Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）設計合作伙伴－SensiML近期制作了應用文章系列：“創造真正智能的智能家居設備－使用Silicon Labs xG24開發套件支持AI加速器以構建聲音感知門鎖”（Creating a Smarthome Device That Is Truly Smart – Building an Acoustic Aware Door Lock Using Silicon Labs’ AI Accelerated xG24 Dev Kit）。通過將新的人工智能（AI）和(he)機器學習（ML）工具(ju)鏈與Silicon Labs的Simplicity Studio以及(ji)BG24和(he)MG24系列(lie)SoC結合使用(yong)，實現真正(zheng)智能的智能家居設備－聲音感知的智能門鎖。
SensiML是領先的(de)AI和ML工(gong)具(ju)(ju)提供商，Silicon Labs攜手該公司(si)致力于幫(bang)助(zhu)開發人(ren)員獲得端對端工(gong)具(ju)(ju)鏈，簡化(hua)(hua)機器學(xue)習模型的(de)開發，并優化(hua)(hua)無線應用的(de)嵌(qian)入式部署。
計畫－創建可感知聲音的智能門鎖
智能連接設備逐漸進入我們家庭和日常生活的例子日漸增加，包括智能燈泡，智能集線器，恒溫器，電器甚至智能狗碗等，幾乎所有這些設備都是聯網的，有些甚至是被稱之為“智能”的設備——盡管問題是大多數通過云計算或智能手機應用獲得智慧。目前很少有這類設備本身是智能的，它們利用邊緣推理計算來提供自主的局部洞察，它們可以處理和行動，而不需要依賴網絡的輔助。隨著針對物聯網邊緣設備的最新嵌入式芯片和微控制(zhi)器的出現，這種限(xian)制(zhi)正(zheng)在迅速改變，這些(xie)設備擁有更強(qiang)大(da)的處理器，甚(shen)至是專(zhuan)門的AI加速器。
最近的(de)(de)硬件(jian)進步使這一趨勢朝著真正智(zhi)(zhi)能(neng)的(de)(de)物聯(lian)網邊(bian)緣應用(yong)和設備(bei)(bei)發(fa)展。硬件(jian)不斷地(di)創(chuang)新正在(zai)將(jiang)人工(gong)(gong)智(zhi)(zhi)能(neng)從云(yun)端帶到(dao)以(yi)超低功耗芯片驅(qu)(qu)動(dong)的(de)(de)物聯(lian)網邊(bian)緣設備(bei)(bei)本身。除了硬件(jian)之外(wai)，具(ju)(ju)有(you)AI能(neng)力的(de)(de)邊(bian)緣芯片還需(xu)要強(qiang)大(da)的(de)(de)配套(tao)軟件(jian)工(gong)(gong)具(ju)(ju)，讓開發(fa)人員輕松地(di)挖掘這些新處(chu)理(li)器的(de)(de)全部(bu)潛(qian)力。眾所周知，在(zai)不影響AI學習曲線的(de)(de)情況下做(zuo)到(dao)這一點是(shi)艱鉅的(de)(de)挑戰(zhan)。畢竟構建具(ju)(ju)有(you)產(chan)品(pin)價值的(de)(de)、數據(ju)驅(qu)(qu)動(dong)的(de)(de)AI模型是(shi)一個(ge)多學科(ke)的(de)(de)過程，涉及AI、數字信號處(chu)理(li)、領(ling)域專(zhuan)業知識和固件(jian)優化(hua)。這些都是(shi)典(dian)型的(de)(de)專(zhuan)業領(ling)域，具(ju)(ju)有(you)獨立發(fa)展的(de)(de)專(zhuan)業工(gong)(gong)具(ju)(ju)，以(yi)適應嵌入(ru)式傳感器數據(ju)處(chu)理(li)的(de)(de)每個(ge)特定(ding)方面的(de)(de)專(zhuan)家用(yong)戶。幸運的(de)(de)是(shi)，最新的(de)(de)硬件(jian)進步現(xian)在(zai)伴隨著新的(de)(de)AutoML軟件(jian)工(gong)(gong)具(ju)(ju)，如(ru)SensiML的(de)(de)分析工(gong)(gong)具(ju)(ju)，統一和簡化(hua)構建真正智(zhi)(zhi)能(neng)物聯(lian)網邊(bian)緣設備(bei)(bei)的(de)(de)工(gong)(gong)作流程，正如(ru)我們將(jiang)在(zai)本系(xi)列文章中演示的(de)(de)那樣。
介紹Silicon Labs內建AI/ML加速器的MG24和BG24 SoC
最(zui)新一代具(ju)有AI/ML能(neng)(neng)力的(de)(de)邊緣處理器的(de)(de)例子來自SensiML的(de)(de)合(he)作(zuo)伙(huo)伴Silicon Labs。Silicon Labs的(de)(de)MG24和BG24 SoC結(jie)合(he)AI/ML加速器以(yi)及最(zui)新發(fa)布的(de)(de)SensiML分析工具(ju)包(bao)，支持這些設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)全部功(gong)能(neng)(neng)，為開(kai)(kai)發(fa)人員在構建真正智能(neng)(neng)的(de)(de)物聯網邊緣設(she)備(bei)(bei)方(fang)面邁出(chu)了重要一步(bu)。具(ju)體而言，對(dui)于(yu)音頻分類等(deng)需要復雜(za)神經網絡模型的(de)(de)高級(ji)用(yong)例，Silicon Labs MG24 / BG24 SoC產(chan)品(pin)家族(zu)和SensiML的(de)(de)組(zu)合(he)允許具(ju)有現(xian)有IoT開(kai)(kai)發(fa)技(ji)能(neng)(neng)的(de)(de)項目團隊輕(qing)松(song)創建節電、低延遲的(de)(de)AI應用(yong)。
為了說明這(zhe)種硬件/軟件組(zu)合解決方(fang)案的可行性，在這(zhe)個由(you)多部分(fen)組(zu)成的博(bo)客文章系列中，我們將著手構建一(yi)個真正的智能門(men)鎖，它(ta)只(zhi)利用(yong)一(yi)個麥克風(feng)和強大的AI推理計算在邊緣設備中，以確定各種系統須知(zhi)的聲學事件，從而生產出更好、更安全的家庭(ting)門(men)鎖。
概念－聲音感知智能門
我們已經看到(dao)市場上(shang)出現了各種各樣的聯網(wang)設(she)(she)備(bei)，以改善我們在(zai)智能(neng)家居中遇到(dao)的第(di)一個(ge)環節(jie)—前(qian)門(men)的體驗。智能(neng)門(men)鈴現在(zai)集(ji)成(cheng)了連接(jie)攝像頭，門(men)鎖(suo)也(ye)具有連接(jie)功能(neng)，允許靈活和(he)可(ke)編程的訪問(wen)，以替代傳統(tong)的鎖(suo)和(he)鑰(yao)匙。在(zai)這個(ge)組合中，我們將在(zai)這個(ge)博客(ke)系列中探(tan)索的是一個(ge)為(wei)這些(xie)設(she)(she)備(bei)添加(jia)聲音感(gan)知和(he)智能(neng)的概念。利(li)用(yong)Silicon Labs xG24 Dev Kit和(he)SensiML Analytics Toolkit，我們將集(ji)成(cheng)一個(ge)麥克風和(he)AI處理，為(wei)互聯的智能(neng)門(men)帶來額外的自(zi)主洞察。
我們(men)的聲(sheng)音(yin)感(gan)應式真正的智(zhi)能(neng)門鎖將通過機械布局來監測周圍環境的聲(sheng)音(yin)，這有助(zhu)于加強門本(ben)身內(nei)部(bu)結構(gou)(gou)聲(sheng)音(yin)的信號。使用數據驅動(dong)的AutoML模(mo)型(xing)構(gou)(gou)建和SensiML分析(xi)工具(ju)，我們(men)將捕(bu)捉各(ge)種有趣(qu)的聲(sheng)音(yin)事件(jian)，目的是(shi)構(gou)(gou)建一(yi)個識(shi)別模(mo)型(xing)，可以在本(ben)地識(shi)別此類事件(jian)，而不需要(yao)聯網(wang)AI、云(yun)或智(zhi)能(neng)手機處理。
我們將捕捉到的一些事件包括:
敲門
鍵鎖插入
門栓嚙合
多余的(de)聲音(避免(mian)假性觸(chu)發事件)
擴(kuo)展這個概(gai)念，還有(you)很多其(qi)他(ta)的事(shi)件可以添加(jia)到列表中(zhong):
門鎖篡改
敲門聲
試圖入侵
玻璃破碎險
用戶的語音識別
