🖥️ RISC-V · 边缘AI · 开源硬件

颐养智护
基于MILKV Duo S 的智能康养监护系统

面向居家养老场景,融合视觉AI与惯性传感的双重跌倒检测,全本地存储守护隐私, 已在RISC-V平台完成YOLOv8-Pose部署,单帧推理仅需45ms。

0.5 TOPS
板载TPU算力
< 45ms
单帧推理耗时
< 550元
整体物料成本
MIT
开源协议

⚡ 核心预期功能

5大功能模块,覆盖从感知、决策到告警的全链路康养监护需求。

🧠

视觉 + 惯性双重跌倒检测

YOLOv8-Pose提取17个关键点,结合六轴陀螺仪加速度突变检测,通过宽高比、躯干角度与帧计数三重判定,大幅降低误报。

YOLOv8-PoseMPU6050融合判定
🌡️

环境安全感知

实时监测温湿度与烟雾浓度,异常时本地LED闪烁报警并远程推送通知,防止火灾、高温等次生灾害。

DHT11MQ-2
🔒

本地存储 & 隐私保护

健康日志与跌倒截图全部写入Micro SD卡,AES-128加密,杜绝云端泄露风险,设备被盗也无法提取隐私数据。

SPI SD卡AES-128
📢

多级告警与远程推送

本地声光报警 + MQTT远程推送,家属手机实时接收告警摘要与现场截图,老人亦可一键手动求助。

MQTTWiFi 6
📚

开源适配 & 生态贡献

I2C / SPI驱动、ncnn推理代码、CMake配置全部开源,提供从环境搭建到部署的完整教程。

GitHubMITRISC-V
🏠

应用场景全覆盖

适用于独居老人家庭、社区日间照料中心、小型养老机构,硬件精简,部署便捷,适配老旧居住环境。

居家养老社区康养

🏗️ 系统架构

三层解耦架构:感知层(传感器阵列)→ 计算层(Duo S + TPU)→ 执行层(告警 / 存储 / 推送)。

📷 感知层

USB摄像头
MPU6050陀螺仪
DHT11 / MQ-2传感器
独立按键模块

🧮 计算层(Duo S)

SG2000 RISC-V + ARM
0.5 TOPS TPU
ncnn推理引擎
Buildroot Linux

📤 执行层

LED + 蜂鸣器告警
MQTT远程推送
SD卡本地存储
家属手机App

🔧 硬件选型详解

核心板 + 自研扩展板 + 低成本外设模块,全部硬件设计文件开源。

🧩 核心板

MILKV Duo S · 算丰 SG2000

RISC-V C906 @1GHz + Cortex-A53 @1GHz
512 MB DDR3 · 0.5 TOPS TPU
Wi-Fi 6 / BT 5.4 · 100Mbps 以太网

SG2000RISC-V

📟 自研扩展板

已完成 PCB 设计,包含:

U6 / U7 Duo S 焊接位 · LED1-4 · SW1-4
H1 / H2 双排针引出全部 GPIO
U8 稳压电路(3.3V / 5V)

PCB设计开源硬件

🔌 外接模块

MPU6050(I2C) · SD卡模块(SPI)
USB 摄像头 · DHT11 · MQ-2
独立按键 · 蜂鸣器

低功耗< 5W

⚙️ 边缘AI跌倒判定算法

独创"宽高比 + 躯干角度 + 连续帧计数"三级过滤,融合陀螺仪数据实现多模态验证。

步骤名称技术细节
模型部署YOLOv8-Pose → INT8量化 → ncnn格式 → RISC-V交叉编译(riscv64)
TPU推理640×480帧 → OpenCV预处理 → TPU推理 → 人体包围框 + 17个关键点
宽高比判断box.width / box.height > 1.2 ,人体呈平躺状态
躯干角度计算肩→髋→膝夹角 < 90°,确认躯干近乎水平
时间滤波连续 8帧 同时满足条件才触发,消除瞬时误判
惯性融合陀螺仪加速度幅值超阈值 + 俯仰角突变 → 立即确认或加速告警

📊 实测数据:单帧推理 ~45ms · 模型大小 < 3MB · 在遮挡 / 暗光下误报率显著低于纯视觉方案。

📂 开源仓库结构

所有代码、硬件设计、模型文件按 MIT 协议托管于 GitHub,提供从零开始的完整教程。

/hw 原理图 · PCB文件 · BOM清单
/fw 驱动代码 · 主程序 · CMake配置
/model 量化后的ncnn模型文件
/docs 环境搭建教程 · API文档 · 演示视频
/README.md 项目总览与快速开始

🧰 技术栈

RISC-V 64 Buildroot Linux OpenCV-mobile ncnn C/C++ Python MQTT I2C SPI GPIO

所有外设驱动从零编写并适配 RISC-V 平台,已通过 24 小时压力测试,传感器采集无断连,AI 推理持续流畅。