基于云平台和iOS的语音交互系统研究

0 引 言

人工智能是今年发展的热点，其本质是对人类意识与思维信息过程的模拟，利用机器代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能。人工智能主要体现在计算智能、感知智能、认知智能三个方面。其中智能语音技术属于认知智能范畴，它作为人工智能目前应用最成熟的技术，在智能家居、智能车载、智能可穿戴领域发展迅猛。语音识别技术即基于深度神经网络的语音识别技术，简而言之，就是让计算机“听懂”人类的语音，将语音中包含的文字信息提取出来。该项技术在智能计算机系统中扮演着重要角色，相当于给计算机装上了“耳朵”，使其具有人机通信和交互功能。

1 云计算和语音交互

人工智能迅速发展的原因取决于几个关键变量，最主要的是云计算。云计算技术已逐渐发展成为大众化的服务平台，为人工智能技术的实现和应用落地提供了强有力的后台保障。云计算技术降低了 IT 资源的使用门槛，为数据集中化奠定了基础，极大地促进了大数据产业的发展。各种云平台的出现是该转变最重要的环节之一。顾名思义，这种平台允许开发者们将写好的程序放在“云”里运行，或是使用“云”里提供的服务，亦或二者皆是。目前，美国、欧盟、韩国、日本都将云计算技术和产业定位为维持国家核心竞争力的重要手段之一，在制定的一系列云计算政策中，明确指出加大政府采购，积极培育市场。我国已经将云计算定位为构建国家级信息基础设施、实现融合创新的关键技术和重点发展方向。

语音交互技术发展日趋成熟，互联网及云计算为语音关键词识别技术带来了更多学习空间，深度学习使得语音识别有了巨大进步。合适的语音入口是挖掘智能家居背后用户价值的关键。硬件本身具有入口价值，智能音箱、智能电视、家庭机器人等都有可能成为合适的入口。通过前端语音交互提供入口，后端互联网提供服务的方式完成物联网时代的家居场景。目前苹果 iOS 系统中的 Siri 语音交互识别率高，是合适的入口级应用。本文就以 iOS 系统为基础，设计完成了基于云平台的智能语音交互系统。

2 系统设计

设计利用 HomeBridge，iOS，HomeKit，Siri 等完成对智能灯的控制。在该过程中需要使用路由器、树莓派和 PC 等搭建云平台，然后让云平台运行 HomeBridge 提供相关服务，从而使得 iOS 系统中的 HomeKit 能够接入网络，进而实现Siri 对智能灯的控制。系统流程如图 1 所示。

先将 Micro SD 卡中写入 Raspbian Jessie 系统文件，然后插入树莓派，使树莓派拥有操作系统，之后接上电源即可开机使用。

完成云平台的搭建后，用网线连接好树莓派和路由器及PC，打开 PC 终端，用 SSH 登录树莓派，更新树莓派软件源：

ssh pi@raspberrypi.local

ssh pi@X.X.X.X

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

之后为树莓派写入相关服务 ： （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 nodegyp

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 系统中安装 Yeelight 应用，先连接灯泡，然后点右上角的三根横杠标志，在下方打开极客模式，并添加Yeelight 配置文件 ：

sudo npm install -g homebridge-yeelight

cd /home/pi/.homebridge/

vi config.json

{

"bridge" ： {

"name" ： "YeeBridge"，

"username" ： "18 ：00 ：27 ：40 ：BC ：1B"，

"port" ： 51825，

"pin" ： "031-45-154"

}，

"platforms" ： [

{

"platform" ： "yeelight"，

"name" ： "yeelight"

}

]

}

最后运行 HomeBridge 服务，可以看到在 iOS 系统的HomeKit 中已经添加了智能灯，由此实现了 Siri 对灯的控制。

3 结 语

在人工智能高速发展的今天，智能语音交互越来越普及，本文利用 HomeBridge 服务解决了在 iOS 系统的 HomeKit 中加入第三方软件的问题，从而可较好地利用语音识别率较高的 Siri 实现对灯的控制。