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Java를 사용하여 음성 인식 기반 스마트 홈 제어 시스템을 작성하는 방법

王林

풀어 주다： 2023-06-27 12:13:40

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인공지능 기술의 급속한 발전으로 스마트홈은 요즘 가장 뜨거운 화두 중 하나가 되었습니다. 스마트 홈 제어 시스템을 구현하는 방법은 많은 개발자의 초점이 되었습니다. 이 기사에서는 Java 언어를 사용하여 음성 인식 기반의 스마트 홈 제어 시스템을 작성하는 방법을 자세히 소개합니다.

1. 수요 분석

스마트 홈 제어 시스템의 주요 기능은 집에 있는 다양한 스마트 장치의 스위치, 온도, 습도 및 기타 매개 변수를 제어하는 것입니다. 동시에 시스템은 음성 깨우기, 음성 제어 등과 같은 음성 기반 작업을 지원해야 합니다.

2. 기술 선택

이 시스템은 Java 언어를 사용하여 개발되었습니다.

1 음성 인식 기술: Baidu AI 개방형 플랫폼의 음성 인식 API.

2. 스마트 장치 제어 기술: MQTT 프로토콜을 사용하여 특정 스마트 장치와 상호 작용합니다.

3. 프런트엔드 디스플레이 기술: Spring Boot를 기본 프레임워크로 사용하고 Vue.js를 프런트엔드 프레임워크로 사용합니다.

3. 시스템 설계

전체 스마트 홈 시스템은 음성 인식, MQTT 프로토콜 통신, 프런트 엔드 디스플레이의 세 가지 주요 부분으로 나눌 수 있습니다. 아래에 소개되어 있습니다.

음성 인식 부분

바이두 AI 오픈 플랫폼에서 제공하는 음성 인식 API를 이용해 음성 입력을 구현하고 음성을 텍스트 형식으로 변환할 수 있습니다. 다음으로 수신된 음성을 구문 분석하고 구문 분석 결과에 따라 해당 작업을 수행해야 합니다.

MQTT 프로토콜 통신

MQTT는 사물 인터넷 통신에 적합한 가볍고 유연하며 간단한 M2M(Machine-to-Machine) 통신 프로토콜입니다. 스마트 홈 시스템에서는 MQTT 프로토콜을 스마트 장치와 시스템 간의 통신 프로토콜로 사용할 수 있습니다.

프런트 엔드 디스플레이

시스템의 프런트 엔드는 인식된 음성과 해당 작업 결과를 표시할 수 있는 Vue.js 프레임워크를 사용합니다. 동시에 시스템은 음성 깨우기 기능을 지원합니다. "작은 조수"라는 키워드를 말하면 시스템이 인식 상태에 들어갈 수 있습니다.

4. 시스템 구현

바이두 음성 인식 API

바이두 AI 오픈 플랫폼은 음성 인식을 위해 직접 호출할 수 있는 REST 기반 API 인터페이스를 제공합니다. API는 다음과 같이 사용됩니다.

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;
}

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MQTT 프로토콜 통신

MQTT 프로토콜을 사용하여 통신하기 전에 MQTT 프로토콜, MQTT 클라이언트 등을 포함한 MQTT 관련 지식을 이해해야 합니다. 통신을 구현하기 위해 Paho MQTT 클라이언트 라이브러리를 사용합니다.

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);

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프런트엔드 디스플레이

Vue.js 프레임워크를 사용하면 특정 프론트엔드 디스플레이를 빠르게 구축할 수 있습니다. 구현하려면 다음 코드를 참조하세요.

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')

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5. 시스템 테스트

시스템 설계 및 구현을 완료한 후 테스트를 수행해야 합니다. 테스트는 주로 다음 두 가지 측면에서 진행됩니다.

1. 음성 인식 테스트: 지정된 음성 내용을 읽어 시스템이 음성 내용을 올바르게 인식할 수 있는지 테스트하고 인식 결과를 출력합니다.

2. 제어 장치 테스트: 다양한 유형의 스마트 장치를 제어하여 시스템이 장치의 상태를 올바르게 제어할 수 있는지 테스트합니다.

6. 요약

이 기사에서는 Java 언어를 사용하여 음성 인식 기반 스마트 홈 제어 시스템을 작성하는 방법을 자세히 설명합니다. 구현 과정에서는 Baidu AI 개방형 플랫폼의 음성 인식 API, MQTT 프로토콜 통신, Vue.js 및 기타 기술을 적용해야 합니다. 동시에 시스템 테스트 과정에서는 음성 인식 기능과 장치 제어 기능을 테스트하는 데 중점을 둘 필요가 있습니다.

위 내용은 Java를 사용하여 음성 인식 기반 스마트 홈 제어 시스템을 작성하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!