基于恩智浦MCX N947通过NPU实现AI咖啡胶囊识别方案

基于恩智浦MCX N947通过NPU实现AI咖啡胶囊识别方案
2024年12月28日 15:36 电子产品世界

随着人工智能技术的飞速发展,各行各业都在积极探索 AI 技术的应用,以便实现产业的智能化转型。

在消费类电子产品市场,AI 技术已经成为推动产品创新和市场增长的关键因素,AI 技术的应用不仅能够提升产品的功能水平,还为用户带来了更加便捷、个性化的操作以及使用体验。

本文引用地址:

在家电领域,AI 技术也为产品提供了许多想象空间。恩智浦深耕家电领域,在家电产品中有许多 MCU 的成功案例,应用在家电的控制板、马达驱动、屏幕显示、触摸按键等功能。

在人工智能技术飞速发展的今天,恩智浦也没有落下,跟上时代的步伐,推出了带有 NPU 功能,可以实现 AI 算法加速的 MCU。

世平集团技术团队 ATU 针对这一产品,结合自己的技术能力,推出“基于恩智浦MCXN947 MCU 通过 NPU 实现 AI 咖啡胶囊识别方案”,抛砖引玉,给客户提供 AI 产品方向参考思路,并提供前期的开发支持,协助客户进行更快的 AI 产品开发。

本方案充分利用了恩智浦(NXP)高性能微控制器(MCU)MCXN947 集成的神经网络处理单元的强大性能,旨在开发一款具有真正智能化识别能力的 AI 咖啡胶囊识别的咖啡机。

通过使用 NPU 的神经网络算法加速能力,该方案能够实现对咖啡胶囊的快速、准确识别,并根据用户的喜好自动调整冲泡参数,为用户提供个性化咖啡体验。 

本方案的主控是恩智浦新系列产品 MCX N系列,该系列是高性能、低功耗微控制器,配备智能外设和加速器,可提供多任务功能和高能效。

本方案选择的是 MCX 系列中的 N947 ,集成 NPU,支持 eIQ 工具开发。

以下是该主控芯片的详细参数介绍:

  • 内核:双核 Cortex M33

  • 主频:150MHz

  • 集成功能:DSP, NPU

  • 外设:UART、USB、CAN、FlexIO、 FlexPWM、 FlexSPI

  • 工作电压: 1.71V to 3.6V

  • 工作温度:-40 to 105 °C

  • 封装:VFBGA184: 9 x 9 x 0.86 mm, 0.5 mm pitch、HLQFP100: 14 x 14 x 1.4 mm, 0.5 mm pitch

本方案为了加快开发进度,直接使用 MCX N947 的 FRDM 板来进行 Demo 的搭建,需要另外配备图像数据采集的摄像头,显示识别的结果的屏幕,以上三部分即可实现本方案。

摄像头是 OV7670 摄像头,分辨率 640*480,屏幕搭配 NXP LCD-PAR-S035 ,3.5 寸, 分辨率 480x320 ,可以应用在 NXP 各类 FDRM 板,接口通用。

3. 功能介绍

( 1 ) 采用 NPU 核及 elQ Neutron 软件库,提供 ML 加速,实现 8 类咖啡胶囊识别

    (Americano、Americano_Intenso、Americano_Rich_Aroma、Doppio_Espresso、Espresso_Napoli、Grande、New_York_Morning_Blend、Palermo)

( 2 ) 使用 elQ Portal 内置模型 mobilenet v1 (Flash: 225K,RAM: 144K) 进行模型推理

( 3 ) 摄像头采集图片分辨率为 384*384

( 4 ) 摄像头图片数据经内部转换成 128*128 分辨率,再给模型进行推理

( 5 ) 支持按键控制开始识别,采集 1s 内(可设置)摄像头图片,识别完成后在 LCD 显示识别咖啡类型

即通过摄像头采集咖啡胶囊的图片,识别出咖啡胶囊的类型后,在屏幕上显示咖啡胶囊的类型,以及冲泡建议。

以上是 AI 咖啡胶囊识别方案的介绍,方案的优化还有提成空间,针对于具体产品的应用,还可以添加更多人性化的功能,比如更炫酷的界面显示,支持触摸按键等,均可以通过该强大的 MCX N947 来开发,该 MCU 不局限于单一应用开发 AI 功能,更多的应用方向,欢迎大家一起来探讨。

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1. 高性能 - 双核 Cortex M33 高主频 150MHZ2. AI 加速功能 - 集成 NPU3. 外设丰富 - USB、CAN、FlexIO 模拟摄像头、屏幕接口4. 开发便捷 - 支持 eIQ 工具开发 NPU

1. 支持摄像头图像采集,分辨率 640* 4802. 支持屏幕显示,分辨率 480*3203. 支持 8 种咖啡胶囊识别(也可通过 eIQ 添加咖啡种类进行学习训练)4. 支持快速识别(按下识别按键后 1s 内进行识别)

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