【臺灣IC智造年會】台灣IC智造年會工作坊,挑戰3小時內開發物聯網設備

資策會物聯網智造基地持續耕耘台灣物聯網社群,自成立以來逐年加入眾多創作者、團隊,及資通訊大廠已超過上百個單位,推動形成物聯網開發互動生態系,並媒合國產IC大廠資源與小型團隊創意,對於催生整體產業有機串連有莫大助益。在物聯網智造基地成立跨越五週年之際,資策會執行團隊擴大成果發表形式,舉行「台灣IC智造年會」,對外展出8款台灣 IC 廠商自主開發之 AIoT開發方案,亦舉辦一系列工作坊實際探索開發板應用。資策會物聯網智造基地持續耕耘台灣物聯網社群,自成立以來逐年加入眾多創作者、團隊,及資通訊大廠已超過上百個單位,推動形成物聯網開發互動生態系,並媒合國產IC大廠資源與小型團隊創意,對於催生整體產業有機串連有莫大助益。在物聯網智造基地成立跨越五週年之際,資策會執行團隊擴大成果發表形式,舉行「台灣IC智造年會」,對外展出8款台灣 IC 廠商自主開發之 AIoT開發方案,亦舉辦一系列工作坊實際探索開發板應用。

此8款開發方案以台灣IC晶片、模組為核心之「物聯網開發公板」為起始,不斷納入開發者功能需求發展出各具特色的開發板。隨著物聯網技術發展,各式感測器成本持續降低,有利於導入開發公板供創作開發者實作。由聯發科技、瑞昱半導體、中光電智能感測等大小廠商參與其中的8款開發方案,不僅在晶片效能有突出的表現,更結合語音輸入、影像串流、溫溼度、氣壓、空氣品質感測、動作感測,甚至是毫米波雷達感測等過去開發者夢寐以求的功能。

本次台灣IC智造年會的工作坊中所使用的 Core Maker-01 為例,除了上述強大的綜合感測能力之外,更同時具備數據採集與邊緣運算機能,大幅打開應用可能性。在工作坊中,講師章育銘先向在場學員說明 Core Maker-01 開發公板之特色,包括電路板組件、感測器位置、連接腳位等等。接著按步部班講解如何建立開發環境,如何使用SensiML AutoML工具連結開發板進行圖形化、模組化開發。

有賴於 Core Maker-01 的圖形化開發介面,在場學員進行簡單測試後,就能夠直觀且快速的操作模型建構流程,配合內建的程式與函式庫即可在短短4個操作步驟中建立起AI演算模型,以相對低廉的成本就能建構出人工智慧硬體。

參照ideas Hatch網站內國產IC應用實作案例,更能清楚看出 Core Maker-01 絕佳CP值的優勢。透過 Core Maker-01 開發板、Arduino Uno,與伺服馬達的結合,打造出雨天自動關窗的智慧家庭裝置。開發者以麥克風擷取下雨時雨水聲響,以及未下雨時的背景環境音,將此兩種聲音輸入 Core Maker-01 開發板,建立運算模型進行機器學習。再將經過運算後的模型結果輸出至Arduino Uno,以控制馬達將窗戶關閉,以避免雨天空氣中溼氣進入室內後對室內電器及家具的耗損。

另一場工作坊則是以聯發科推出之 Filogic 130 進行開發,Filogic 130 以其尺寸、低功耗的設計最大化能耗效率,協助裝置製造商通過美國環保署所推動的「能源之星」與其他綠色家電的節能評等與認證。除了同樣具備AI引擎之外,也整合了獨立音訊數位訊號處理器對音源進行更有效率的分析,有助於應用 Filogic 130 打造語音助理,或以關鍵字喚醒設備。

講師先從 Filogic 130 開發板介面開始,針對較重要的部件如MT7933核心晶片、連結GPIO的測試按鈕、SPI連接介面等等進行介紹。在學員已經預裝Filogic Arduino SDK的情況下,講師便帶著學員逐步建立開發環境,為各項程式及硬體建立連通,即可在Arduino 1.8 環境下開發Filogic程式。

首先進行的是Filogic 130 開發環境與硬體串接實作。本次工作坊準備了外接模組,包括光照模組、溫溼度模組,以及LCD顯示模組。三者皆是以i2c控制的開發模組,並以如下圖的電路設計來建置:

講師為學員詳細說明了Filogic 130開發板上的各插槽、腳位,以及和開發模組間的串接關係。在完成接線後,在Arduino IDE中開啟i2c程式,即可其中看到各模組的驅動程式,完成初始化之後,即可讀取感測模組回傳之數據。

關於WiFi6 程式開發,Filogic 130 支援Wifi6 2.4GHz及5GH頻段,可以AP或Station模式運作,使用Wifi的架構和函數呼叫、取得ip位址的方式,則與Arduino相同。講師以一隻程式示範如何從 NTP server 取得網路時間,並將時間設定到內建的 RTC。

接著再以物聯網常見將數據回傳至雲端的功能應用進行操作說明。本次工作坊使用ThinkSpeak網站處理數據資料,在取得讀寫的API Key,以及設定感測器欄位之後,回到開發環境中設置讓Filogic 130以REST API上傳資料至ThinkSpeak。

本次年會除了Core-Maker-01與Filogic 130兩組開發板實作外,還使用了DSI 2598+與ePy學習板。DSI 2598+高度相容Arduino IDE開發環境,使用MT2625晶片讓這片開發板擁有強大運算能力,具尺寸僅有6x3cm,是國內第一款小型NB-IoT開發板。工作坊中結合orthrus毫米波雷達,此模組在24GHz的移動偵測雷達-ISM-頻段,可用於偵測移動物體的方向和速度,並集成低躁放大器。雷達外型尺寸極小化,搭配同樣微型的DSI 2598+,即能組建出性能可觀的高精度感測器,能取代低頻、體積大且功能單一的舊式感測器,可進行智慧家電、智慧監控以及其他新應用開發。

另外為了呼應持續擴大開發者社群的目標,物聯網智造基地也為入門初學者設計了適合的工作坊,以ePy及RL62M-X學習板為範例進行操作。學習板以Python程式語言進行開發,環境單純、系統需求簡易,甚至可使用圖形編輯模式來進行開發,是連小朋友都可上手的開發板。雖然開發簡易,但支援功能亦相當全面,以ePy學習板來說除了可與Microbit腳位相容,也支援光感測器、3軸加速器、麥克風輸入,板上內建多個單色及RGB LED燈,更增加使用上的可能性。

觀察台灣IC智造年會工作坊現場,發現參與活動的開發者跳脫我們對技術開發人員的印象,不論就年齡、性別,或職業等面向而言,皆非常具有多樣性。顯見在物聯網智造基地的耕耘下,台灣物聯網社群蓬勃發展,充沛的資源與資訊吸引更多人投入,加上進入門檻已降低許多的硬體支援,刺激社群成員共同投入開發出更多創意應用。


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