Диалоговая система управления умным домом
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время большое количество различных электронных устройств и систем, окружающее человека в квартире или частном доме, ставит задачу организации их оптимального функционирования в части удобства взаимодействия с человеком и низкого потребления энергии. С развитием вычислительной техники, постоянно растущего ассортимента элементной базы и готовых устройств для создания интеллектуальных систем управления, всю большую популярность приобретают комплексы автоматизации повседневных действий человека. Такие системы и их совокупности называют «Умным домом». Под данным термином подразумевают программно-аппаратный комплекс, позволяющий автоматизировать и упростить управление различными системами, а также другим оборудованием дома или квартиры [1].
В первую очередь, «Умный дом» – это система автоматического управления, которая позволяет сделать проживание в квартире или доме более комфортным. Например, система может заранее включить обогреватели или кондиционер, чтобы
СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ7
ВВЕДЕНИЕ8
1.ОБЗОР ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ10
1.1.Система «Умный дом» и управление в ней10
1.2.Возможности умных домов14
1.3. Постановки задачи16
1.4.Итоги раздела16
2.РАЗРАБОТКА ДИАЛОГОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УМНЫМ ДОМОМ18
2.1Общая структура системы «Умный дом»18
2.2Модель умного дома19
2.3.Архитектура Telеgramm сервиса22
2.4.Обработка текстового сообщения и классификация цифровых данных23
2.5.Алгоритм взаимодействия умных устройств25
2.6.Генерация ответов26
3.РЕАЛИЗАЦИЯ ДИАЛОГОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УМНЫМ ДОМОМ30
3.1.Реализация диалогового помощника30
4.Безопасность жизнедеятельности33
4.1.Аспект эргономики программного обеспечения33
4.2.Соответствие данного ПО требованиям ГОСТ Р ИСО 924134
4.3.Эргономика Telegram-бот35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ37
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙAPI (Application programming interface) - программный интерфейс приложения
Embedding (word embedding, вложения слов) сопоставление сущности (обычно слову) некоторого вектора
NER (Named entity recognition) - область NLP, занимающаяся задачей распознавания сущностей
NLP (Natural Language Preprocessing) - направление искусственного интеллекта, изучающего проблемы компьютерного анализа и синтеза текстов
NLU (Natural Language Understanding)- область NLP занимающаяся машинным пониманием текста
Интент - Определенная тема разговора в диалоговой системе
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Сообщество TEPLOWIKI. Интерфейс RS-485. [Электронный ресурс].
URL: http://ru.teplowiki.org/wiki/images/0/04/_Logamatic_RS485.pdf
Умный дом: системы автоматизации жилых помещений и зданий [Электронный ресурс] URL: https://geektimes.ru/post/280040/ (Дата обращения 04.05.2022 г.);
Что включает система умный дом [Электронный ресурс] URL: http://www.dom-electro.ru/%D1%87%D1%82%D0%BE- %D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5- %D1%83%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D0%B9- %D0%B4%D0%BE%D0%BC/ (Дата обращения 04.05.2022 г.);
Кроссплатформенность.
URL:https://www.google.com/search?q=%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C&oq=%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C&aqs=chrome..69i57j0i512l9.421j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8 (Дата обращения 05.05.2022 г.);
Нейронная сеть.
URL:http://www.machinelearning.ru/wiki/index.php?title=%D0%9D%D0%B5%D0%B9%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B5%D1%82%D1%8C (Дата обращения 05.05.2022 г.);
Документация Telegram: Роботы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://tlgrm.ru/docs/bots (дата обращения: 06.05.2022).
Брокер kafka.
URL: https://slurm.io/tpost/pnyjznpvr1-apache-kafka-osnovi-tehnologii. (дата обращения: 08.05.22).
Официальный сайт Telegtam API // [Электронный ресурс]: URL: https://core.telegram.org/api. (дата обращения: 09.05.22).
Bahdanau Dzmitry, Cho Kyunghyun, Bengio Yoshua. Neural machine translation by jointly learning to align and translate // arXiv preprint arXiv:1409.0473. –– 2014. (дата обращения: 09.05.22).
Huang Zhiheng, Xu Wei, Yu Kai. Bidirectional LSTMCRF Models for Sequence Tagging // CoRR. –– 2015. –– Vol. abs/1508.01991. –– 1508.01991. (дата обращения: 10.05.22).
AttentionIsAllYouNeed/AshishVaswani,
Noam Shazeer, Niki Parmar et al. // CoRR. –– 2017. –– Vol. abs/1706.03762. ––
Диалоговый помощник;
Виртуальные умные устройства;
Backend-инфраструктура.
В данной системе были выделены следующие подсистемы:
Модель умного дома (IoT system model);
Telegram сервис;
Обработка текстового сообщения (Preprocessing);
Классификация цифровых данных (Message classification);
Data processor;
Модель для генерации ответов.
В результате анализа функций предложена следующая структурная схема, изображенная на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1. Структурная схема системы «Умный дом»
Модель умного домаВ данной дипломной работе будем рассматривать упрошенная часть системы умного дома. Мы будем заменить реальные устройства на модель. Процесс подключения повседневных объектов к интернету производится с помощью IoT system (Интернет вещей).
IoT system model – модель элементов умного дома (источники света, датчики, электронные замки и др.). Реализованы в виде разработ