基于云平臺和iOS的語音交互系統(tǒng)研究

劉本進(jìn)，榮 帆，王 欣，肖 穎

（無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無錫 214121）

0 引 言

人工智能是今年發(fā)展的熱點，其本質(zhì)是對人類意識與思維信息過程的模擬，利用機(jī)器代替人類實現(xiàn)認(rèn)知、識別、分析、決策等功能。人工智能主要體現(xiàn)在計算智能、感知智能、認(rèn)知智能三個方面。其中智能語音技術(shù)屬于認(rèn)知智能范疇，它作為人工智能目前應(yīng)用最成熟的技術(shù)，在智能家居、智能車載、智能可穿戴領(lǐng)域發(fā)展迅猛。語音識別技術(shù)即基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語音識別技術(shù)，簡而言之，就是讓計算機(jī)“聽懂”人類的語音，將語音中包含的文字信息提取出來。該項技術(shù)在智能計算機(jī)系統(tǒng)中扮演著重要角色，相當(dāng)于給計算機(jī)裝上了“耳朵”，使其具有人機(jī)通信和交互功能。

1 云計算和語音交互

人工智能迅速發(fā)展的原因取決于幾個關(guān)鍵變量，最主要的是云計算。云計算技術(shù)已逐漸發(fā)展成為大眾化的服務(wù)平臺，為人工智能技術(shù)的實現(xiàn)和應(yīng)用落地提供了強(qiáng)有力的后臺保障。云計算技術(shù)降低了IT資源的使用門檻，為數(shù)據(jù)集中化奠定了基礎(chǔ)，極大地促進(jìn)了大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。各種云平臺的出現(xiàn)是該轉(zhuǎn)變最重要的環(huán)節(jié)之一。顧名思義，這種平臺允許開發(fā)者們將寫好的程序放在“云”里運行，或是使用“云”里提供的服務(wù)，亦或二者皆是。目前，美國、歐盟、韓國、日本都將云計算技術(shù)和產(chǎn)業(yè)定位為維持國家核心競爭力的重要手段之一，在制定的一系列云計算政策中，明確指出加大政府采購，積極培育市場。我國已經(jīng)將云計算定位為構(gòu)建國家級信息基礎(chǔ)設(shè)施、實現(xiàn)融合創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)和重點發(fā)展方向。

語音交互技術(shù)發(fā)展日趨成熟，互聯(lián)網(wǎng)及云計算為語音關(guān)鍵詞識別技術(shù)帶來了更多學(xué)習(xí)空間，深度學(xué)習(xí)使得語音識別有了巨大進(jìn)步。合適的語音入口是挖掘智能家居背后用戶價值的關(guān)鍵。硬件本身具有入口價值，智能音箱、智能電視、家庭機(jī)器人等都有可能成為合適的入口。通過前端語音交互提供入口，后端互聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)的方式完成物聯(lián)網(wǎng)時代的家居場景。目前蘋果iOS系統(tǒng)中的Siri語音交互識別率高，是合適的入口級應(yīng)用。本文就以iOS系統(tǒng)為基礎(chǔ)，設(shè)計完成了基于云平臺的智能語音交互系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計利用HomeBridge，iOS，HomeKit，Siri等完成對智能燈的控制。在該過程中需要使用路由器、樹莓派和PC等搭建云平臺，然后讓云平臺運行HomeBridge提供相關(guān)服務(wù)，從而使得iOS系統(tǒng)中的HomeKit能夠接入網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而實現(xiàn)Siri對智能燈的控制。系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)流程圖

先將Micro SD卡中寫入Raspbian Jessie系統(tǒng)文件，然后插入樹莓派，使樹莓派擁有操作系統(tǒng)，之后接上電源即可開機(jī)使用。

完成云平臺的搭建后，用網(wǎng)線連接好樹莓派和路由器及PC，打開PC終端，用SSH登錄樹莓派，更新樹莓派軟件源：

ssh pi@raspberrypi.local

ssh pi@X.X.X.X

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

之后為樹莓派寫入相關(guān)服務(wù)：

（1）Node.js

wget https：//nodejs.org/dist/v4.3.2/node-v4.3.2-linux-armv6l.tar.

gz

tar -xvf node-v4.3.2-linux-armv6l.tar.gz

cd node-v4.3.2-linux-armv6l

sudo cp -R * /usr/local/

（2）Avahi

sudo apt-get install libavahi-compat-libdnssd-dev

（3）HomeBridge

sudo npm install -g --unsafe-perm homebridge hap-nodejs node

gyp

cd /usr/local/lib/node_modules/homebridge/

sudo npm install --unsafe-perm bignum

cd /usr/local/lib/node_modules/hap-nodejs/node_modules/mdns

sudo node-gyp BUILDTYPE=Release rebuild

之后在iOS系統(tǒng)中安裝Yeelight應(yīng)用，先連接燈泡，然后點右上角的三根橫杠標(biāo)志，在下方打開極客模式，并添加Yeelight配置文件：

sudo npm install -g homebridge-yeelight

cd /home/pi/.homebridge/

vi conf i g.json

{

"bridge"： {

"name"： "YeeBridge"，

"username"： "18：00：27：40：BC：1B"，

"port"： 51825，

"pin"： "031-45-154"

}，

"platforms"： [

{

"platform" ： "yeelight"，

"name" ： "yeelight"

}]}

最后運行HomeBridge服務(wù)，可以看到在iOS系統(tǒng)的HomeKit中已經(jīng)添加了智能燈，由此實現(xiàn)了Siri對燈的控制。

3 結(jié) 語

在人工智能高速發(fā)展的今天，智能語音交互越來越普及，本文利用HomeBridge服務(wù)解決了在iOS系統(tǒng)的HomeKit中加入第三方軟件的問題，從而可較好地利用語音識別率較高的Siri實現(xiàn)對燈的控制。