隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都在積極探索 AI 技術(shù)的應(yīng)用，以便實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。

在消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場，AI 技術(shù)已經(jīng)成為推動產(chǎn)品創(chuàng)新和市場增長的關(guān)鍵因素，AI 技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提升產(chǎn)品的功能水平，還為用戶帶來了更加便捷、個性化的操作以及使用體驗(yàn)。

在家電領(lǐng)域，AI 技術(shù)也為產(chǎn)品提供了許多想象空間。恩智浦深耕家電領(lǐng)域，在家電產(chǎn)品中有許多 MCU 的成功案例，應(yīng)用在家電的控制板、馬達(dá)驅(qū)動、屏幕顯示、觸摸按鍵等功能。

在人工智能技術(shù)飛速發(fā)展的今天，恩智浦也沒有落下，跟上時代的步伐，推出了帶有 NPU 功能，可以實(shí)現(xiàn) AI 算法加速的 MCU。

世平集團(tuán)技術(shù)團(tuán)隊(duì) ATU 針對這一產(chǎn)品，結(jié)合自己的技術(shù)能力，推出“基于恩智浦 MCX N947 MCU 通過 NPU 實(shí)現(xiàn) AI 咖啡膠囊識別方案”，拋磚引玉，給客戶提供 AI 產(chǎn)品方向參考思路，并提供前期的開發(fā)支持，協(xié)助客戶進(jìn)行更快的 AI 產(chǎn)品開發(fā)。

本方案充分利用了恩智浦（NXP）高性能微控制器（MCU）MCX N947 集成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU）的強(qiáng)大性能，旨在開發(fā)一款具有真正智能化識別能力的 AI 咖啡膠囊識別的咖啡機(jī)。

通過使用 NPU 的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法加速能力，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)對咖啡膠囊的快速、準(zhǔn)確識別，并根據(jù)用戶的喜好自動調(diào)整沖泡參數(shù)，為用戶提供個性化咖啡體驗(yàn)。

在接下來的內(nèi)容中，我們將詳細(xì)闡述本方案的主控介紹、方案框圖、功能介紹、以及 Demo 演示。

1. 方案主控

本方案的主控是恩智浦新系列產(chǎn)品 MCX N系列，該系列是高性能、低功耗微控制器，配備智能外設(shè)和加速器，可提供多任務(wù)功能和高能效。

本方案選擇的是 MCX 系列中的 N947 ，集成 NPU，支持 eIQ 工具開發(fā)。

以下是該主控芯片的詳細(xì)參數(shù)介紹：

內(nèi)核：雙核 Cortex M33

主頻：150MHz

集成功能：DSP, NPU

外設(shè)：UART、USB、CAN、FlexIO、 FlexPWM、 FlexSPI

工作電壓：1.71V to 3.6V

工作溫度：-40 to 105 °C

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

基于恩智浦 MCX N947 MCU 通過 NPU 實(shí)現(xiàn) AI 咖啡膠囊識別方案

MCX N947 MCU 高效的 NPU 功能特色，方便的 eIQ 工具開發(fā)，成為我們實(shí)現(xiàn) AI 咖啡膠囊識別方案的最佳選擇。

2. 方案框圖

本方案為了加快開發(fā)進(jìn)度，直接使用 MCX N947 的 FRDM 板來進(jìn)行 Demo 的搭建，需要另外配備圖像數(shù)據(jù)采集的攝像頭，顯示識別的結(jié)果的屏幕，以上三部分即可實(shí)現(xiàn)本方案。

攝像頭是 OV7670 攝像頭，分辨率 640*480，屏幕搭配 NXP LCD-PAR-S035，3.5 寸， 分辨率 480x320 ，可以應(yīng)用在 NXP 各類 FDRM 板，接口通用。

基于恩智浦 MCX N947 MCU 通過 NPU 實(shí)現(xiàn) AI 咖啡膠囊識別方案

3. 功能介紹

( 1 ) 采用 NPU 核及 elQ Neutron 軟件庫，提供 ML 加速，實(shí)現(xiàn) 8 類咖啡膠囊識別

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

( 2 ) 使用 elQ Portal 內(nèi)置模型 mobilenet v1 (Flash: 225K，RAM: 144K) 進(jìn)行模型推理

( 3 ) 攝像頭采集圖片分辨率為 384*384

( 4 ) 攝像頭圖片數(shù)據(jù)經(jīng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換成 128*128 分辨率，再給模型進(jìn)行推理

( 5 ) 支持按鍵控制開始識別，采集 1s 內(nèi)（可設(shè)置）攝像頭圖片，識別完成后在 LCD 顯示識別咖啡類型

即通過攝像頭采集咖啡膠囊的圖片，識別出咖啡膠囊的類型后，在屏幕上顯示咖啡膠囊的類型，以及沖泡建議。

以上是 AI 咖啡膠囊識別方案的介紹，方案的優(yōu)化還有提成空間，針對于具體產(chǎn)品的應(yīng)用，還可以添加更多人性化的功能，比如更炫酷的界面顯示，支持觸摸按鍵等，均可以通過該強(qiáng)大的 MCX N947 來開發(fā)，該 MCU 不局限于單一應(yīng)用開發(fā) AI 功能，更多的應(yīng)用方向，歡迎大家一起來探討。

?展示板照片

基于恩智浦 MCX N947 MCU 通過 NPU 實(shí)現(xiàn) AI 咖啡膠囊識別方案基于恩智浦 MCX N947 MCU 通過 NPU 實(shí)現(xiàn) AI 咖啡膠囊識別方案

?方案方塊圖

基于恩智浦 MCX N947 MCU 通過 NPU 實(shí)現(xiàn) AI 咖啡膠囊識別方案

?核心技術(shù)優(yōu)勢

1. 高性能 - 雙核 Cortex M33 高主頻 150MHZ

2. AI 加速功能 - 集成 NPU

3. 外設(shè)豐富 - USB、CAN、FlexIO 模擬攝像頭、屏幕接口

4. 開發(fā)便捷 - 支持 eIQ 工具開發(fā) NPU

?方案規(guī)格

1. 支持?jǐn)z像頭圖像采集，分辨率 640* 480

2. 支持屏幕顯示，分辨率 480*320

3. 支持 8 種咖啡膠囊識別（也可通過 eIQ 添加咖啡種類進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練）

4. 支持快速識別（按下識別按鍵后 1s 內(nèi)進(jìn)行識別）

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