TinyML技術在微控制器上實現機器學習模型的方法
時間：2025-02-06 來源：華清遠見
TinyML（微型機器學習）是一個將機器學習模型部署到資源受限的嵌入式設備（如微控制器）中的領域。下面我們分點介紹TinyML最簡單的項目實現流程。
1. 確定TinyML的基本概念和應用場景
TinyML 的核心是將機器學習模型壓縮到足夠小，以便在資源受限的設備上運行。這些設備通常具有有限的內存、計算能力和功耗。TinyML 的應用場景包括智能家居、可穿戴設備、工業自動化、環境監測等。
2. 選擇一個適合初學者的TinyML項目
對于初學者來說，一個簡單的聲音識別項目是一個很好的起點。例如，我們可以創建一個基于聲音識別的LED指示燈項目，當檢測到特定的聲音（如掌聲）時，LED燈會亮起。
3. 準備項目所需的硬件和軟件環境
硬件環境：
· 一塊支持TinyML的微控制器開發板，如Arduino Nano 33 BLE Sense。
· 一個LED燈和必要的連接線。
軟件環境：
· Arduino IDE：用于編寫和上傳代碼到微控制器。
· Edge Impulse：一個在線平臺，用于訓練和部署TinyML模型。
4. 編寫和調試TinyML項目的代碼
步驟一：在Edge Impulse上創建項目并收集數據
1. 在Edge Impulse上注冊并登錄。
2. 創建一個新項目，并命名（例如“聲音識別LED燈”）。
3. 使用麥克風連接開發板，并通過Edge Impulse收集不同聲音的數據樣本（如掌聲、其他聲音等）。
步驟二：在Edge Impulse上訓練模型
1. 在Edge Impulse上上傳收集到的聲音數據。
2. 使用Edge Impulse的自動機器學習功能來訓練一個聲音分類模型。
3. 調整模型參數以優化性能。
步驟三：部署模型到開發板
1. 在Edge Impulse上下載訓練好的模型文件。
2. 將模型文件集成到Arduino代碼中。
以下是一個簡單的Arduino代碼示例，用于在檢測到特定聲音時點亮LED燈：
cppCopy Code
#include <EdgeImpulse.h>
// 定義LED引腳
const int ledPin = 13;
void setup() {
// 初始化LED引腳為輸出模式
pinMode(ledPin, OUTPUT);
// 初始化Edge Impulse庫
ei_init();
}
void loop() {
// 從Edge Impulse獲取分類結果
ei_classification_t classification = ei_classify_sample();
// 檢查分類結果是否為特定聲音（假設為“clap”）
if (strcmp(classification.label, "clap") == 0) {
// 點亮LED燈
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(1000); // 保持LED燈點亮1秒
digitalWrite(ledPin, LOW); // 關閉LED燈
}
}
在這個示例中，ei_classify_sample() 函數用于從Edge Impulse獲取聲音分類結果。如果分類結果為“clap”，則點亮LED燈并保持1秒，然后關閉。
5. 部署和測試TinyML項目
1. 將編寫好的Arduino代碼上傳到開發板上。
2. 使用不同的聲音進行測試，確保LED燈在檢測到特定聲音時能夠正確亮起。
通過以上步驟，你可以創建一個簡單的TinyML聲音識別項目。隨著你對TinyML的深入了解，你可以嘗試更復雜的項目和算法。
