Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Разработка API интерфейса пользователя с возможностью управления голосовыми командами для IOT устройства

Работа №111584

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

информатика

Объем работы50
Год сдачи2021
Стоимость4000 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
102
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение
1 Сравнительный анализ технологий
1.1 Обзор предметной области
1.2 Обзор аналогов разрабатываемой системы
1.2.1 Семейство Amazon Echo
1.2.2 Google Home
1.2.3 Apple Siri
2 Разработка приложения
2.1 Функции и подсистемы приложения
2.2 Подсистема голосового интерфейса
2.2.1 Анализ технологий распознавания речи
2.2.2 Оценка технологий распознавания речи
2.2.3 Тестирование систем распознавания речи
2.3 Выбор протокола обмена данными
2.3.1 MQTT
2.3.2 XMPP
2.3.3 AMQP
3 Реализация приложения
3.1 Реализация голосового интерфейса
3.2 Реализация интерфейса к аппаратной части
3.3 Реализация базы данных
3.4 Реализация подсистемы выполнения команд
4 Разработка интерфейса приложения
4.1 Пользовательский интерфейс
4.2 Настройки приложения
4.3 Тестирование приложения
Заключение
Список используемых источников
Приложение А Класс для работы с базой данных

Одной из очень популярных бытовых систем является система «Умный
дом», являющейся сложной концепцией, которая позволяет объединять самые
разнообразные устройства домашнего быта в единый управляемый комплекс.
Важной частью данной системы является пользовательский интерфейс. В
зависимости от того, как он будет реализован, будет определять удобство
пользования системой в целом. Кроме того, существует очень важная
категория пользователей, на которых стоит обращать обособленное внимание
и выделять их в новую целевую группу. Это пользователи с ограниченными
возможностями здоровья. Для таких пользователей особое значение имеет
реализация интерфейса в связи с их особенностями [12].
В том случае, если пользовательский интерфейс реализован как
отдельная подсистема «Умного дома», то он легко может быть адаптирован к
индивидуальным потребностям пользователя с минимальной доработкой
остальных подсистем «Умного дома». В соответствии с потребностями
пользователя может также использоваться управление голосом, датчики
нейронных импульсов, управление жестами и т.д. Многие современные
интерфейсы реализуются именно как голосовые, или имеют поддержку
голосовых помощников.
Современная техника позволяет достаточно легко реализовывать такие
интерфейсы. Такой вид интерфейса необходим пользователям с нарушениями
зрения, двигательных функций. Кроме того, во многих ситуациях он может
быть более удобен чем стандартный кнопочный интерфейс.
Голосовой интерфейс позволяет отказаться от ввода информации
вручную, с помощью клавиатуры или кнопок управления, а также от чтения
ответных сообщений. Однако серьезным недостатком такого ввода является
низкая точность из-за влияния внешних шумов [21].
Направление голосового ввода в настоящее время очень активноразвивается. С 2014 года в данном направлении появились голосовые
помощники. Google и Amazon представили в массы Google Home и Alexa.
Эти помощники, представленные в виде колонок, реагируют на довольно
обширный диапазон голосовых команд и могут исполнять роль посредника
при управлении системами автоматизации .
Целью работы является разработка мобильного приложения для
платформы Android с функцией голосового управления системой «Умный
дом» и разработка пользовательского интерфейса.
В ходе разработки необходимо решить следующие задачи:
 провести анализ существующих аналогов интерфейса голосового
управления;
 сбор и анализ информации о существующих технологиях голосового
распознавания и взаимодействия с «Умным домом»;
 проектирование архитектуры и интерфейса мобильного приложения,
удовлетворяющего общим стандартам платформы Android;
 реализация мобильного приложения.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


ель выпускной квалифицированной работы заключалась в разработке
API-интерфейса для управления IoT-устройствами. Для достижения цели
необходимо было решить следующие задачи:
 провести анализ существующих аналогов интерфейса голосового
управления;
 сбор и анализ информации о существующих технологиях голосового
распознавания и взаимодействия с «Умным домом»;
 проектирование архитектуры и интерфейса мобильного приложения,
удовлетворяющего общим стандартам платформы Android;
 реализация мобильного приложения.
В ходе решения задач были получены следующие результаты:
Был проведен анализ существующих аналогов интерфейса голосового
управления. Для анализа были выбраны три технологии-Google Home,
Amazon Echo и Apple Siri. В результате сравнения был сделан вывод, что
данные технологии являются слишком дорогостоящими для интеграции с
системой «Умный дом»;
Был проведен сбор и анализ информации о технологиях голосового
распознавания. В результате анализа и тестирования с помощью простой
программы был сделан вывод о том, что Google Cloud Speech API лучше
всего подходит для распознавания ключевых фраз и команд, а технология
SnowBoy лучше подходит для распознавания ключевого слова.
На следующем этапе было спроектировано мобильное приложение и
был проведен сравнительный анализ между протоколами передачи данных.
Для сравнения были выбраны протоколы MQTT, XMPP и AMQP, определены
критерии сравнения, и проведен анализ каждого протокола. С помощью
данного исследования было установлено, что для взаимодействия с системой
«Умный дом» и датчиками лучше всего подходит протокол MQTT из-за егоуниверсальности в плане форматов передаваемых данных и отсутствия
избыточности данных.
После проектирования структуры приложения и выбора протокола
передачи данных, приложение было реализовано на языке программирования
Java в среде разработки IntellijIDEA с использованием базы данных SQLite 3.
Кроме того, был разработан пользовательский интерфейс, предоставляющий
пользователю возможность ввода информации с помощью голоса или
используя кнопки, текстовые поля и переключатели.
Приложение было протестировано и показало свою работоспособность
в искусственных условиях с использованием MQTT-брокера, способного
обрабатывать, принимать и отправлять сообщения и имитировать работу
системы «Умный дом».
Поставленные задачи были решены и цель бакалаврской работы была
достигнута.


1. Biskup A. How Do Smart Homes Work / A. Biskup. 2021. 48 с.
2. Chin R. A DIY Smart Home Guide: Tools for Automating Your Home
Monitoring abd Security Using Arduino, ESP8266, and Android / R. Chin.
2020. 304 с.
3. Cloud Speech-To-Text [Электронный ресурс] // Google Cloud. - Режим
доступа: http://cloud.google.com
4. Google Home [Электронный ресурс] // Google Cloud. - Режим доступа:
http://cloud.google.com
5. HomeKit [Электронный ресурс] // Apple. - Режим доступа:
http://www.apple.com
6. Kennedy J., Strengers Y. The Smart Wife / Y. Strengers, J. Kennedy. 2020.
304 с.
7. MQTT and MQTT-SN messaging protocols [Электронный ресурс] //
Eclipse Paho. - Режим доступа: http://www.eclipse.org
8. RabbitMQ: Введение в AMQP [Электронный ресурс] // Habrahabr. -
Режим доступа: http://habrahabr.ru
9. Siri [Электронный ресурс] // Национальная библиотека им. Н.Э.Баумана.
- Режим доступа: http://ru.bmstu.wiki
10.Speak to Alexa on Products with Alexa Voice Service Built-In
[Электронный ресурс] // Alexa Voice Service. - Режим доступа:
http://developer.amazon.com
11.Vandome N. Smart Homes in easy steps / N. Vandome. 2018. 192 с.
12.Young C. Smart Home / C. Young. 2019. 516 с.
13.Голосовой интерфейс [Электронный ресурс] // Теплица социальных
технологий. - Режим доступа: http://te-st.ru
14.Комплекс речевых технологий Яндекса [Электронный ресурс] // Яндекс.
- Режим доступа: http://tech.yandex.ru15.Протоколы «Интернета вещей»: основные сведения [Электронный
ресурс] // Средства и системы автоматизации. - Режим доступа:
http://www.rtsoft.ru


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ