Wie man mit Java ein Smart-Home-Steuerungssystem basierend auf Spracherkennung schreibt

Mit der rasanten Entwicklung der Technologie der künstlichen Intelligenz ist Smart Home heutzutage zu einem der heißesten Themen geworden. Die Implementierung eines Smart-Home-Steuerungssystems steht im Mittelpunkt vieler Entwickler. In diesem Artikel wird detailliert beschrieben, wie Sie mithilfe der Java-Sprache ein auf Spracherkennung basierendes Smart-Home-Steuerungssystem schreiben.

1. Bedarfsanalyse

Die Hauptfunktionen des Smart-Home-Steuerungssystems sind: Steuerung der Schalter, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und anderer Parameter verschiedener Smart-Geräte im Haus. Gleichzeitig muss das System sprachbasierte Vorgänge wie Sprachaktivierung, Sprachsteuerung usw. unterstützen.

2. Technologieauswahl

Dieses System wurde unter Verwendung der Java-Sprache entwickelt. Zu den Haupttechnologien gehören:

1. Spracherkennungs-API der offenen Plattform Baidu.

2. Technologie zur Steuerung intelligenter Geräte: Verwenden Sie das MQTT-Protokoll, um mit bestimmten intelligenten Geräten zu interagieren.

3. Front-End-Anzeigetechnologie: Verwenden Sie Spring Boot als Basis-Framework und Vue.js als Front-End-Framework.

3. Systemdesign

Das gesamte Smart-Home-System kann in drei Hauptteile unterteilt werden: Spracherkennung, MQTT-Protokollkommunikation und Front-End-Anzeige. Sie werden im Folgenden vorgestellt.

Der Spracherkennungsteil

Mit der Spracherkennungs-API der offenen Plattform Baidu AI kann eine Spracheingabe realisiert und Sprache in ein Textformat umgewandelt werden. Als nächstes müssen wir die empfangene Sprache analysieren und entsprechende Operationen basierend auf den Analyseergebnissen durchführen.

MQTT-Protokollkommunikation

MQTT ist ein leichtes, flexibles und einfaches Machine-to-Machine (M2M)-Kommunikationsprotokoll, das für die Kommunikation im Internet der Dinge geeignet ist. In Smart-Home-Systemen kann das MQTT-Protokoll als Kommunikationsprotokoll zwischen smarten Geräten und Systemen verwendet werden.

Front-End-Anzeige

Das System-Front-End verwendet das Vue.js-Framework, das die erkannte Sprache und entsprechende Betriebsergebnisse anzeigen kann. Gleichzeitig unterstützt das System die Sprachweckfunktion. Sagen Sie einfach das Schlüsselwort „kleiner Assistent“ und das System kann in den Erkennungszustand wechseln.

4. Systemimplementierung

Baidu-Spracherkennungs-API

Die offene Plattform von Baidu AI bietet eine REST-basierte API-Schnittstelle, die direkt zur Spracherkennung aufgerufen werden kann. Die API wird wie folgt verwendet:

public String recognize(InputStream ins, String format, int rate, String token) throws Exception {
        String url = "https://vop.baidu.com/server_api";
        url += "?cuid=" + "test";
        url += "&token=" + token;
        url += "&dev_pid=" + "1536";
        url += "&rate=" + rate;
        url += "&channel=" + "1";
        String result = "";
        byte[] data = readInputStream(ins);
        String base64Data = Base64Utils.encodeToString(data);
        try {
            Map<String, Object> paramMap = new HashMap<>();
            paramMap.put("format", format);
            paramMap.put("speech", base64Data);
            paramMap.put("len", data.length);
            paramMap.put("cuid", "test");
            paramMap.put("token", token);
            paramMap.put("dev_pid", "1536");
            paramMap.put("rate", rate);
            paramMap.put("channel", 1);
            HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
            MediaType type = MediaType.parseMediaType("application/json;charset=UTF-8");
            headers.setContentType(type);
            HttpEntity<Map<String, Object>> request = new HttpEntity<>(paramMap, headers);
            ResponseEntity<String> responseEntity = restTemplate.postForEntity(url, request, String.class);
            if (responseEntity.getStatusCode() == HttpStatus.OK) {
                result = responseEntity.getBody();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            result = "error:" + e.getMessage();
        }
        return result;
}

MQTT-Protokollkommunikation

Bevor Sie das MQTT-Protokoll zur Kommunikation verwenden, müssen Sie die relevanten Kenntnisse von MQTT verstehen, einschließlich MQTT-Protokoll, MQTT-Client usw. Wir verwenden die Paho MQTT-Client-Bibliothek, um die Kommunikation zu implementieren. Informationen zur spezifischen Implementierung finden Sie im folgenden Code:

MqttClient mqttClient = new MqttClient(brokerUrl, clientId, persistence);
mqttClient.setCallback(new MqttCallback() {

    public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("收到消息主题 : " + topic);
        System.out.println("收到消息Qos : " + message.getQos());
        System.out.println("收到消息内容 : " + new String(message.getPayload()));
    }

    public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
        
    }

    public void connectionLost(Throwable cause) {
        System.out.println("连接断开，可以做重连");

    }
});
MqttConnectOptions connOpts = new MqttConnectOptions();
connOpts.setCleanSession(true);
connOpts.setUserName(userName);
connOpts.setPassword(password.toCharArray());
connOpts.setConnectionTimeout(10);
connOpts.setKeepAliveInterval(20);
mqttClient.connect(connOpts);

Front-End-Anzeige

Mit dem Vue.js-Framework können Sie schnell eine spezifische Front-End-Anzeige erstellen Implementierung finden Sie im folgenden Code:

import Vue from 'vue'
import App from './App.vue'
import ElementUI from 'element-ui';
import 'element-ui/lib/theme-chalk/index.css';

Vue.config.productionTip = false
Vue.use(ElementUI)

new Vue({
  render: h => h(App),
}).$mount('#app')

5. Systemtests

Nach Abschluss des Systemdesigns und der Implementierung müssen Tests durchgeführt werden. Der Test wird hauptsächlich unter folgenden zwei Aspekten durchgeführt:

1. Spracherkennungstest: Testen Sie durch Lesen des angegebenen Sprachinhalts, ob das System den Sprachinhalt richtig erkennen und das Erkennungsergebnis ausgeben kann.

2. Testen von Steuergeräten: Testen Sie durch die Steuerung verschiedener Arten von Smart-Geräten, ob das System den Status des Geräts korrekt steuern kann.

6. Zusammenfassung

In diesem Artikel wird beschrieben, wie Sie mithilfe der Java-Sprache ein auf Spracherkennung basierendes Smart-Home-Steuerungssystem schreiben. Während des Implementierungsprozesses ist es notwendig, die Spracherkennungs-API der offenen Baidu AI-Plattform, die MQTT-Protokollkommunikation, Vue.js und andere Technologien anzuwenden. Gleichzeitig muss während des Systemtestprozesses der Schwerpunkt auf dem Testen der Spracherkennungsfunktion und der Gerätesteuerungsfunktion liegen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie man mit Java ein Smart-Home-Steuerungssystem basierend auf Spracherkennung schreibt. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!