嵌入式人工智能技术应用（数字教材）

中国水利水电出版社

【作者】主编胡娜杨国勇晏廷荣

【I S B N 】978-7-89501-380-3

【责任编辑】张玉玲

【适用读者群】本专通用

【出版时间】2024-12-01

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【页数】200

【千字数】304

【印张】12.5

【定价】￥49

【丛书】高等职业教育物联网应用技术专业教材

【备注信息】

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本书从人类的“六觉”出发，系统地介绍了人工智能感知技术，包括智能感知技术概述、传感器感知技术应用、RFID技术应用、图像识别技术应用、定位技术应用和自然语言处理技术，旨在帮助学生全面掌握嵌入式人工智能技术的核心概念、原理和应用方法。

本书涵盖了人工智能感知技术的多个方面，通过模块化课程体系对接行业发展，聚焦岗位需求，融入嵌入式人工智能技术的最新知识、技术和工艺。采用项目化教学方式，结合真实案例，通过“学中做、做中学”的方法，循序渐进地介绍和构建若干典型嵌入式人工智能技术应用场景，强调应用能力和实践技能的培养。本书配套丰富的教学资源，便于学生自主学习和深入理解。

科技的发展给人类生活带来巨大的改变，从最原始的野外狩猎，到农业畜牧，到手工业纺织，再到工业制造，人类的生活经历了很多次变革。手工业时代到工业时代经历了几百年，工业的兴起、机械的出现都迫切需要一种支持其高效运转的能源。迈克尔•法拉第（Michael Faraday）发现了电磁感应，电的出现使人类进入了电气时代，电出现后不到100年，计算机产生。计算机在计算能力、记忆能力、多任务处理能力上都超过了人脑。于是，在军事、工业、生活、商业中，计算机越来越被广泛应用，从此人们进入到了信息化时代。互联网上，人类远距离的沟通交流方式不再只是信件，可以通过浏览器等软件收集有用的信息，通过聊天交友等软件进行信息的表达，通过Office等软件进行办公，通过优酷、Bilibili等软件进行娱乐。互联网集购物、交友、办公、娱乐、学习于一体，计算机为人类提供了许多丰富有趣的体验，它本身具备记忆功能，经过时间的沉淀，在人类的生活过程中收集了海量的数据，这也为接下来计算机科学技术的进一步发展提供了有力的支撑。

图灵机从提出到实现的过程中，“机器是否能像人一样智能”的概念被提出。1956年，亚瑟•塞缪尔（Arthur Samuel）研发了一款自学习、自组织、自适应的跳棋程序，人们开始相信，机器有可能像人类一样智能，于是人工智能（Artificial Intelligence，AI）的概念被提出。AI有着美好寓意，即机器可以像人一样智能地看、听、说、想象、思考，产生智能的行为，甚至超过人类，而机器像人一样的前提是什么呢？很多人已经想到了，是感知！人之所以能判断现象，做出决策的前提也是感知。人有“六觉”，即视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉、知觉，其中味觉是为了人类食人间烟火，能为后续的思考决策进行蓄能所具有的功能。于机器而言，可不考虑。机器若要感知，可从看、听、说、触、嗅、知等几方面模拟感知：摄像机可以模拟人的看，对周围的环境进行视频监控；麦克风捕捉声音、扬声器发出声音，模拟人的听和说；而各类传感器可感知环境数据，实现了触和嗅，以及一定程度的味觉；若赋予机器这些感知能力，再加上智能化算法，一定程度的人工智能似乎真的可能实现，可以说，人们距离真正意义上的人工智能越来越近。

本书从人类的“六觉”出发考量，将人工智能的感知技术分为传感器感知技术应用、RFID技术应用、图像识别技术应用、定位技术应用、自然语言处理技术几方面，其中自然语言处理技术可理解为是用于模拟人类思考、判断的一种机器处理技术，其主要核心是算法。

本书由胡娜、杨国勇、晏廷荣担任主编，陈炜、曹洋、张良玉担任副主编，罗红叶和刘林也参与了本书的编写及资源制作，并且作者与北京新大陆时代科技有限公司联合开发，充分发挥校企合作优势，利用企业对于岗位需求的认知及培训评价组织对于专业技能的把控，同时结合院校教材开发与教学实施的经验，保证本书的适应性与可行性。

本书不追求辞藻的华丽与优雅，正如著名物理学家路德维希•玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann）所言：“优雅是裁缝和鞋匠的事情”。编者能力有限，书中或有谬误及不当之处，敬请读者不吝赐教，批评指正。

前言

项目1 智能感知技术概述 1
任务1 认识人工智能和智能感知 1
1.1.1 人工智能概述 1
1.1.2 智能感知概述 5
1.1.3 人工智能与智能感知 6
任务2 智能感知的相关技术 7
1.2.1 传感器感知技术 7
1.2.2 RFID技术 10
1.2.3 图像识别技术 13
1.2.4 定位技术 16
1.2.5 自然语言处理技术 20
项目2 智能家居—传感器感知技术
应用 25
任务1 初识传感器 26
2.1.1 传感器概述 26
2.1.2 传感器的组成 27
2.1.3 传感器的分类 28
2.1.4 传感器的特性 30
任务2 智能家居系统 32
2.2.1 智能家居系统中常用传感器
介绍 33
2.2.2 智能家居电动窗帘系统 39
2.2.3 智能灯光系统 44
2.2.4 智能安防系统 47
2.2.5 环境监测系统 48
2.2.6 家电控制系统 52
项目3 智慧校园—RFID技术应用 59
任务1 初识RFID技术 61
3.1.1 RFID概述 61
3.1.2 RFID工作过程 64
3.1.3 RFID工作原理 64
3.1.4 RFID技术应用 65
3.1.5 RFID系统 66
任务2 智能门禁识别技术 70
3.2.1 RFID技术优势 70
3.2.2 RFID技术特点 70
3.2.3 RFID在门禁系统中的应用 71
3.2.4 RFID应用举例 73
任务3 校园一卡通技术 77
3.3.1 RFID在校园一卡通系统中的
应用 77
3.3.2 校园一卡通系统 78
3.3.3 校园一卡通系统的设计 79
项目4 智慧小区—图像识别技术应用 81
任务1 初识图像识别技术 83
4.1.1 图像识别概述 83
4.1.2 图像识别过程 86
4.1.3 图像识别原理 87
4.1.4 图像识别技术 87
4.1.5 图像识别相关技术 88
任务2 指纹识别技术 91
4.2.1 指纹识别技术概述 92
4.2.2 指纹识别技术发展历程 96
4.2.3 指纹识别技术的工作原理 100
4.2.4 指纹识别技术的特点 102
4.2.5 指纹识别技术的门禁应用 102
任务3 人脸识别技术 105
4.3.1 人脸识别技术概述 105
4.3.2 人脸识别技术发展历程 109
4.3.3 人脸识别技术原理 114
4.3.4 人脸识别技术的特点 119
4.3.5 人脸识别技术的智慧小区
应用 120
任务4 车牌识别技术 123
4.4.1 车牌识别技术概述 124
4.4.2 车牌识别流程 125
4.4.3 车牌识别系统智慧小区应用 128
项目5 智慧交通—定位技术应用 131
任务1 初识定位技术 132
定位技术概述 132
任务2 室外定位技术应用 141
5.2.1 GPS定位技术概述 141
5.2.2 GPS定位技术发展历程 142
5.2.3 GPS定位技术工作原理 143
5.2.4 GPS构成 143
5.2.5 基站定位技术概述 145
5.2.6 基站定位技术的发展历程 145
5.2.7 基站定位的基本原理 147
5.2.8 基站定位的特点 147
5.2.9 应用举例 148
任务3 室内定位技术 149
5.3.1 WIFI定位技术概述 150
5.3.2 WIFI定位技术的网络组成 150
5.3.3 WIFI定位技术的一般原理 151
5.3.4 WIFI定位技术的特点 152
5.3.5 地磁定位概述 152
5.3.6 地磁定位原理 153
5.3.7 地磁定位优势 154
5.3.8 地磁定位不足 154
5.3.9 应用举例 154
项目6 专家系统—自然语言处理技术 157
任务1 初识自然语言处理 158
6.1.1 自然语言处理简介 158
6.1.2 自然语言处理的发展历程 159
6.1.3 自然语言处理的一般流程 160
6.1.4 自然语言处理的典型应用 162
任务2 机器翻译技术 167
6.2.1 机器翻译概述 167
6.2.2 机器翻译的发展历程 169
6.2.3 机器翻译的技术原理 172
6.2.4 机器翻译的特点 174
6.2.5 机器翻译的应用 175
任务3 信息检索技术 176
6.3.1 信息检索概述 176
6.3.2 信息检索的体系结构 181
6.3.3 信息检索的发展历程 184
6.3.4 信息检索的要素 187
6.3.5 信息检索的模型 188
6.3.6 信息检索的应用 189
参考文献 194

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