基于RK3588+FPGA+AI算法定制的智慧交通与智能安防解决方案

随着物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展，边缘计算已成为当前信息技术领域的一个热门话题。在物联网领域，边缘计算被广泛应用于智慧交通、智能安防、工业等多个领域。因此，基于边缘计算技术的工业主板设计方案也受到越来越多人的关注。

RK3588 AI是瑞芯微推出的一款AI芯片，主要用于边缘计算领域。该芯片集成了瑞芯微最新的AI算法，可以实现语音识别、自然语言处理、图像识别等多种AI应用。同时，RK3588 AI还支持语音和视觉自动转换技术，可以在没有触摸的情况下进行手势控制。因此，将RK3588 AI芯片集成到工业主板设计中，可以大大提高设备的智能化程度和用户体验。

本文将从以下几个方面介绍RK3588 AI边缘计算智慧交通智能安防工业主板设计方案。

一、硬件设计

1、CPU

RK3588 AI芯片内置了瑞芯微最新的第四代His智能加速处理器，支持4颗SoC内核，最高主频可达2.6GHz。同时，RK3588 AI还集成了多种AI算法，如语音识别、自然语言处理、图像识别等。因此，在RK3588 AI边缘计算智慧交通智能安防工业主板设计中，CPU的主要任务是负责处理各种数据和指令，并将它们传递给相应的硬件设备。

2、GPU

RK3588 AI芯片内置了一颗Mali-G316图形加速器，支持硬件加速图像识别、目标跟踪等AI任务。GPU可以直接处理来自摄像头、传感器等外部设备的数据，并将结果数据传输给CPU进行处理。在RK3588 AI边缘计算智慧交通智能安防工业主板设计中，GPU可以负责对现场监控数据进行快速处理和分析，从而提高系统的响应速度和稳定性。

3.存储器

RK3588 AI芯片集成了1GB的LPDDR4X内存和8GB的eMMC存储器。LPDDR4X内存具有更高的数据传输速率和更好的读写性能，可以保证设备在进行大规模数据处理时的稳定性和效率。eMMC存储器则具有成本低、易于集成等优点，适用于移动设备等边缘计算场景。在RK3588 AI边缘计算智慧交通智能安防工业主板设计中，存储器负责存储设备中的数据和指令，并将它们传输给相应的硬件设备进行处理。

4.网络接口

RK3588 AI芯片支持2.4GHz和5GHz的Wi-Fi和蓝牙连接，可以实现与外部设备的数据传输和通信。同时，该芯片还支持USB接口、UART接口和SPI接口等常见接口类型，方便与其他硬件设备进行通信和集成。

5.电源管理

RK3588 AI芯片内置了3.3V和5V的稳压电源，同时还集成了一颗功耗管理模块。在电源管理模块的帮助下，可以实现对CPU、GPU和存储器等硬件设备的精细化管理。
 

1、产品概述

基于瑞芯微RK3588架构的AI边缘计算主板，RK3588是新一代国产旗舰高性能64位八核处理器，采用8nm工艺，具有高算力、低功耗、超强多媒体、丰富数据接口等特点。搭载四核A76+四核A55的八核CPU和ARM G610MP4 GPU，内置6 TOPs算力的NPU。支持8K@60fps的视频解码，支持8K30fps编码器，外围接口非常丰富，拥有超强扩展性。RK3588内置嵌入式神经网络处理器（NPU），NPU算力可达6.0TOPs，支持PCI-e/USB3.0/RGMIIMP，可对32路1080P网络摄像头进行视频结构化识别和分析。

Rockchip RK3588芯片的边缘计算主板算力强悍，输入输出接口丰富可扩展性强。PCB 采用10层沉金工艺设计，具有极佳的电气特性和抗干扰特性，工作稳定可靠，可达到工业级标准。可广泛应用于智慧城市、智慧安防、智慧医疗、工业互联网等人工智能终端领域。

2、平台特性

瑞芯微RK3588 采用8nm LP工艺，基于四核Cortex-A76，四核Cortex-A55大小核CPU结构的64bit超高性能处理器，主频高达2.4GHz，性能强劲的RK3588可为各类AI应用场景带来极其优异的性能表现，和RK3399相比CPU性能提升了3倍；

内置的NPU算力最高可达6.0 TOPs，三核结构，算力灵活分配。高算力NPU可支持INT4/INT8/INT16/FP16混合运算，其强大的兼容性，可以轻松转换基于TensorFlow / MXNet/PyTorch/Caffe 等一系列框架的网络模型；

可支持32路1080P解码，内置多种功能强大的嵌入式硬件引擎，支持8K@60fps的H.265和VP9解码器、8K@30fps 的H.264解码器和4K@60fps的AV1解码器；支持8K30fps的H.264和H.265编码器，高质量的 JPEG编码器/解码器，专门的图像预处理器和后处理器，和RK3399相比GPU性能提升了6倍；

内置3D GPU，兼容OpenGL ES1.1/2.0/3.2、OpenCL 2.2和Vulkan1.2。带有MMU的特殊2D硬件引擎将最大限度地提高显示性能，并提供流畅的操作体验；

内置瑞芯微自研的48M像素ISP（图像信号处理器），支持实现众多算法加速器，如HDR、 3A、LSC、3DNR、2DNR、锐化、去雾、鱼眼校正、伽马校正等；

最高支持32G超大运行内存，响应速度更快，更实时，具有高性能的4通道外部存储器接口（LPDDR4/LPDDR4X/LPDDR5），能够支持苛刻的存储器带宽；

拥有HDMI 2.1/MIPI-DSI/DP1.4/VGA多路视频输出和HDMI RX2.0/MIPI-CSI视频输入接口，支持多路8K视频输出和4K视频输入，最高可以实现四屏异显；

4路标准SATA3.0接口，可同时扩展多个2.5/3.5英寸的SSD/HDD硬盘；板载高速M.2 SATA3.0 接口，支持M.2 2242高速固态硬盘；可让设备轻松拓展至TB级的超大容量；

板载标准PCIe3.0（4 Lane）接口，每一条Lane的数据传输速率达到8Gbps，4 Lane的传输速率最高可达32Gbps，高速稳定传输，可用于扩展标准PCIe3.0设备；

拥有RS485、RS232、I2S、I2C、UART、CAN、SPDIF、MIPI CSI、MIPI DSI、USB3.0、USB2.0、SPI、GPIO等扩展接口，能覆盖边缘计算，智慧医疗，工业控制等智慧终端的接口需求；

工作温度范围可达 -20℃ ~ +70℃，有-40℃ ~ +85℃车规级RK3588芯片版本可选；

3、RK3588 AI BOX外观

4、主板图片

5、主板框图

主板尺寸：146*102mm

6、主板接口

RK3588边缘计算主板接口描述
功能	接口描述
主控	RK3588
存储	16GB DDR,32G EMMC
网络功能	支持单频（2.4GHz）/双频（2.4GHz/5GHz）WIFI，AMPAK、必联等品牌可选
	支持移远等主流5G/4G模组
	支持RJ45双千兆网口
主板接口	支持eDP，MIPI，DP显示屏接口，支持触摸屏TP接口；
	支持双目MIPI-CSI摄像头接口，支持MIPI DSI摄像头输入
	支持一路Headphone，一路MIC，一路Speaker和一路LINE-IN接口
	USB3.0*1，USB2.0*1，Type-C*1
	TF卡*1
	DI*2，DO（Relay继电器）*2
	RS485*1，RS232*1
	CAN*1
	HDMI IN*1，HDMI OUT*2
	5G/4G MINI-PCIE接口*1
	5G/4G SIM卡*1
	SATA接口*1
	M.2接口*1
	RTC电池*1
	POWER按键*1，RESET按键*1，RECOVERY按键*1
	LED状态指示灯*4
	Debug调试串口*1
	DC IN*2（DC插座+凤凰端子，12V~65V）

7、应用领域

边缘计算

数字座舱

智慧安防

智慧交通

智慧医疗

三、支持的AI算法

人脸及关键点检测

快速检测人脸并标记出人脸坐标，提取包括脸颊、眉、眼、口、鼻等人脸五官的关键点进行人脸对齐，准确识别多种属性信息 ，为人脸识别提供可靠支持。可在端、边多种平台运行，实现高效、精确、稳定的人脸检测功能。

人脸识别

基于ai算法框架，支持在各种复杂场景下(室内、室外、强光、弱光),以人脸特征进行提取分析，准确完成人脸识别，并通过多路视频流推理，降低提取难度大、释放更大的计算性能；应用场景覆盖零售支付、智能安防、门禁考勤，身份验证等。

人脸属性分析 

根据AI算法计算出人脸特征与人脸相关的属性分析，包括性别、年龄、情绪等。

行人属性分析

通过AI算法行人检测获取行人属性信息和动作的高精度识别,包含性别年龄、服饰类别、服饰颜色、佩戴物、行为动作等,提供丰富的结构化信息,可用于高效的视频素材管理和精准营销。

车牌/车型检测识别

通过AI算法，检测主体车辆位置，进行车牌（车牌框4个顶点）/车辆品牌型号识别（小汽车为主），同时支持多路视频流推理，适用于园区，交通，停车场等场景。

安全帽等物体检测

根据行人属性分析算法检测安全帽和人脸，通过视频结构化判断是否佩戴安全帽，支持包括红色、白色、黄色、蓝色、橘色的安全帽识别训练；同时该算法可用于多种物体的检测识别，准确率高于95%，有效提升安全监督管理工作。

 

宠物识别

AI算法能识别多种宠物物种，支持单一物种的多品种识别；应用场景适用于宠物机、拍照识图、幼教科普、图像内容分析等场景。

电梯电动车识别预警

检测与识别各类型的电动车，当检测到电动车进入电梯，摄像头可直接进行告警（声音/闪光），并自动将报警信息、现场图像、视频等数据上传至云平台，管理人员可及时接收信息、查看现场情况，进行及时处理。

工服识别

检测识别各类工服，在办公室或者工地中，摄像头可以直接监控其中的人员是否穿指定服装，检测到未穿指定工服的人员自动将报警信息、现场图像及传至云平台，管理人员可接收信息、查看现场情况，进行及时处理。

高空抛物 

AI算法能全天24小时不间断监控高空抛物事件，能有效过滤树木/飞鸟/云彩/风/雨雪天气/震动等干扰源，算法精度大于90%。

口罩/头罩识别

进出该区域按规定头罩、口罩、工鞋，如不合规，系统自动拍图片及形成证据档案，算法精度大于90%。