基于云平臺和iOS的語音交互系統研究

劉本進，榮 帆，王 欣，肖 穎

（無錫職業技術學院，江蘇 無錫 214121）

0 引 言

人工智能是今年發展的熱點，其本質是對人類意識與思維信息過程的模擬，利用機器代替人類實現認知、識別、分析、決策等功能。人工智能主要體現在計算智能、感知智能、認知智能三個方面。其中智能語音技術屬于認知智能范疇，它作為人工智能目前應用最成熟的技術，在智能家居、智能車載、智能可穿戴領域發展迅猛。語音識別技術即基于深度神經網絡的語音識別技術，簡而言之，就是讓計算機“聽懂”人類的語音，將語音中包含的文字信息提取出來。該項技術在智能計算機系統中扮演著重要角色，相當于給計算機裝上了“耳朵”，使其具有人機通信和交互功能。

1 云計算和語音交互

人工智能迅速發展的原因取決于幾個關鍵變量，最主要的是云計算。云計算技術已逐漸發展成為大眾化的服務平臺，為人工智能技術的實現和應用落地提供了強有力的后臺保障。云計算技術降低了IT資源的使用門檻，為數據集中化奠定了基礎，極大地促進了大數據產業的發展。各種云平臺的出現是該轉變最重要的環節之一。顧名思義，這種平臺允許開發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，亦或二者皆是。目前，美國、歐盟、韓國、日本都將云計算技術和產業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。我國已經將云計算定位為構建國家級信息基礎設施、實現融合創新的關鍵技術和重點發展方向。

語音交互技術發展日趨成熟，互聯網及云計算為語音關鍵詞識別技術帶來了更多學習空間，深度學習使得語音識別有了巨大進步。合適的語音入口是挖掘智能家居背后用戶價值的關鍵。硬件本身具有入口價值，智能音箱、智能電視、家庭機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，后端互聯網提供服務的方式完成物聯網時代的家居場景。目前蘋果iOS系統中的Siri語音交互識別率高，是合適的入口級應用。本文就以iOS系統為基礎，設計完成了基于云平臺的智能語音交互系統。

2 系統設計

設計利用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提供相關服務，從而使得iOS系統中的HomeKit能夠接入網絡，進而實現Siri對智能燈的控制。系統流程如圖1所示。

圖1 系統流程圖

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

完成云平臺的搭建后，用網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服務：

（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系統中安裝Yeelight應用，先連接燈泡，然后點右上角的三根橫杠標志，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，可以看到在iOS系統的HomeKit中已經添加了智能燈，由此實現了Siri對燈的控制。

3 結 語

在人工智能高速發展的今天，智能語音交互越來越普及，本文利用HomeBridge服務解決了在iOS系統的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實現對燈的控制。