两个窗口，您可以轻松地管理文件传输。帮助资源安装完成打开WinSCP了解页面文件操作03导入文件到树莓派打开WinSCP登陆窗口快速登录：在登录界面，可以通过“新建站点”快速配置并保存站点信息，包括文件协议、主机名等。弹出登录窗口：点击WinSCP图标，弹出登录窗口，输入树莓派IP地址，默认端口22，点击登录。端口号注意：默认端口为22，若树莓派管理员修改了端口号，必须输入新端口号，否则无法登录。IP地址登录：在WinSCP登录窗口的“主机名”栏，输入树莓派的IP地址，用于建立SSH连接。输入树莓派IP地址保存站点信息：在登录页面可以选择保存当前登录的主机的信息，避免每次重新输入。快速访问：点击“登录”后，若出现“警告”提示，点击“更新”即可快速访问树莓派。保存站点信息传输模式选择：在WinSCP中，可以通过点击“区域2”来选择文件协议，选择适合的传输模式。SFTP模式：WinSCP支持FTP、SFTP、SCP、WebDAV、AmazonS3五种传输模式，其中SFTP和SCP较为常用。选择文件协议输入登录信息：需要输入树莓派的主机名（一般为树莓派的IP地址）、端口（如果没有修改过，则为22）、用户名及密码。保存站点信息：点击“保存”后弹出对话框，为保存的站点起一个容易识别的名称并放置在相应文件夹中，进行统一管理。输入树莓派登录信息在保存站点时，有两个可选项需要关注，分别是“保存密码”和“建立桌面快捷方式”。保存站点设置如果保存的站点是常用站点，可以创建桌面快捷方式，方便使用，点击“确定”完成站点的保存。建立桌面快捷为安全起见，建议在保存站点时不要输入密码，把“保存密码”选项勾起，点击“确定”完成站点的保存。保存密码建议保存站点设置123在登录界面，首先输入树莓派的主机名，这通常是树莓派的IP地址。接着，确认端口号是否正确，默认为22。主机名与端口号输入正确的用户名和密码是登录的关键。确保这些信息与树莓派上的用户账户信息相匹配，以便成功建立连接。用户名与密码为了方便快捷，可以选择保存当前登录的主机信息，避免每次重新输入。同时，务必确保网络安全和安全设置。保存登录信息登录树莓派在WinSCP中，传输模式可以选择FTP、SFTP、SCP、WebDAV和AmazonS3。其中，SFTP和SCP是较为常用的模式。传输模式选择选择SFTP或SCP模式后，就可以进行文件传输操作了。通过鼠标拖动文件或文件夹，即可将本地文件传输到树莓派上。文件传输操作若在传输文件时遇到权限问题，需确保树莓派目录具有最高权限。同时，检查Windows系统文件的路径和文件名。传输中的注意事项传输文件到树莓派04树莓派内导出文件

导入导出WinSCP实现树莓派与电脑间文件导入导出。树莓派文件导入为鼠标拖动从左往右，或在本地资源窗口上传文件。文件导出树莓派文件导出为鼠标拖动从右往左，或在树莓派资源窗口下载文件。两者区别在于文件传输的方向性操作。操作方式通过WinSCP，用户可以轻松地将树莓派中的文件导出到本地电脑，实现文件管理的双向操作，提高使用的便捷性。文件导入与导出概述

下载功能用户可以使用WinSCP的树莓派资源窗口的下载功能。选择文件后，点击“下载”按钮，选择保存位置，即可完成传输。拖动传输在WinSCP中，用户可以通过鼠标拖动的方式，轻松地将树莓派中的文件拖到本地资源窗口，实现文件的本地保存。批量处理对于多个文件的传输，WinSCP也提供了批量下载的功能。用户可以选择多个文件，然后点击“下载”按钮，一次性完成传输。导出文件到本地树莓派资源窗口提供了下载功能，用户可以通过选择文件并点击“下载”按钮，将文件从树莓派传输到本地电脑。下载功能在下载过程中，用户可以选择文件的保存位置。点击“下载”按钮后，会弹出保存路径选择窗口，选择所需的文件夹即可。选择保存位置下载完成后，用户可以在本地电脑上查看文件是否完整。WinSCP会提示下载完成，用户可以在本地电脑上检查文件。确认文件完整性树莓派资源窗口下载文件感谢您的观看与聆听第6章

树莓派串口通信Contents01.串口通信简介02.树莓派串口03.利用串口与计算机通信01串口通信简介串口通信概念指外设与计算机间通过数据信号线、地线、控制线等，按位顺序进行数据传输的通信方式，特点是数据线少、成本低，但传输速度较慢。波特率衡量数据传输速率的重要指标，指的是每秒钟传输的数据位数。常用单位有bps、Kbps、Mbps等。数值越高表示数据传输速度越快。串口通信优势在远距离通信中具备成本优势，其传输速度虽然低于并行传输，但能通过双绞线实现远程数据传输，且设备间最大距离可达1200米。奇偶校验位用于检错，通过设置一个校验位确保数据符合偶数个或奇数个逻辑高位的要求，以提高数据传输的可靠性。没有校验位也是可以的。串口通信组成由地线、发送、接收三根线构成，支持ASCII码字符传输。通信方式异步，允许双向传输，端口参数需匹配，包括波特率、数据位等。停止位用于标识单个包的结束，并提供计算机校正时钟同步的机会。其位数越多，容忍的时钟不同步范围越大，但数据传输率越慢。串口通信的原理单工通信模式01单工通信模式的数据传输是单向的，通信双方中，一方固定为发送端，一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传输，使用一根传输线。半双工通信模式02半双工通信模式使用同一根传输线，支持数据双向传输，但收发不能同时进行。每端需配备收发切换开关，引入时间延迟，传输效率较低。全双工通信模式03全双工通信模式允许数据在两个方向上同时传输，是效率最高的通信方式。它要求发送和接收设备具备独立的收发能力，并使用两条传输线。串口通信的方式

RS-232标准RS-232标准由EIA制定，保证了不同厂家产品之间的兼容性。作为工业标准，它广泛应用于各种设备之间的通信。RS-422标准RS-422标准在RS-232基础上进行了改进和发展，提高了传输速率和距离，并允许在总线上连接多个接收器。RS-485标准RS-485标准进一步扩展了RS-422的功能，增加了多点、双向通信能力，并提高了发送器的驱动能力和冲突保护特性。串口通信协议02树莓派串口串口通信基础树莓派拥有两个串口，硬件串口（PL011UART）和mini串口（miniUART）。硬件串口性能优越，稳定性强，而mini串口则功能简单，稳定性相对较差。串口应用限制树莓派的IO口一共有40个管脚，红框中就是引出的串口IO。默认状态下，使用mini串口进行UART外接模块通信可能会导致性能低下和通信失败。恢复硬件串口映射要恢复硬件串口与GPIO14/15的映射关系，可通过VNC远程访问树莓派图形界面，在“RaspberryPiConfiguration”中启用SerialPort功能。串口配置差异树莓派2B/B+等老版将硬件串口分配给GPIOUART，可独立调整速率和模式。而树莓派3、4代硬件串口默认用于蓝牙，mini串口分配给GPIO串口TXD0、RXD0。树莓派串口概述启用miniUART在树莓派图形化界面中，通过“RaspberryPiConfiguration”的“Interfaces”选项，启用“SerialPort”服务，以恢复miniUART的通信功能。验证串口分配在命令行界面，输入ls-l/dev命令，可查看串口分配方式。例如，serial0使用ttyS0（miniUART），serial1使用ttyAMA0（硬件串口PL011）。交换串口映射关系编辑/boot/config.txt文件，添加dtoverlay=pi3-miniuart-bt和force_turbo=1两行代码，以恢复硬件串口为GPIO串口，并重启树莓派使设置生效。验证串口新分配重启后，再次输入ls-l/dev命令，确认两个串口映射关系已交换。此时，硬件串口已分配给GPIO串口，可用于高性能的串口通信。串口分配与调整通过修改映射关系，将性能优越、稳定性强的硬件串口分配给GPIO串口，以满足高性能需求。这一改变使得串口通信更加高效可靠。分配硬件串口在安装minicom后，通过命令行配置串口参数，包括波特率、数据位、停止位等，确保与连接设备兼容，从而顺利实现通信。启用miniUART通信完成minicom安装与配置后，进行串口回环测试或与其他设备建立通信连接，确保串口正常工作。及时排查并解决问题。测试串口通信串口功能启用与设置03利用串口与计算机通信安装minicomminicom是Linux平台下的串口调试工具，功能强大，相当于Windows下的串口调试助手，安装minicom是串口通信的第一步。串口通信基础在树莓派LX终端中输入sudoapt-getinstallminicom命令安装minicom，在安装时出现Doyouwanttocontinue？时，输入y然后回车继续安装。安装minicom工具配置串口参数01安装minicom后，执行sudominicom–s命令在minicom中对串口进行配置，在弹出的菜单中选择“Serialportsetup”，如右图所示。配置串口设置02多个配置项，此时光标在最下方。需要修改某个配置，则输入对应的字母，光标即会跳转到对应的项，编辑后，回车确认，光标再次回到最下方。保存配置并退出03将默认设置修改为如图6-15所示内容后，选择Savesetupasdf1进行保存，然后选择ExitfromMinicom退出，如右图所示。配置串口参数准备回环测试：设置过minicom后，进行串口回环测试。先用杜邦线将树莓派上面的Pin8(TXD0)和Pin10(RXD0)引脚短接，然后在LX终端输入minicom-D/dev/ttyAMA0-b9600启动minicom。回环测试：其中-D表示选择串口/dev/ttyAMA0，-b设置波特率为9600，此参数也可以不用设置，默认是115200。需要注意的是，在root用户下才能运行此命令。启动与配置minicom：如果显示Entry"9600"notfound.Enterdialdir?选择“No”然后回车键启动minicom，如图6-17所示。启动minicom后，Ctrl+A按下E选择回显。回显设置成功：当我们输入一个字符会同时返回一个，说明设置成功，如下图所示。例如，输入一个字母d，可以看到回显的内容。如下图所示。进行串口回环测试感谢您的观看与聆听第7章

K210和YOLOV3介绍Contents01.K21002.YOLOv301K210K210是由一家叫做嘉楠科技的公司推出的一款MCU（MicrocontrollerUnit，微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机），其特色在于芯片架构中包含了一个自主研发的神经网络硬件加速器KPU（KnowledgeProcessingUnit），可以高性能地进行卷积神经网络运算。K210是一款基于RISC-V（V：表示第五代RISC）精简指令集的MCU（也就是我们通常所说的单片机）,在其众多特色中，最大的特色便是芯片架构包含了一个自主研发的神经网络硬件加速器KPU，可以高性能地进行卷积神经网络运算。在MCU的AI计算方面，K210芯片的算力也是非常优秀的，根据嘉楠科技官网的描述，K210的KPU算力能够达到0.8TFLOPS（Floating-pointOperationsPerSecond，每秒所执行的浮点运算次数），这相当于什么水平呢？我们举个例子对比一下：最新树莓派4B的算力不到0.1TFLOPS，而以神经网络处理为卖点的JetsonNano拥有128个CUDA单元，其算力也仅仅是0.47TFLOPS。通过以上的简单对比可见，至少在AI计算方面K210的算力算是非常可观的。K210介绍除了KPU优秀的算力之外，K210芯片还有一些其他的特色。K210芯片内部是双核CPU，指令集为64位RISC-V，每个核心内置独立FPU（FloatPointUnit，浮点运算单元），可以单独进行浮点运算。为了更好地在机器视觉和听觉.上发挥作用，K210芯片自带计算卷积人工神经网络加速器KPU，以及处理麦克风阵列的APU（AcceleratedProcessingUnit，加速处理器），能够进行高性能机器视觉和听觉处理。不仅如此，K210还内置快速傅里叶变换加速器，可以进行复数FFT（FastFourierTransform，快速傅里叶变换）计算。在性能强劲的前提下，K210芯片还很注重安全性，内置了AES（AdvancedEncryptionStandard，高级加密标准）和SHA256（SHA256是安全散列算法SHA（SecureHashAlgorithm）系列算法之一，其摘要长度为256bits，即32个字节，故称SHA256）算法加速器，为用户的数据安全提供有效保障。K210介绍另外K210芯片还具有丰富的外设单元，这些外设单元有：DVP、JTAG、OTP、FPIOA、GPIO、UART、SPI、RTC、I2S、I2C、WDT、TIMER、PWM，这些外设在实际使用中发挥巨大的作用，基本满足大部分MCU外设的需求。K210还拥有高性能、低功耗的SRAM，总共8M，其中2M专用于Al计算，另外6M用于程序；专用外置Flash接口，增加自身的储存空间；数据传输可使用功能强大的DMA(DirectMemoryAccess，直接存储器访问)，在数据吞吐能力方面性能优异。K210介绍K210芯片架构图下面我们一起来认识一下K210开发板，如右图所示：1-Type-C接口：供电、下载固件和串口调试等。2-状态指示灯：指示开发板的3.3V、1.8V电压是否正常，正常则亮灯。以及ESP模块状态。3-ESP模块串口和按键：可用于烧录ESP模块的固件或者和K210串口通信。4-拨轮开关keypad：三通道拨轮开关。5-RESET键：K210芯片的复位键。6-触摸板接口：用于连接触摸板排线，排线金手指向上。7-显示器接口：用于连接显示器排线，排线金手指向上。8-K210芯片：开发板主芯片，整个板子的核心处理器。9-外扩排针：开发板已经把K210所有10口引出，可以供外部设备连接使用。10-12C接口：可外接12C从机设备进行通信。11-RGB灯：设置三个10口电平，点亮不同颜色。12-麦克风：收录声音。13-LED灯：LED0和LED1。14-麦克风阵列接口：用于连接麦克风阵列。15-BOOT键：也可以作为自定义功能按键使用。K210介绍关于开发板套件正面的介绍，右图所示开发板套件（正面）。1-扬声器：播放声音。2-摄像头接口：连接摄像头。3-Wi-Fi模块：ESP8285，Wi-Fi模块，可以联网实现1oT功能。4-CH340芯片：下载固件和串口调试功能。5-电源开关：开发板电源总开关，拨向ON为开，拨向0FF为关。6-flash芯片用于保存程序固件和数据。7-六轴姿态传感器内部是一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计组成。8-TF卡槽需要自己插入TF卡，金手指朝向开发板。K210介绍用Type-C数据线将K210开发板和电脑进行连接，然后依次右击桌面的“此电脑”→“属性”→“设备管理器”→“端口(COM和CPT)”，就会识别到相应的CH340（USB转串口Windows驱动程序的安装包）端口（如图7-4所示）。这里需要注意的是：因为每台电脑的端口号可能会不一样，所以只要是识别到了CH340，那就是我们需要的端口。如果识别不出来，这个时候就需要我们手动安装了，这里就不做过多介绍了。驱动安装成功后，就可以识别到K210开发板了，下面我们对其开发环境进行搭建。K210是支持好几种编程环境的，从最基本的CMake命令行开发环境，到IDE开发环境，再到Python脚本式开发环境它都支持。在Win10系统下，官方是提供的有IDE的，官方的IDE是基于VisualStudioCode开发的。在这里我们介绍如何通过VSCode编辑器搭建K210的开发环境，以下是需要用到的工具及简介。K210开发环境搭建CMake：CMake是众多Make工具的一种，具有跨平台、跨编译器等特性，它可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)，是一种非常实用的工具。CMake官方下载网址:https://cmake.org/download/，K210开发环境搭建Toolchain：交叉编译器Toolchain是用于调试开发板的工具和相关库组合起来的集合，也称为工具链。一般内附有程式编译器(compiler)，如GCC，可以进行程式编译、或跨平台编译工作。VSCode:VSCode是Microsoft出品的一款开源代码编辑器，支持多种插件，可扩展性强，具有代码高亮，自动补全等功能。VSCode官方下载地址:https://code.visualstudio.com/Download，如图7-6所示。可以根据自己系统版本选择，Windows用户下载后为exe文件，可以直接安装，并且可以给所有用户使用。K210开发环境搭建K210-SDK：K210官方出的SDK，是开发K210的基础，里面自带有芯片的各种驱动。K210官方提供两个SDK，一个是裸机版SDK，另一个是FreeRTOS系统SDK。K210裸机版SDK下载地址：https://github.com/kendryte/kendryte-standalone-sdk，如图7-7所示。点击右边的Code(有的此处显示的是Cloneordownload),DownloadZIP下载SDK。K210-SDKGitHub下载页K-Flash:K210芯片烧录程序的工具下载地址:https://github.com/kendryte/kendryte-flash-windows/releases，如图所示，下载最新版即可。K210开发环境搭建K210基础功能部分在这里我们介绍发光模块、串口通信模块、双核并行这三部分。LED(LightEmittingDiode)也称为发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的内部是一个半导体晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。只需要给正极输入正极电压，负极接地，形成回路就可以点亮LED。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。K210基础功能K210开发板出厂默认已经焊接好LED0和LED1。LED0连接的是100，LED1连接的是1017。LED0为红灯，LED1为绿灯，如图7-9所示。两颗LED灯都是低电平点亮，高电平熄灭。K210基础功能K210开发板LED灯K210开发板RGB灯内部分别是由红色、绿灯和蓝色的LED组成（如图7-10所示），所以发光原理与LED是一样的。不同的是三颗LED灯靠得很近，这样就可以设置不同的颜色，来达到展示不同颜色的功能。RGB灯可以点亮红色、绿色、蓝灯等颜色，再根据红色绿色蓝色的不同亮度组合成其他颜色，例如黄色、紫色等。K210基础功能K210的串口支持全双工通信，也就是使用一根线发送数据的同时，用另一根线接收数据。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验，对于两个通信的端口，这些参数是必须设置为相同的。在前面树莓派章节我们有简单的介绍过串口通信，这里就不做过多的介绍了。K210开发板上面的Type-C接口是连接到串口芯片上面的，具有供电和串口传输数据的功能，下载程序也是通过串口传输数据的功能把固件传输到K210芯片上的。Type-C接口是目前主流的数据传输连接接口，如图所示，市面上很多智能手机也是使用Type-C接口给手机充电和传输数据。Type-C接口是可以正反插的，不用担心反向拿反而插不进的问题。K210基础功能K210开发板Type-C接口K210开发板上面还有一个CH340串口芯片，CH340串口芯片是一个USB总线的转接芯片，可以实现USB转串口。具有全速USB设备接口，硬件全双工串口，内置收发缓冲区，支持通信波特率为50Mbps~2Mbps，兼容USBV2.0等特点。K210开发板CH340K210是双核CPU，那么什么是双核CPU呢？双核CPU是在一个CPU中拥有两个一样功能的处理器芯片，从而提高计算能力。K210的核心0和核心1都可以单独工作，系统默认使用核心0，如果需要使用核心1需要手动开启核心1的服务。K210芯片搭载基于RISC-VISA的双核心64位的高性能低功耗CPU，如图所示。FPU(浮点运算单元)是集成于CPU中的专用于浮点运算的处理器。K210核心0和核心1都具备独立的FPU，满足lEEE754-2008标准，计算流程以流水线方式进行，具备很强的运算能力，每个FPU都具备除法器和平方根运算器，支持单精度和双精度浮点硬件加速运算。K210基础功能KendryteK210具备机器视觉能力，是零门槛机器视觉嵌入式解决方案。它可以在低功耗情况下进行卷积神经网络计算。该芯片可以实现以下机器视觉能力：（1）基于卷积神经网络的一般目标检测。（2）基于卷积神经网络的图像分类任务。（3）人脸检测和人脸识别。（4）实时获取被检测目标的大小与坐标。（5）实时获取被检测目标的种类。在前面我们提到嘉楠科技的K210芯片架构中包含了一个自主研发的神经网络硬件加速器KPU。KPU是通用的神经网络处理器，它可以在低功耗的情况下实现卷积神经网络计算，实时获取被检测目标的大小、坐标和种类，对人脸或者物体进行检测和分类。使用KPU时，必须结合model—compiler。K210高级功能KPU的特点支持主流训练框架按照特定限制规则训练出来的定点化模型，对网络层数无直接限制。支持每层卷积神经网络参数单独配置，包括输入输出通道数目、输入输出行宽列高。支持两种卷积内核1x1和3x3。支持任意形式的激活函数。实时工作时最大支持神经网络参数大小为5.5MiB到5.9MiB。非实时工作时最大支持网络参数大小为(Flash容量-软件体积)。K210高级功能02YOLOv3YOLO(YouOnlyLookOnce)v3的算法是在YOLOv1和YOLOv2的基础上形成的，在介绍YOLOv3之前我们简单介绍一下YOLOv1和YOLOv2。YOLOv1将输入图像分成S×S个格子，若某个物体Groundtruth的中心位置的坐标落入到某个格子，那么这个格子就负责检测出这个物体。每个格子预测B个Boundingbox及其置信度(confidencescore)，以及C个类别概率。bbox信息(x,y,w,h)为物体的中心位置相对格子位置的偏移及宽度和高度，均被归一化。置信度反映是否包含物体以及包含物体情况下位置的准确性。YOLOv1网络借鉴了GoogLeNet分类网络结构。不同的是，YOLO未使用inceptionmodule,而是使用1×1卷积层(此处1×1卷积层的存在是为了跨通道信息整合)+3×3卷积层简单替代。YOLOv1网络在最后使用全连接层进行类别输出，因此全连接层的输出维度是S×S(B×5+C)。YOLOv1网络比VGG16快(浮点数少于VGG的1/3)，准确率稍差。YOLOv3介绍YOLOv1还是有缺陷的，比如：输入尺寸固定：由于输出层为全连接层，因此在检测时，YOLO训练模型只支持与训练图像相同的输入分辨率。其他分辨率需要缩放成该分辨率。占比较小的目标检测效果不好：虽然每个格子可以预测B个Boundingbox，但是最终只选择10U最高的Boundingbox作为物体检测输出，即每个格子最多只预测出一个物体。当物体占画面比例较小，如图像中有畜群或鸟群时，每个格子包含多个物体，但却只能检测出其中一个。YOLOv3介绍为提高物体定位精准性和召回率，YOLO作者提出了《YOLO9000:Better，Faster,Stronger》(JosephRedmon，AliFarhadi,CVPR2017，BestPaperHonorableMention)，相比v1提高了训练图像的分辨率，引入了FasterRCNN中anchorbox的思想，对网络结构的设计进行了改进，输出层使用卷积层替代YOLO的全连接层，联合使用COCO物体检测标注数据和ImageNet物体分类标注数据训练物体检测模型。相比YOLO，YOLO9000在识别种类、精度、速度和定位准确性等方面都有大大提升。YOLO与FastR-CNN相比有较大的定位误差，与基于regionproposal的方法相比具有较低的召回率。因此YOLOv2主要改进是提高召回率和定位能力。下面是改进之处：BatchNormalization:v1中也大量用了BatchNormalization，同时在定位层后面用dropout,v2中取消了dropout，在卷积层全部使用BatchNormalization。高分辨率分类器：v1中使用224×224训练分类器网络，v2扩大到448用于检测网络。v2将ImageNet以448×448的分辨率微调最初的分类网络，迭代10epochs。YOLOv3介绍AnchorBoxes：v1中直接在卷积层之后使用全连接层预测bbox的坐标。v2借鉴FasterR-CNN的思想预测bbox的偏移。移除了全连接层，并且删掉了一个pooling层使特征的分辨率更大一些。另外调整了网络的输入(448→416)以使得位置坐标是奇数只有一个中心点(YOLOv1使用pooling来下采样，有5个size=2,stride=2的maxpooling，而卷积层没有降低大小，因此最后的特征是416/(2^5)=13)。v1中每张图片预测7×7×2=98个box，而v2加上AnchorBoxes能预测超过1000个。检测结果从69.5mAP，81%recall变为69.2mAP，88%recall。细粒度特征(finegrainfeatures)：在FasterR-CNN和SSD均使用了不同的featuremap以适应不同尺度大小的目标。YOLOv2使用了一种不同的方法，简单添加一个passthroughlayer，把浅层特征图(26×26)连接到深层特征图(连接到新加入的三个卷积核尺寸为3×3的卷积层最后一层的输入)。通过叠加浅层特征图相邻特征到不同通道(而非空间位置)，类似于Resnet中的identitymapping。这个方法把26×26×512的特征图叠加成13×13×2048的特征图，与原生的深层特征图相连接，使模型有了细粒度特征。此方法使得模型的性能获得了1%的提升。YOLOv3介绍Multi-ScaleTraining：和YOLOv1训练时网络输入的图像尺寸固定不变不同，YOL0v2(在cfg文件中random=1时)每隔几次迭代后就会微调网络的输入尺寸。训练时每迭代10次，就会随机选择新的输入图像尺寸。因为YOLOv2的网络使用的downsamples倍率为32，所以使用32的倍数调整输入图像尺寸{320，352,...608}。训练使用的最小的图像尺寸为320×320，最大的图像尺寸为608×608。这使得网络可以适应多种不同尺度的输入。其次，如果训练集中某一个groundtruth对应的Boundingbox中心恰好落在了输入图像的某一个gridcell中(如图中的红色gridce