华为Atlas 500小站AI应用运行环境搭建

1 Atlas 500概述

       基于华为Ascend处理器开发AI应用程序，一般需要搭建开发环境和运行环境。开发环境可以在非昇腾设备和昇腾设备上进行搭建。而运行环境则需要在昇腾AI设备上进行搭建。其中的 Atlas 500 是华为面向广泛边缘应用场景的轻量边缘设备，具有超强计算性能、大容量存储、配置灵活、体积小、支持温度范围宽、环境适应性强、易于维护管理等特点。它主要应用在智能视频监控、分析、数据存储等应用场景，可以广泛部署在各类边缘、中心机房，满足在社区、园区、商场、超市等复杂环境区域的应用。关于各类硬件设备，可以参考官网：https://www.hiascend.com/document?tag=hardware 。示意图如下：

而关于 Atlas 500 的相关文档，可以参考官网网址为：https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100133176/a5345f24 。官网给出的产品特定如下：

边缘场景易用性
实时性：它可以在本地处理数据，提供实时的响应。
低带宽：只将必要的信息传送到云上。
隐私保护：客户可以决定要传送到云上和保留在本地的信息。所有传送到云上的信息都是可以加密的。
支持标准容器引擎，支持第三方算法和应用快速部署。
16路视频分析和存储能力
支持16路视频分析能力（最大16路1080p解码，22TOPS INT8算力）。
支持12TB存储容量，16路1080p@4Mb码流视频缓存7天，8路1080p@4Mb码流视频缓存30天。
极强环境适应能力，边缘环境部署
工业防护等级：IP40。
无风扇设计，支持-40℃～+70℃宽温度工作环境。
灵活选配，无线回传
支持选配3G或4G模块（无线回传）。
可靠性高
系统内所有固件均有双镜像备份，故障时可自动进行主备区切换。
支持软件、硬件故障检测与告警。
提供双机解决方案，内置双机备份软件，支持两台Atlas 500 智能小站组成双机备份系统，单台Atlas 500 智能小站故障时自动发起倒换。

Atlas 500 智能小站的逻辑架构如下图所示：

其中处理器为华为自研海思Hi3559A，可通过扩展Atlas 200 AI加速模块（可选），最大提供22TOPS INT8算力。Atlas 500 智能小站应用场景众多，典型架构如下：

端：通过无线或有线连接IPC（IP Camera）或其他前端设备。
边：边缘实现价值信息提取、存储和上传。
云：数据中心模型推送、管理、开发和应用。

应用场景典型架构示意图如下所示：

2 Atlas 500 初始配置

       如果手头有一台Atlas 500 智能小站设备，需要根据官方文档进行软硬件的安装，其中涉及到电源线、网线等的安装。连接电源线缆，待机状态下，短按Atlas 500 智能小站前面板上的电源按钮，将Atlas 500 智能小站上电，启动设备，这个过程稍等片刻，直至健康指示灯呈绿色常亮。Atlas 500 智能小站前面板示意图如下图所示：

    注意：目前的Atlas 500 智能小站的有些接口是预留接口，如HDMI接口，还不能使用。另外，如果需要复位，则需要按照官网文档进行复位操作，网址为https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100133176/f93c9256。在设备上电状态下，长按按钮10秒及以上，设备复位重启，并恢复出厂设置。复位重启按钮如下图红色框中所示：

官网给出Atlas 500 智能边缘管理系统提供的默认参数如下图所示，为保证系统安全性，建议您在首次操作时修改初始参数值，并定期更新。

Atlas 500 智能小站出厂预装华为自研的Euler操作系统，用户无需安装操作系统。用户可通过浏览器登录Atlas 500 智能边缘管理系统，进行初始配置。打开浏览器（使用Google Chrome 69及以上），输入如下网址进行访问Atlas IES WebUI：

https://192.168.2.111

注意：在访问之前，需要正确连接网线，将PC端网口IP地址设置为与智能小站管理网口IP地址在同一网段内。确保正确配置路由使两者能够互通。

初始访问时，可以按照初始密码进行登录，登录后，重新设置密码即可。重新登录后，进入主页面：

在Atlas IES WebUI可以设置IP地址，升级固件和查看系统信息等操作。而对于一些命令行相关的配置，可以使用PuTTY工具，可以通过局域网远程访问设备，对设备实施配置、维护操作。示意图如下：

如果首次登录该目标设备，则会弹出“PuTTY Security Alert”窗口。单击“是”表示信任此站点，进入“PuTTY”运行界面。使用SSH登录IES命令行界面（admin用户），一开始并不能输入常规的Linux命令，需要进入开发者模式（获取root权限）才行：

develop

IES:/->develop
input root passwd
Password:
Euler:~ # 可以输入Linux命令，类似于CentOS

注意：默认情况下，IES命令行有一个超时时间，会自动关闭命令行。这里可以执行如下命令设置永不超时：timeout 0  和 TMOUT=0 。

另外，可以根据需要开启sftp功能，执行如下命令：

ES:/->sftp enable 
set enable success.

这样就可以通过sftp功能从Windows操作系统上上传文件到Atlas 500小站上的 /tmp目录中。

3 Atlas 500 运行环境

      Atlas 500 智能小站有两个型号，即A500-3000（Atlas 500 智能小站（型号 3000））和A500-3010（Atlas 500 智能小站（型号 3010）），如两个型号内容一致，则不作区分，产品名称统称为Atlas 500 智能小站。Atlas 500 智能小站仅支持作为运行环境。其AI应用开发环境和运行环境逻辑结构示意图如下所示：

从图中可以知道，Atlas 500 智能小站已经预装了fireware固件和驱动driver，另外，需要注意一下，拿到手的Atlas 500 智能小站的固件版本，根据情况需要升级一下。否则可能无法运行相关应用。

另外，内置了Python3环境，但是没有pip3，因此需要手动进行安装：

wget https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py    # 下载安装脚本
python3 get-pip.py    # 运行安装脚本

然后执行如下命令安装依赖以及运行示例：

#上传文件
sftp> put K:\atlas500_proj\resnet50_imagenet_classification.tar /tmp
sftp>  put K:\atlas500_proj\get-pip.py /tmp
#配置Atlas 500 pip源
mkdir ~/.pip 
cd ~/.pip
vi pip.conf
[install]
#可信主机，请根据实际情况进行替换。
trusted-host=repo.huaweicloud.com
[global]
#可用的源，请根据实际情况进行替换。
index-url=https://repo.huaweicloud.com/repository/pypi/simple
#安装依赖
pip3 install numpy
pip3 install pillow
#运行示例
Euler:/tmp/resnet50_imagenet_classification # python3 ./src/acl_net.py
Using device id:0
model path:./model/resnet50.om
images path:./data
init resource stage:
model_id:1
init resource success
images:./data/dog2_1024_683.jpg
data interaction from host to device
data interaction from host to device success
execute stage:
execute stage success
data interaction from device to host
data interaction from device to host success
======== top5 inference results: =============
[108]: 0.332764
[611]: 0.284668
[973]: 0.103943
[549]: 0.096863
[620]: 0.027756
images:./data/dog1_1024_683.jpg
data interaction from host to device
data interaction from host to device success
execute stage:
execute stage success
data interaction from device to host
data interaction from device to host success
======== top5 inference results: =============
[549]: 0.808105
[868]: 0.103577
[611]: 0.032349
[584]: 0.013908
[679]: 0.009338
*****run finish******
Releasing resources stage:
Resources released successfully.

最后，给出一个不同场景RC模式和EP模式的示意图：