作者：曾成訓（CH.Tseng）
Orange Pi（中文譯為香橙派），由位於中國深圳的迅龍軟件所研發，算是目前眾多的類樹莓派開發板中較知名的廠牌之一，不過不像樹莓派僅有數種型號可選， Orange Pi 洋洋灑灑擁有超過二十種不同的型號版本（截至今日網頁上目前有有 23 種）：
Orange Pi Zero LTS、Orange Pi 3、Orange Pi AI Stick、Orange Pi 3g-iot-B、Orange Pi 3g-iot-A、Orange Pi 4G-IOT、Orange Pi RK3399、Orange Pi R1、Orange Pi Zoro Plus、Orange Pi I96、Orange Pi Prime、Orange Pi Win Plus、Orange Pi 2G-IOT、Orange Pi Zero Plus2、Orange Pi Plus 2E、Orange Pi PC Plus、Orange Pi PC2、Orange Pi PC、Orange Pi Lite 2、Orange Pi Lite、Orange Pi One Plus、Orange Pi One、Orange Pi Zero
請參考下方圖表，不同的型號之間有些微的硬體功能差異，在採購前必須要斟酌考量：
（圖片來源：Orange Pi Models）
Orange Pi One
Orange Pi One開箱了！
今天主要針對 Orange Pi One 的安裝與設定做介紹，它是一款僅具備 512 MB、RJ45 網路及 HDMI 輸出，無 WiFi、Bluetooth 等無線功能的開發板，其硬體規格如下：
（圖片來源：Orange Pi）
（註：網路上有些心得評語指出 Orange Pi 的網路功能不是很穩定，我試用後發現的確有此現象，以 Orange Pi One 而言，使用 putty 透過 ssh 連上使用，感覺網路速度不是很穩，尤其在執行像 pip install、wget 或 git push 等指令時，經常有 hang 住無反應的現象，需重下 command 後才回復正常。）
OS 系統安裝
推薦使用 armbian（我在 Orange Pi 官方下載的反而無法開機使用），這是專為 ARM 系列的 CPU 所打造的 OS，進入 https://www.armbian.com 後，在 Download 頁面即可看到支援相當多的開發板，請選擇Orangepi。
（圖片來源：曾成訓提供）
Buster 是 Debian 的版本、Bionic 是 Ubuntu 的版本，請選擇一種下載。
（圖片來源：曾成訓提供）
下載後，將 image 檔燒錄到 SD 卡上，Orange Pi 便能透過該卡片開機了。
執行環境安裝
1. Swap 調整
(1) 目前的 swap size
pi@orangepione:~$ sudo swapon –show
NAME TYPE SIZE USED PRIO
/dev/zram1 partition 230.3M 15M 5
(2) 增加 swap space
pi@orangepione:~$ sudo fallocate /var/swap.file –length 8GB
pi@orangepione:~$ sudo chmod 0600 /var/swap.file
pi@orangepione:~$ sudo mkswap /var/swap.file
Setting up swapspace version 1, size = 7.5 GiB（7999995904 bytes）
no label, UUID=ba11a1f4-e9a8-4b0b-b976-9fc6a3eb5379
pi@orangepione:~$ sudo swapon /var/swap.file
(3) 檢視增加後的 swap size
pi@orangepione:~$ sudo swapon –show
NAME TYPE SIZE USED PRIO
/dev/zram1 partition 230.3M 14.8M 5
/var/swap.file file 7.5G 0B -2
2. 基本套件
Armbian 預設只有安裝 python 3，對於習慣使用 python 2 的網友來說可能不太方便，需要手動額外安裝（本文以 Python 3 示範）。
(1) mkdir works; mkdir envs
(2) 安裝 virtualenv：sudo apt-get install virtualenv
(3) 建立一個虛擬環境 AI
cd ~/envs/
virtualenv –p python3 AI
(4) 啟用 AI 環境（建議可將此行放在~/.bashrc）：source envs/AI/bin/activate
(5) 安裝 numpy：pip install numpy
如果出現下方的 error，表示需要手動安裝下方的 package：sudo apt-get install python3-dev
（圖片來源：曾成訓提供）
(6) 安裝 Tensorflow
pip install tensorflow-1.14.0-py3-none-any.whl
Tensorflow 安裝過程會頻繁出現 error，像是 pip install cython、pip install grpcio==1.20.1、pip install h5py、pip install tensorflow-1.14.0-cp37-none-linux_armv7l.whl 等，需要先依次排除並手動安裝有問題的 modules。
3. OpenVINO
(1) cd ~/
(2) wget https://download.01.org/opencv/2019/openvinotoolkit/R2/l_openvino_toolkit_runtime_raspbian_p_2019.2.242.tgz
(3) ln -s l_openvino_toolkit_runtime_raspbian_p_2019.2.242 openvino
(4) nano /home/pi/openvino/bin/setupvars.sh
(5) sudo apt-get install libgtk2.0-dev
(6) sudo apt install libgtk-3-0
(7) cd ~/envs/AI/lib/python3.7/site-packages/
ln -s /home/pi/openvino/python/python3/cv2.abi3.so
(8) nano ~/.bashrc
add 🡪
source ~/envs/AI/bin/activate
source ~/openvino/bin/setupvars.sh
sh ~/openvino/install_dependencies/install_NCS_udev_rules.sh
4. X Window
Armbian 預設只有文字模型並沒有圖形介面，如果需要安裝，可透過 sudo apt-get -y install xorg lightdm xfce4 tango-icon-theme gnome-icon-theme 安裝 Xfce 桌面系統。
安裝完成後重新開機，便會進入視窗模式如下：
（圖片來源：曾成訓提供）
5. YOLOV3-Tiny
如果單純透過 OpenCV DNN 模組執行我們於前文所訓練的 YOLOV3-Tiny model，執行速度約 0.3 FPS，亦即每個 frame 需要 3.3 秒的時間，而 相同的程式碼於樹莓派 3B 執行，則速度為 0.5 FPS。
（圖片來源：曾成訓提供）
但若使用 NCS2 硬體加速，Orange Pi One 的速度可提升六倍以上，達到 2 FPS，亦即每個 frame 僅需要 0.5 秒的時間，這個成績比起樹莓派 3B+ 的 1.9 FPS 相近，甚至還快一些。
（圖片來源：曾成訓提供）
6. SSD-MobilenetV2
直接透過 Tensorflow for python 執行手掌偵測 model，Orange Pi One 的 FPS 約 1.0，相同的程式碼執行於樹莓派 3B+，速度為 0.9 FPS，兩者的表現相當接近。
（圖片來源：曾成訓提供）
如果改使用 OpenCV 的 DNN 模組，Orange Pi One 的 FPS 約 0.9，而樹莓派 3B+ 的表現為 1.1 FPS。
（圖片來源：曾成訓提供）
透過 OpenVINO+NCS2 加速，Orange Pi One 的 FPS 可加快到 6.0 FPS，約提升近七倍的速度，至於樹莓派 3B+，速度提升為 5.3 FPS，約快了 3.8 倍。
（圖片來源：曾成訓提供）
綜合比較
（圖片來源：曾成訓提供）
使用心得
本文使用的程式及訓練好的 model 皆置於 https://github.com/ch-tseng/orangepi_palm。
Orange Pi One 優點：
- 體積小
- 價格僅樹莓派 3B+ 的不到一半
- 執行效能相較於樹莓派 3B+ 差不多
- 與硬體加速的 NCS2 結合，效能明顯提升
Orange Pi One 缺點：
- 僅支援 Ethernet RJ45
- 從官網下載的 OS image 無法開機，需使用第三方的 armbian OS
- 透過 pip 安裝 Tensorflow 或 OpenCV 時會有相容問題，需手動安裝
- RJ45 網路功能不是很穩定
- 電源 input 為 110 V 的 1.7 mm 獨立的圓孔，使用上不比 Micro USB 線方便
- RAM 僅有 512 MB。
小結
如果想要找一款低價的類樹莓派開發板，OrangePi 是個好選擇，且值得一提的是，它與 NCS2 硬體加速搭配地很好，效能提升相當明顯。
（本文經作者同意轉載自 CH.TSENG 部落格、原文連結；責任編輯：賴佩萱）
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