基于移动终端的智能机器人的设计与实现

　　物联网是当下主流，人们都希望可以过上智能生活的时代，但是家电种类比较多，_套智能家居的费用普通人远远消费不起，而且家中安装传统智能家居都要极大程度地对家庭线路进行修改。同时，如果安装了智能家居产品，老年人也可能因为操作比较烦琐而用不上。如果能通过特色方言语音对话来进行家居控制的话，可以极大地推进人们向智能生活的时代前进。而当前，根据国际权威统计，待机能耗总量巨大，能源问题日益严重，如何节能断电已经是当下研究热点。随着经济的飞速发展和能源问题日益严峻，智能插座的需求量将大幅度增加，我们的语音方言助手和智能插座针对多方面需求来研发，而且脱离硬件也可以实现智能助手的功能，具有强大的市场竞争力。

　　1智能机器人功能设计

　　智能机器人是基于移动终端开发的方言识别助手+智能插座，不仅可以实现利用方言控制手机进行打电话、发短信、查天气、打开应用等多项终端机器人的功能，搭配作品配套的智能插座还可以实现无线控制家电的功能。物联网是现今潮流，而时下人手一部智能手机，通过智能手机与家居进行远程交互已经是时代趋势，而通过各地人民更加熟识的自家方言来进行控制明显更加人性化；同时，利用智能插座作为手机终端与家电的媒介，更是增加了其通用性，只要家电插上了智能插座，手机便可以对家电进行智能操作。这样既可以省去传统布线的麻烦，又可以节省一大笔智能家居的费用，只需要一个APP和一个智能插座，便可以利用亲切的家乡语言进行控制家电。虽然普通话是中国的标准语言，但很多地区人们在日常交流中仍旧使用方言，特别是对家乡根深蒂固的老年人，因此方言识别是当下智能产品的语音发展趋势和热点。而且在人们年龄增大的同时，记忆力也会随之衰退，忘记关电器的情况比比皆是。这样，出于用电安全性和节能性的考虑，基于移动终端的方言识别智能插座在满足年轻人需求的同时，也能够极大地优化老年人无法使用高新科技产品这种局势。

　　2智能机器人智能控制终端动作的解决方案

　　打电话、打开应用、播放音乐不是直接跳转，而是具体到哪个联系人哪个电话哪首歌。这是通过安卓开发中的数据库类的游标cursor来实现的，以打电话功能为例，通过Cursor游标来获取手机中联系人的ID并通过ID获取姓名和联系电话，从而实现直接跳转打电话功能，打开应用和播放音乐都是利用类似的方法，只是实现的方法不尽相同，在运用数据库类的同时还用到其它的线程类。

　　3智能机器人聊天和问答系统的解决方案

　　智能机器人的智能问答和智能聊天为机器人的两个模式，分开主要是为聊天能更顺畅地聊天，而问答也不会答非所问。实现的方式分别为调用图灵机器人的API接口以及网络爬虫技术。

　　国内最早从事智能问答机器人开发的图灵机器人团队，已经从早期的智能问答机器人开发进入了第二代智能聊天机器人开发阶段，并取得了领先优势。图灵机器人平台以人工神经网络为基础，运用机器学习，知识图谱，模式识别等技术，自主研发智能问答聊天，智能生活服务语义理解，个性化知识库等系统，并且已经应用于国内多个企业的系统中，广受好评。智能机器人的聊天系统则是通过图灵机器人开放的开发者平台实现的，通过图灵机器人提供的表单提交接口来智能返回聊天数据，通过解析json数据来实时返回数据。

　　网络爬虫是一个自动提取网页的程序，它为搜索引擎从Internet网上下载网页，是搜索引擎的重要组成。从一个或若干初始网页的URL开始，获得初始网页上的URL,在抓取网页的过程中，不断从当前页面上抽取新的URL放入队列,直到满足系统的一定停止条件。服务器端部署了网络爬虫的程序，问答系统通过服务器端对相应内容进行搜索，并返回Json数据供安卓端调用。

　　4智能机器人方言识别功能的解决方案

　　初期由于语音数据不够，机器人的语音系统是使用科大讯飞提供的开发者SDK,该SDK集成了语音听写、语音识别、语音合成以及语音理解的相关类，通过调用该SDK提供的接口来实现语音方面的功能。

　　而本地的语音系统则是先通过自己在服务器端建立声学模型，通过语音编码后存入数据库中，移动端通过录音完后进行语音编码再从数据库中进行检索匹配，选取匹配度最高的进行识别结果的返回，一般来说，建立的声学模型越完整，识别准确率越高。同理，合成结果为在语音库进行搜索相应的声学模型，发送到移动端，进行语音解码后即可返回合成结果。

　　5智能机器人智能控制家居的设计

　　智能机器人的硬件端使用的技术主要有ZigBee无线通信技术以及串口通信技术，再通过云端数据同步来实现在移动终端通过方言识别来控制家居。

　　ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

　　设计方案所使用的是基于ZigBee技术的cc2530芯片，CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU,系统内可编程闪存，8-KBRAM和许多其它强大的功能。

　　串口通信是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度比并行传输低。

　　在电脑端利用串口通信与ZigBee协调器进行通信，利用所购入的cc2530芯片提供的通信协议进行串口的通信。该协议对无线模块内的参数和硬件资源标准化，从而可以采用相同的方法来访问和控制模块内部的资源；串口控制协议为用户提供了对模块的控制访问通道，设备可以通过串口对无线通信进行控制，完成数据的传递，参数的访问等。

　　示例：

　　发送：3A00013823

　　返回：3A01003B23(执行成功）

　　返回数据：00表示终端状态为关闭状态，01表示终端状态为开启

　　电脑端通过串口发送报文数据3A00013823到ZigBee协调器上，基于cc2530的通信协议，协调器返回响应码，响应码为3A01003B23时则成功并在电脑端做出相应的响应。

　　通过安卓socket通信连接电脑相同的局域网，并发送信息到电脑端，电脑端接收到响应指令时执行响应，向串口发送相应的指令报文，ZigBee协调器收到指令后返回响应码到电脑端，电脑端做出相应的响应，并返回响应码到安卓端，从而实现安卓端的无线控制终端功能。

　　6智能机器人的远程通信实现

　　手机终端通过将数据发送到云端服务器，云端服务器再返回到ZigBee服务器，服务器将接收到的指令进行串口通信，ZigBee协调器收到指令后返回响应码到ZigBee服务器端，ZigBee服务器端做出相应的响应，并返回响应码到云服务器，从而实现安卓端的远程控制功能。

　　7智能机器人的开发环境

　　VisualStudio是微软公司推出的开发环境。是最流行的Windows平台应用程序开发环境。当前Windows用户占绝大部分，用于无线组网的电脑端串口通信利用VS2012进行开发，相对于JAVA无需安装Java虚拟机就可以在电脑上运行，省去安装配置环境的麻烦。

　　IAR是全球领先的开发商提供的嵌入式系统开发工具，提供的服务涉及到嵌入式系统的设计、开发和测试的每一个阶段，包括：带有C/C++编译器和调试器的集成开发环境（IDE)、实时操作系统和中间件、开发套件、硬件仿真器以及状态机建模工具。在本项目开发中主要是充当编写操作硬件芯片的角色。

　　安卓端使用已安装AndroidDevelopToo丨的Eclipse进行开发，Eclipse是当前开发Java应用最流行的IDE集成开发环境。

　　8结束语

　　人们对自己家乡的语言总是倍感亲切，在逢年过节的时候也可以使用自家方言与移动终端进行智能聊天，而且也可以通过用自家语言来对家电进行智能控制，而控制指定家电则只需通过将家电插到智能插座上，智能家居在人们心目中都是很昂贵的存在，而通过成本低廉的智能插座也可过上智能生活并且能让它听懂自家的语言，在需要的时候也可以通过方言来控制手机进行打开应用、播放音乐、打电话等，着实就是多了一个善解人意的智能机器人嘛！同时这个机器人还同时适配市面上的各种机型，只要有一部能打电话能上网的智能手机就可以使用其对应功能。