香橙派AIpro部署边缘端夜莺监控
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2024-07-22 12:05
硬件信息
硬件简介
正如香橙派官方给出的介绍。
OrangePi AIpro(8-12T)采用昇腾AI技术路线，具体为4核64位处理器+AI处理器，集成图形处理器，支持8-12TOPS AI算力，拥有8GB/16GB LPDDR4X，可以外接32GB/64GB/128GB/256GB eMMC模块，支持双4K高清输出。Orange Pi AIpro引用了相当丰富的接口，包括两个HDMI输出、GPIO接口、Type-C电源接口、支持SATA/NVMe SSD 2280的M.2插槽、TF插槽、千兆网口、两个USB3.0、一个USB Type-C 3.0、一个Micro USB（串口打印调试功能）、两个MIPI摄像头、一个MIPI屏等，预留电池接口，可广泛适用于AI边缘计算、深度视觉学习及视频流AI分析、视频图像分析、自然语言处理、智能小车、机械臂、人工智能、无人机、云计算、AR/VR、智能安防、智能家居等领域，覆盖 AIoT各个行业。Orange Pi AIpro支持Ubuntu、openEuler操作系统，满足大多数AI算法原型验证、推理应用开发的需求。
技术路线
硬件参数
以下是开发板对应的硬件规格参数(来自官方提供的用户使用手册)。
到手实拍
香橙派 AIpro 开发板到手之后，设备整体感官上，设备比较小巧，携带比较方便。
接口详情图
应用场景
可广泛适用于AI教学实训、AI算法验证、智能小车、机械臂、边缘计算、无人机、人工智能、云计算、AR/VR、智能安防、智能家居、智能交通等领域。
相关资源
香橙派官方
下载资源页面外壳及散热器安装资料官方工具用户手册原理图机械图Linux源码
昇腾论坛
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开箱使用
准备工作
电源、电源线(双Typ-C)、USB鼠标键盘、个人主机一台(Windows)、Micro-Usb 数据线(自备)、显示器、HDMI2.0接口线一根。
上电准备
拿到设备，请不要着急给设备通电，需要有如下几个注意事项（官方提供的用户手册中有部分说明）：
网络外置元件避免与板面重合板子正面的网络外置元件拆开时，是折叠在板子背面的，使用时需要将这个元件展开，不与板面重合，避免因为通电时，元件与板面过电导致短路。
确认系统读取引导为
SD读取确认设备与电源线完好能上电1）电源空插带电插座一段，十几秒后拔掉；2）插上电源线，另一头插香橙派 AI pro 开发板；3）插上后，若电源指示灯闪烁并风扇转动则表示电源、电源线以及设备能够加电。
选择合适的HDMI口接入显示器，依据系统选择HDMI口，存在两个口，对于预装系统为Linux系列时，为避免麻烦，可以直接选择连接
HDMI0。
启动设备
开发板为上电自启，刚启动时，小风扇的声音会稍大一些，待系统运行稳定后，会进入正常运行状态，基本就听不到声音。
开发板状态
上电后，香橙派 AIpro 开发板上的指示灯，电源灯会常亮，待系统运行后，另一个信号灯会亮起，效果如下：
连接设备
方式一、显示器直连
最简单的方式莫过于，直接给香橙派 AIpro 接上HDMI线，另一头插一个显示器，在操作系统用户界面中进行相关操作。接上显示器，插上电源，等待上电后，两个指示灯亮起，显示器屏幕出现需要输入账户和密码，系统烧写时，配置账户默认为
HwHiAiUser，对应秘钥为Mind@123，登录成功后，进入系统操作页面。
方式二、Micro Usb 数据线串口连接
使用MobaXterm个人版进行连接，这个工具官方推荐，支持的多种连接方式，其中包括SSH、COM口。插上数据线后，解压软件，启动
MobaXterm。创建会话，选择加载的串口。
选择波特率为
115200。连接
香橙派 AIpro，输入账户(HwHiAiUser)和密码(Mind@123)。这种单一通过
Micro Usb 数据线方式虽然简单，但是很多功能会因此受限，例如上传文件，适合用于其他网络方式连接前的准备工作。
方式三、Micro Usb 数据线方式+网络直连
通过网线连接主机和香橙派 AIpro。通过
Micro Usb 数据线方式（方式二)，用MobaXterm进行登录，连接到香橙派 AIpro 开发板，用于配置固定IP。查看当前运行中网络接口。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo nmcli con show
NAME UUID TYPE DEVICE
Wired connection 1 616cb837-629c-3926-81cb-cb4c91d86aa5 ethernet --
此时，可以看到网络接口并未关联设备。查看ipconfig，可以知道eth0 为对应的有线网卡。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ ifconfig
eth0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500
ether c0:74:2b:fe:3b:9d txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536
inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0
inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host>
loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)
RX packets 10 bytes 1612 (1.5 KiB)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 10 bytes 1612 (1.5 KiB)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
wlan0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500
ether 92:bb:ab:5f:49:4b txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
查看对应网络连接，相关配置信息。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo nmcli con show "Wired connection 1"|grep ipv4.
ipv4.method: auto
ipv4.dns: --
ipv4.dns-search: --
ipv4.dns-options: --
ipv4.dns-priority: 0
ipv4.addresses: --
ipv4.gateway: --
ipv4.routes: --
ipv4.route-metric: -1
ipv4.route-table: 0 (unspec)
ipv4.routing-rules: --
ipv4.ignore-auto-routes: no
ipv4.ignore-auto-dns: no
ipv4.dhcp-client-id: --
ipv4.dhcp-iaid: --
ipv4.dhcp-timeout: 0 (default)
ipv4.dhcp-send-hostname: yes
ipv4.dhcp-hostname: --
ipv4.dhcp-fqdn: --
ipv4.dhcp-hostname-flags: 0x0 (none)
ipv4.never-default: no
ipv4.may-fail: yes
ipv4.required-timeout: -1 (default)
ipv4.dad-timeout: -1 (default)
ipv4.dhcp-vendor-class-identifier: --
ipv4.dhcp-reject-servers: --
手动为"Wired connection 1"设置一个IP、网关以及网络掩码。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.addresses "192.168.37.100/22" ipv4.gateway "192.168.37.1" ipv4.dns "8.8.8.8" ipv4.method "manual"
再次查看网络接口信息。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo nmcli con show "Wired connection 1"|grep ipv4.
ipv4.method: manual
ipv4.dns: 8.8.8.8
ipv4.dns-search: --
ipv4.dns-options: --
ipv4.dns-priority: 0
ipv4.addresses: 192.168.37.100/22
ipv4.gateway: 192.168.37.1
尝试启动Wired connection 1时，反馈如下。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo nmcli con up "Wired connection 1"
sudo nmcli con up "Wired connection 1"
Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/1)
查看对应ifconfig 时，eth0 出现对应的ip 地址。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ ifconfig
eth0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500
inet 192.168.37.100 netmask 255.255.252.0 broadcast 192.168.39.255
inet6 fe80::87be:7177:1316:5c4d prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether c0:74:2b:fe:3b:9d txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
配置主机网络，为避免个人主机之前配置过固定IP，可以先配置为自动获取，之后再执行一下操作。配置
Ipv4，设置IP网络为手动，IP 不与 香橙派 AIpro相同，此处为192.168.37.101,具体配置如下，特别需要注意，如果本地网络较为复杂，可以直接指定默认网关为 香橙派 AIpro的固定IP，此处为192.168.37.100。配置之后，以此点击确定到第一个
以太网状态窗口，等待一分钟左右，若配置成功，则能够看到数据的发送和接收均有数据变化。通过
cmd 命令窗口，查看ipconfig，可以看到如下输出，标识个人主机网络配置成功。
ipconfig
以太网适配器 以太网:
连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . :
本地链接 IPv6 地址. . . . . . . . : fe80::601d:340e:bfbe:6ff8%22
IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 192.168.37.101
子网掩码 . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
默认网关. . . . . . . . . . . . . : 192.168.37.100
在个人主机发送中，向香橙派 AIpro数据包，如果收到反馈，则表示，网络直连配置成功。
>ping 192.168.37.100
正在 Ping 192.168.37.100 具有 32 字节的数据:
来自 192.168.37.100 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=64
来自 192.168.37.100 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64
来自 192.168.37.100 的回复: 字节=32 时间=1ms TTL=64
来自 192.168.37.100 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=64
192.168.37.100 的 Ping 统计信息:
数据包: 已发送 = 4，已接收 = 4，丢失 = 0 (0% 丢失)，
往返行程的估计时间(以毫秒为单位):
最短 = 0ms，最长 = 1ms，平均 = 0ms
打开MobaXterm，创建SSH 会话，指定Remote host 为香橙派 AIpro的IP，指定账户为HwHiAiUser。设置会话显示名称并点击确定。
双击创建的目标会话，输入对应的账户秘钥(默认)
Mind@123。点击确定。
登录成功。
方式四、Micro Usb数据线方式+WIFI连接
通过Micro Usb 数据线连接，使用ModaXterm 进行访问，配置无线WIFI。
通过nmcli 命令行扫描WIFI，查找到目标目标WIFI 为Custom2。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ nmcli dev wifi
IN-USE BSSID SSID MODE CHAN RATE >
14:46:58:51:FC:C1 CU_uUV3 Infra 2 130 Mbit/s>
22:57:89:E2:0D:6A Custom2 Infra 1 270 Mbit/s>
连接Comstom2，并输入连接密码，确保密码是正确的，如果总是超时，可以多试几次。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo nmcli dev wifi connect "Comstom2" password wifi_password
Device 'wlan0' successfully activated with 'ca54f6d0-2217-446d-9a7a-7d6783a437ff'.
查看对应wlan0相关网络配置如下：
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ ip a s wlan0
4: wlan0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
link/ether 7c:88:99:ff:70:d6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.3.27/24 brd 192.168.3.255 scope global dynamic noprefixroute wlan0
valid_lft 86247sec preferred_lft 86247sec
inet6 fe80::5cc6:c9fb:b2e6:b775/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
使用MobaXterm 进行SSH 访问连接，其中192.168.3.27 为开发板地址。输入远程账户对应的秘钥，返回如下标识连接成功。
尝试访问互联网络，存在数据响应则表示，香橙派 AIpro 开发板能够访问互联网。
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo ping www.baidu.com
[sudo] password for HwHiAiUser:
PING www.a.shifen.com (110.242.68.4) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 110.242.68.4 (110.242.68.4): icmp_seq=1 ttl=53 time=11.7 ms
64 bytes from 110.242.68.4 (110.242.68.4): icmp_seq=2 ttl=53 time=11.2 ms
64 bytes from 110.242.68.4 (110.242.68.4): icmp_seq=3 ttl=53 time=11.0 ms
还有其他方式，可以支持不同场景下的设备连接访问，可参考论坛和用户使用手册。
部署夜莺监控
香橙派 AIpro 开发板，既可以作为终端AI 边缘端的实战工具，它天生自带的开发板属性，也可以作为边缘端监控服务，这里主要讲解基于香橙派 AIpro 开发板实现夜莺监控的相关教程案例。
夜莺介绍
官方介绍如下。
Nightingale | 夜莺监控是一个 All-in-One 的云原生监控工具，集合了 Prometheus 和 Grafana 的优点，你可以在 UI 上管理和配置告警策略，也可以对分布在多个 Region 的指标、日志、链路追踪数据进行统一的可视化和分析。夜莺融入了顶级互联网公司可观测性最佳实践，沉淀了众多社区专家经验，开箱即用。夜莺监控项目，托管于中国计算机学会开源发展委员会（CCF ODC），为 CCF ODC 成立后接受捐赠的第一个开源项目。
夜莺官方提到，对于硬件这块儿，本身能够运行在1G1核云主机中，部署到香橙派AIpro开发板中，也算是奢华了。
夜莺监控，可部署在 1 核 1G 的云主机，可在上百台机器集群化部署，可运行在 K8s 中；也可将时序库、告警引擎等组件下沉到各机房、各 Region，兼顾边缘部署和中心化统一管理，解决数据割裂，缺乏统一视图的难题。
部署准备
当前使用的是，夜莺开源版本，进入文档中心，选择查看相关部署安装教程。安装主要分为两个部分，一部分是采集器，一部分为夜莺监控，采集器采集数据最终传输到夜莺监控中。
夜莺监控
nightingale，当前使用版本选择V7。
部署安装
部署前置
夜莺监控依赖Mariadb、Redis，时序数据库默认使用Prometheus。为了简化操作，设备连接方式使用的是上述方式四，便于香橙派 AIpro 开发板直接通过网络下载安装，简化准备工作。
安装Mariadb。
主要是用于测试环境，所以暂时是使用的简单密码1234，实际使用需要更加复杂，整体执行命令如下：
# install mysql
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo yum -y install mariadb*
python3-libselinux-3.3-1.oe2203.aarch64 python3-libsemanage-3.3-3.oe2203.aarch64
Complete!
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo systemctl enable mariadb
[sudo] password for HwHiAiUser:
Created symlink /etc/systemd/system/mysql.service → /usr/lib/systemd/system/mariadb.service.
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo systemctl restart mariadb
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo systemctl status mariadb
● mariadb.service - MariaDB 10.5.15 database server
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/mariadb.service; enabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Fri 2024-07-19 19:03:44 UTC; 15s ago
Docs: man:mariadbd(8)
https://mariadb.com/kb/en/library/systemd/
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo mysql -e "SET PASSWORD FOR 'root'@'localhost' = PASSWORD('1234');"
安装Redis
Redis 安装命令如下：
# install redis
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo yum install -y redis
Last metadata expiration check: 0:06:12 ago on Fri Jul 19 19:01:24 2024.
Dependencies resolved.
Total download size: 753 k
Installed size: 5.3 M
Downloading Packages:
redis-4.0.14-6.oe2203.aarch64.rpm 2.5 MB/s | 753 kB 00:00
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Total 2.4 MB/s | 753 kB 00:00
Installed:
redis-4.0.14-6.oe2203.aarch64
Complete!
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo systemctl enable redis
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/redis.service → /usr/lib/systemd/system/redis.service.
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo systemctl restart redis
[HwHiAiUser@orangepiaipro ~]$ sudo systemctl status redis
● redis.service - Redis persistent key-value database
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/redis.service; enabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Fri 2024-07-19 19:10:09 UTC; 3s ago
Main PID: 37916 (redis-server)
Tasks: 4 (limit: 41426)
Memory: 1.5M
CGroup: /system.slice/redis.service
└─37916 "/usr/bin/redis-server 127.0.0.1:6379" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" ""
安装n9e
下载n9e-v7.0.0-beta.14-linux-arm64.tar.gz，上传到香橙派 AIpro 开发板中，上传目录为/home/HwHiAiUser/apps/。解压安装包，查看配置文件相关配置，是否符合部署要求，其中n9e 就是实际的二进制执行程序。
[HwHiAiUser@orangepiaipro apps]$ tar -zxvf n9e-v7.0.0-beta.14-linux-arm64.tar.gz
[HwHiAiUser@orangepiaipro apps]$ ll
total 132M
drwxr-xr-x 3 HwHiAiUser HwHiAiUser 4.0K Jul 19 19:18 cli
drwxr-xr-x 8 HwHiAiUser HwHiAiUser 4.0K Jul 19 19:18 docker
drwxr-xr-x 4 HwHiAiUser HwHiAiUser 4.0K Jul 19 19:18 etc
drwxr-xr-x 65 HwHiAiUser HwHiAiUser 4.0K Jul 19 19:18 integrations
-rwxr-xr-x 1 HwHiAiUser HwHiAiUser 37M Jul 18 08:15 n9e
-rwxr-xr-x 1 HwHiAiUser HwHiAiUser 16M Jul 18 08:15 n9e-cli
-rwxr-xr-x 1 HwHiAiUser HwHiAiUser 35M Jul 18 08:15 n9e-edge
-rw-r--r-- 1 HwHiAiUser HwHiAiUser 70K Jul 18 08:13 n9e.sql
导入数据库表结构到Mariadb中。
[HwHiAiUser@orangepiaipro apps]$ sudo mysql -uroot -p1234 < n9e.sql
校准时间，避免时间与真实时间不符引发问题。
[HwHiAiUser@orangepiaipro apps]$ date
Fri Jul 19 19:27:50 UTC 2024
[HwHiAiUser@orangepiaipro apps]$ timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
==== AUTHENTICATING FOR org.freedesktop.timedate1.set-timezone ====
Authentication is required to set the system timezone.
Authenticating as: root
Password:
==== AUTHENTICATION COMPLETE ====
[HwHiAiUser@orangepiaipro apps]$ date
Sat Jul 20 03:29:30 CST 2024
运行夜莺监控服务，按ctrl+c即可停止运行。
[HwHiAiUser@orangepiaipro apps]$ ./n9e
runner.cwd: /home/HwHiAiUser/apps
runner.hostname: orangepiaipro
runner.fd_limits: (soft=1024, hard=524288)
runner.vm_limits: (soft=unlimited, hard=unlimited)
http server listening on: 0.0.0.0:17000
2024-07-20 03:30:24.699908 DEBUG memsto/host_alert_rule_targets.go:93 get_targets_of_alert_rule total: 0 engine_name:default
可以控制后台运行。
[HwHiAiUser@orangepiaipro apps]$ nohup ./n9e &> n9e.log &
[1] 46835
[HwHiAiUser@orangepiaipro apps]$ netstat -anpl|grep 17000
(Not all processes could be identified, non-owned process info
will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp6 0 0 :::17000 :::* LISTEN 46835/./n9e
浏览器访问17000端口，默认用户是 root，密码是 root.2020。进入系统。
应用本身对资源的占用并不高，去在开发板中部署Mariadb，板子还可以有其他的应用空间（32GB SD卡） 。
整体体验
由于测试时间有限，目前只是针对应用场景中，涉及到边缘端部分的部署和使用，总体上可以从如下几个方面进行评价。
入门资源
官方用户手册，基础使用内容，还是比较齐全的，官方工作人员也在不断的更新，更新很规范，简单易于阅读。各种辅助工具，镜像烧写，镜像编译，AI样例，能够满足基于开发板的常规入门上手操作，社区也很活跃，出现的问题，能够很快通过外部环境找到解决办法。
硬件开箱
在使用的过程中，对于无显示器操作的使用者来说，Micro Usb 方式对设备的连接，使用会比较频繁，是否可以增加，对于通过串转网方式哪些功能受限，进行说明，上电其实很快，需要自己考虑的硬件基础也不多，基本上就是插SD卡，接电源线，插电源等待开机。开箱过程中，出现过对于新到手硬件外观无损坏，如果设备无法正常加电时，如何进行排查的应急方案。涉及到网络配置时，虽然各种场景都有对应的解决方案，但是网络部分的配置，目前都是通过查阅资料方式进行尝试，中途涉及到命令会比较不可控，未来如果能够通过用户的反馈不断更新那就更nice了。
环境部署
香橙派 AIpro中，镜像系统和镜像源都很新，用的过程中，基本没有遇到需要更新底层依赖组件的情况，对于在香橙派 AIpro 中需要快速搭建软件环境时，起到了很高的辅助，这样进而能够降低在无互联网环境下，边缘端的快速辅助落地，极大的缩短了部署周期。