CN108388426A - 一种人工智能开发平台和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种人工智能开发平台和系统，其中，该人工智能开发平台包括：用户终端、控制器模块和硬件设备模块；其中，所述用户终端与所述控制器模块连接，用于通过运行所述用户终端安装的人工智能的软件开发平台发送第一控制指令至所述控制器模块；所述控制器模块与所述硬件设备模块连接，用于根据接收到的第一控制指令控制所述硬件设备模块并接收所述硬件设备模块传输的反馈信号。用户终端中安装的人工智能开发软件平台和控制器模块及硬件设备模块结合起来使得开发者能在软件程序开发的过程中，结合人工智能实际应用场景的硬件设备进行测试，可以更准确的进行程序学习、开发，能实时调试代码并测试，加快了产品开发和测试效率。

Description

一种人工智能开发平台和系统

技术领域

本发明实施例涉及工智能技术领域，尤其涉及一种人工智能开发平台和系统。

背景技术

目前，公知的人工智能编程、开发、实验和测试都是在软件平台上进行的，比如TensorFlow一般是在Spyder和Jupyter Notbook软件平台进行调试和开发。其中，TensorFlow是研发的第二代人工智能学习系统，可以将复杂的数据结构传输至人工智能神经网络中进行分析和处理过程的系统。Spyder是Python(x,y)的一个简单的集成开发环境。Jupyter Notebook又称为IPython Notebook，是一个交互式笔记本，支持运行40多种编程语言。一般的软件平台通常只是提供编程环境不提供实验代码，但是当软件平台开发后的代码程序结合具体的实际应用场景，对相关的硬件设备进行测试时也可能会出现不适用的情况。

对于人工智能硬件开发者而言，开发者根据产品需要在相应的软件平台进行代码编程、开发和测试，然后再把代码编译下载到相应硬件中运行。这样存在不能很好的进行调试代码，同时由于硬件接口协议不同降低了开发和测试效率的问题。现在一些开发者使用单片机作为硬件基础进行开发，但是由于接口少且硬件原理图和开源代码都很少，造成开发难度大的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种人工智能开发平台和系统，解决了在软件平台上进行人工智能实验和测试而不能完全适应人工智能的具体实际应用场景导致的开发效率低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种人工智能开发平台，包括：用户终端、控制器模块和硬件设备模块；

其中，所述用户终端与所述控制器模块连接，用于通过运行所述用户终端安装的人工智能的软件开发平台发送第一控制指令至所述控制器模块；

所述控制器模块与所述硬件设备模块连接，用于根据接收到的第一控制指令控制所述硬件设备模块并接收所述硬件设备模块传输的反馈信号。

进一步的，所述硬件设备模块包括：电机模块、光敏电阻模块、按钮模块、LED灯模块、蜂鸣器模块、舵机模块、变阻器模块、继电器模块和/或音乐播放器模块。

进一步的，所述用户终端与所述控制器模块通过USB通信协议进行数据传输。

进一步的，所述控制器模块与所述硬件设备模块通过设定的通信协议进行数据传输。

进一步的，所述人工智能开发平台还包括USB分线器，相应的，所述用户终端通过所述USB分线器与至少一个硬件控制器连接。

进一步的，所述人工智能开发平台还包括与所述用户终端连接的单片机系统，用于根据接收到的第二控制指令进行解码并执行相应的操作；其中，所述第二控制指令是所述用户终端通过运行所述用户终端安装的人工智能的软件开发平台发送。

第二方面，本发明实施例还提供了一种人工智能开发系统，包括固定装置模块和如本发明实施例任一所述的人工智能开发平台，所述人工智能开发平台固定在所述固定装置模块上。

进一步的，所述固定装置模块包括终端固定装置和硬件固定装置，其中，所述终端固定装置用于固定用户终端，所述硬件固定装置用于固定控制器模块、硬件设备模块和/或单片机系统。

进一步的，所述固定装置模块为试验箱。

进一步的，所述终端固定装置和所述硬件固定装置分别固定在所述试验箱的上部和下部。

本发明实施例提供一种人工智能开发平台，包括：用户终端、控制器模块和硬件设备模块；其中，所述用户终端与所述控制器模块连接，用于通过运行所述用户终端安装的人工智能的软件开发平台发送第一控制指令至所述控制器模块；所述控制器模块与所述硬件设备模块连接，用于根据接收到的第一控制指令控制所述硬件设备模块并接收所述硬件设备模块传输的反馈信号。人工智能软件平台可以安装于用户终端中，进而通过用户终端的软件平台可以直接进行人工智能学习、开发、实验和测试，而将软件系统和硬件系统集成到同一平台，可以实现在软件平台进行人工智能开发时，同步利用平台上与具体实际应用场景相关的硬件设备进行测试，提高了开发效率低。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种人工智能开发平台的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的一种人工智能开发平台的结构示意图；

图3是本发明实施例三中的一种人工智能开发系统的结构示意图；

图4是本发明实施例三中的一种人工智能开发系统中终端固定装置的结构示意图；

图5是本发明实施例三中的一种人工智能开发系统中硬件固定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种人工智能开发平台的结构示意图，本实施例可适用于人工智能学习、开发、实验和测试等情况，如图1所示，该人工智能开发平台具体结构如下：包括用户终端2、控制器模块5和硬件设备模块7；其中，所述用户终端2与所述控制器模块5连接，用于通过运行所述用户终端2安装的人工智能的软件开发平台发送第一控制指令至所述控制器模块5，人工智能软件平台安装于用户终端2中；所述控制器模块5与所述硬件设备模块7连接，用于根据接收到的第一控制指令控制所述硬件设备模块7并接收所述硬件设备模块7传输的反馈信号。

其中，用户终端2可以为计算机或平板电脑等电子设备，在用户终端2中可以安装用于人工智能测试或学习系统和软件开发平台，方便开发者直接利用用户终端进行相关人工智能技术的开发，包括编写实验代码以及开发和调试。控制器模块5可以采用硬件控制器，比如Arduino uno控制器，由于Arduino uno控制器可以通过各种各样的传感器来感知环境情况，通过控制灯光、马达和其他的装置来来执行相应的操作。同时Arduino uno控制器可以通过编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进控制器。人工智能软件平台安装到用户终端2上，进行相应的代码编程，用户终端2通过和控制器模块5通信，进一步控制器模块5根据相应的指令控制相应的硬件设备模块7。

可选的，所述硬件设备模块7包括：电机模块、光敏电阻模块、按钮模块、LED灯模块、蜂鸣器模块、舵机模块、变阻器模块、继电器模块和/或音乐播放器模块等，即所述硬件设备模块7至少包括上述硬件设备模块中的一种或多种。其中变阻器模块包括变阻器，比如旋动变阻器。上述各硬件设备模块可以是独立工作的，也可以根据实际应用场景具体设计的模块之间的连接关系进行关联应用。

示例性的，如果开发通过语音控制LED灯的亮和灭的方案，那么开发者在用户终端的软件平台上进行编译语音控制的代码程序完成后，软件平台通过USB分线器和硬件控制器进行通信，硬件控制器通过硬件通信协议与LED灯以及按钮模块实现通信。其中，按钮模块可以用于根据采集到的消息触发其他设备的运行，可以由硬件或软件的装置实现。测试当语音采集模块采集到适配的语音时，能否控制按钮模块的开关进而控制LED灯的亮和灭。此时，若测试不成功时，开发者可以在用户终端的软件平台中重新进行调试测试。同时，硬件设备比如LED灯和按钮模块的一些参数或反馈信号可以通过硬件控制器传输至用户终端，开发者也可以将这些反馈信号作为人工智能开发和测试过程中的参考，可以快速找到测试过程中出错的原因，提高开发效率。比如直接操作按钮模块的开或关，比如通过打开按钮模块实现对语音采集模块对语音信息的采集。光敏电阻模块可以包括光敏电阻，而光敏电阻受光影响其电阻会发生变化，因此可以通过光敏电阻模块以及相应的一些设备去开发、学习或测试由光照强度不同的影响，即可以进一步控制设备或进行某些特定的操作。因此，可以利用光敏电阻模块以及其他模块测试此类与光照相关的人工智能技术实验。本发明实施例只是示出了一部分硬件设备，具体的硬件设备可以根据实际的人工智能开发场景需要设计配备。

可选的，所述用户终端2与所述控制器模块5通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线，是一个外部总线标准)通信协议进行数据传输。其中，通信协议(Communications Protocol)是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的信息与含义、连接方式、信息发送和接收的时序，从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。USB通信协议是支持在USB主机和USB设备之间进行串行数据传输的通信协议。示例性的，用户终端2与所述控制器模块5可以通过USB线连接，用于规范用户终端与外部硬件设备模块的连接和通讯。同时USB接口连接灵活，拥有支持设备的即插即用和热插拔功能。所以当存在多个控制器模块5时，开发者完全可以方便迅速的通过插拔USB线建立需要应用的控制器模块5与用户终端2的连接，进行学习、测试或开发。同时，由于USB线具有传输速度快和独立供电等优点，在可以快速传输数据的同时，为外接的硬件设备模块7提供电源。实现了用统一的接口进行用户终端2中的人工智能软件平台与控制器模块5之间的通信。值得注意的是，本发明实施例中并不限制用户终端2与控制器模块5的连接方式或通信方式，可以根据实际业务需要或者设备性能等情况设计，比如可以通过蓝牙通信协议进行数据传输。可选的，所述控制器模块5与所述硬件设备模块7通过设定的通信协议进行数据传输。示例性的，可以通过I/O通信协议进行数据传输，本发明实施例中对控制器模块5与所述硬件设备模块7的通信方式以及通信协议不做限制，可以根据不同硬件设备的性能、接口情况以及业务需求进行设计。可选的，所述人工智能开发平台还包括USB分线器，相应的，所述用户终端通过所述USB分线器与至少一个硬件控制器模块连接。USB分线器的功能就是扩展USB接口，当人工智能开发平台包括多个控制器模块5时，可以通过USB分线器，实现一台用户终端2同时控制多个硬件控制器模块5。

可选的，所述人工智能开发平台还包括与所述用户终端2连接的单片机系统，用于根据接收到的第二控制指令进行解码并执行相应的操作；其中，所述第二控制指令是所述用户终端通过运行所述用户终端安装的人工智能的软件开发平台发送。示例性的，在用户终端2上运行Spyder软件平台中的实验时，USB分线器可以打开相应的开关建立用户终端2与单片机系统的连接，进行数据传输。单片机系统根据接收的命令进行解码执行相应的指令，来完成相应的人工智能实验或测试。本发明实施例中人工智能开发平台将开源硬件，比如Arduino uno控制器和单片机系统的有机结合，同时可以使用现有技术中的相关开源硬件原理图和开源代码，或单片机基础实验开发，这样降低了开发难度。

本领域技术人员可以理解的是，在人工智能开发平台的实际应用过程中，为了满足实际的业务需要，可以配备一些输入或输出设备，用于开发者或用户与用户终端系统之间进行信息交换。比如输入设备键盘，鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、游戏杆或语音输入装置等。输出设备显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统或磁记录设备等，可以进一步辅助人工智能平台完成相应的业务并丰富人工智能平台的功能。

本发明实施例的技术方案，使得开发者在人工智能开发平台上可以直接进行人工智能知识学习、编程、开发、实验和测试。其中，用户终端中的人工智能软件平台中可以存储大量的人工智能实验和数据，开发人员可以利用本发明实施例中的人工智能开发平台进行相关知识的学习、实验或开发其他相关人工智能软件。并且用户终端中安装的人工智能开发软件平台和控制器模块及硬件设备模块结合起来使开发者在测试过程中能够学习软硬件结合相关知识。同时利用硬件设备直接进行人工智能实际应用场景的测试可以更准确的进行程序开发。对于人工智能硬件开发者而言，可以进行实时调试代码并测试，而且由于硬件接口和通信协议统一很大程度上加快了产品开发和测试效率。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种人工智能开发平台的结构示意图。本实施例可以以上述实施例为基础，提供了一种优选实例，以用户终端使用平板，控制器模块采用Arduino uno控制器为例，如图2所示，平板2-1的电源接口与电源2-2连接。USB分线器4自身的USB接口线连接到平板2-1的USB接口上。Arduino uno控制器通过USB线连接到USB分线器4的第一个接口上，单片机系统5-2通过USB线连接到USB分线器4的第二接口上。硬件设备模块中的电机模块7-1、光敏电阻模块7-2、按钮模块7-3、LED灯模块7-4、蜂鸣器模块7-5、舵机模块7-6和继电器模块7-8通过排线(比如3P、2.54mm型号的排线)分别连接到Arduino uno控制器数字口上，示例性的，可以选择数字口2、3、4、5、6和8上。

其中，由于一般情况下，音乐播放器模块是需要较大电流信号才可以控制，而Arduino uno控制器传输的是较小的电流信号，因此需要连接继电器模块才可以进一步控制音乐播放器模块，所以继电器模块7-8和音乐播放器模块7-9可以相连。旋动变阻器模块7-7通过排线连接到Arduino uno控制器数字口1上。同时配备键盘9-1和鼠标9-2，方便用户直接在平板2-1上进行内容的输入。其中，键盘9-1，鼠标9-2可以通过USB分线器4的第三和第四接口连接，也可以分别通过键盘蓝牙通信协议和鼠标蓝牙通信协议与平板2-1进行通信。

具体的，该人工智能开发平台的工作流程如下：

电源2-2给平板2-1提供电源，同时平板2-1通过USB分线器4给Arduino uno控制器5-1，单片机系统5-2供电。在平板2-1上运行Spyder软件平台中的实验，USB分线器4打开相应的接口开关选择相应的实验系统，进行实验的数据处理把相应的指令通过USB分线器4发送给Arduino uno控制器5-1和单片机系统5-2，然后再由Arduino uno控制器5-1和单片机系统5-2执行相应的命令。Arduino uno控制器5-1根据接收的命令进行解码执行相应的指令，对电机模块7-1、按钮模块7-2、LED灯模块7-3、蜂鸣器模块7-4、旋动变阻器模块7-5、继电器模块7-6、音乐播放器模块7-7进行操作。单片机系统5-2根据接收的命令进行解码执行并相应的指令，以进行相关人工智能技术的开发。

本发明实施例的技术方案，使得开发者在人工智能开发平台上可以直接进行人工智能知识学习、开发、实验和测试。用户终端中安装的人工智能开发软件平台和控制器模块及硬件设备模块结合起来不仅能使开发者全面掌握在测试学习过程中软硬件方面的知识，同时利用硬件设备直接进行人工智能实际应用场景的测试可以更准确的进行程序开发。对于人工智能硬件开发者而言，能进行实时调试代码并测试，而且由于硬件接口和通信协议统一很大程度上加快了产品开发和测试效率。

实施例三

本实施例提供一种人工智能开发系统，本实施例可适用于人工智能开发、学习和测试的情况，该人工智能开发系统具体包括：固定装置模块和本发明任意实施例所述的人工智能开发平台，所述固定装置模块用于固定所述人工智能开发平台。同时，固定装置对可以所述人工智能开发平台起到保护作用。

可选的，所述固定装置模块包括终端固定装置和硬件固定装置；其中，所述终端固定装置用于固定用户终端，所述硬件固定装置用于固定控制器模块、硬件设备模块和/或单片机系统。

图3是本发明实施例三提供的一种人工智能开发系统的结构示意图，图4是本发明实施例三提供的一种人工智能开发系统中终端固定装置的结构示意图。图5是本发明实施例三提供的一种人工智能开发系统中硬件固定装置的结构示意图。如图3、图4和图5所示，Spyder软件平台3-1存储有人工智能实验代码和数据模块3-2，并且安装于平板2-1上，示例性的，平板2-1可以通过强磁连接装置1-3固定于终端固定装置1-1上，电源2-2可以通过卡槽等方式固定于硬件固定装置1-5上，USB分线器4可以通过胶水固定在硬件固定装置1-5上，Arduino uno控制器5-1、单片机系统5-2、电机模块7-1、光敏电阻模块7-2、按钮模块7-3、LED灯模块7-4、蜂鸣器模块7-5、舵机模块7-6、旋动变阻器模块7-7、继电器模块7-8和音乐播放器模块7-9可以分别通过螺丝(比如沉头螺丝M3*10)安装在硬件固定装置1-5上。由于键盘9-1和鼠标9-2类似的外接输入设备需要移动，为方便使用，这些设备可以不固定在固定装置模块上。

可选的，所述固定装置模块为试验箱。可选的，所述终端固定装置和所述硬件固定装置分别固定在所述试验箱的上部和下部。示例性的，如图3所示，当固定装置模块为试验箱时，终端固定装置1-2和硬件固定装置1-5可以分别固定在实验箱上部1-1和实验箱下部1-4。实验箱周围可以是弹性棉，这样终端固定装置和所述硬件固定装置直接通过挤压就可以固定，同时弹性棉可以起到保护作用。

本发明实施例的技术方案，使得开发者在人工智能开发平台上可以直接进行人工智能知识学习、开发、实验和测试。用户终端中安装的人工智能开发软件平台和控制器模块及硬件设备模块结合起来不仅能使开发者全面掌握在测试学习过程中软硬件方面的知识，同时利用硬件设备直接进行人工智能实际应用场景的测试可以更准确的进行程序开发。对于人工智能硬件开发者而言，能进行实时调试代码并测试，而且由于硬件接口和通信协议统一很大程度上加快了产品开发和测试效率。同时，试验箱固定人工智能开发平台，可以对其产生保护作用，并且由于试验箱的体积较小，也可以方便携带。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种人工智能开发平台，其特征在于，包括：用户终端、控制器模块和硬件设备模块；其中，所述用户终端与所述控制器模块连接，用于通过运行所述用户终端安装的人工智能的软件开发平台发送第一控制指令至所述控制器模块；

所述控制器模块与所述硬件设备模块连接，用于根据接收到的第一控制指令控制所述硬件设备模块并接收所述硬件设备模块传输的反馈信号。

2.根据权利要求1所述的人工智能开发平台，其特征在于，所述硬件设备模块包括：电机模块、光敏电阻模块、按钮模块、LED灯模块、蜂鸣器模块、舵机模块、变阻器模块、继电器模块和/或音乐播放器模块。

3.根据权利要求1或2所述的人工智能开发平台，其特征在于，所述用户终端与所述控制器模块通过USB通信协议进行数据传输。

4.根据权利要求1或2所述的人工智能开发平台，其特征在于，所述控制器模块与所述硬件设备模块通过设定的通信协议进行数据传输。

5.根据权利要求1或2所述的人工智能开发平台，其特征在于，所述人工智能开发平台还包括USB分线器，相应的，所述用户终端通过所述USB分线器与所述至少一个控制器模块连接。

6.根据权利要求1所述的人工智能开发平台，其特征在于，所述人工智能开发平台还包括与所述用户终端连接的单片机系统，用于根据接收到的第二控制指令进行解码并执行相应的操作；其中，所述第二控制指令是所述用户终端通过运行所述用户终端安装的人工智能的软件开发平台发送。

7.一种人工智能开发系统，其特征在于，包括：固定装置模块和如权利要求1-6任一所述的人工智能开发平台，所述人工智能开发平台固定在所述固定装置模块上。

8.根据权利要求7所述的人工智能开发系统，其特征在于，所述固定装置模块包括：终端固定装置和硬件固定装置；其中，所述终端固定装置用于固定用户终端，所述硬件固定装置用于固定控制器模块、硬件设备模块和/或单片机系统。

9.根据权利要求7所述的人工智能开发系统，其特征在于，所述固定装置模块为试验箱。

10.根据权利要求9所述的人工智能开发系统，其特征在于，所述终端固定装置和所述硬件固定装置分别固定在所述试验箱的上部和下部。