Μελέτη, ανάπτυξη και ενσωμάτωση ψηφιακού φωνητικού βοηθού στο έξυπνο σπίτι με χρήση opensource τεχνολογιών

Abstract

Σκοπός της εργασίας είναι η υλοποίηση ενός προσωπικού ψηφιακού φωνητικού βοηθού χρησιμοποιώντας open source εφαρμογές που μας δίνουν τη δυνατότητα χρήσης της ελληνικής γλώσσας ως μέσο αλληλεπίδρασης,χωρίς την ανάγκη σύνδεσης στο Internet ή κάποιας βάσης δεδομένων, προσφέροντας μια ενδεικτικά ασφαλέστερη,ανεξάρτητη και με περισσότερη παραμετροποίηση και προσαρμογή στον χρήστη λύση,σε σύγκριση με τις περισσότερες εμπορικές προτάσεις της αγοράς. Στο πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιήσαμε μια εισαγωγή στην λειτουργία του έξυπνου σπιτιού,κάνοντας αναφορά στις τεχνολογίες του Internet of Things. Αναλύσαμε τις λειτουργίες,τον τρόπο που δουλεύουν όσο και τις τεχνολογίες στις οποίες βασίζονται οι προσωπικοί φωνητικοί βοηθοί-voice assistants,ενώ καλύψαμε τις τρέχουσες εμπορικές λύσεις όσο και open source εφαρμογές. Κλείνοντας το πρώτο μέρος δίνουμε περισσότερη έμφαση στο λογισμικό ανοιχτού κώδικα που χρησιμοποιήσαμε στην δική μας υλοποίηση και παραθέτουμε τους λόγους για τους οποίους προβήκαμε σε αυτή την επιλογή. Στο δεύτερο μέρος επικεντρωθήκαμε στην υλοποίηση του δικού μας IoT δικτύου μέσω του προσωπικού ψηφιακού φωνητικού βοηθού. Αναλύσαμε το hardware και software που χρησιμοποιήσαμε και εξετάσαμε τον τρόπο όσο και τα πρωτόκολλα που χρησιμοποιούν οι συσκευές μας. Ωστόσο κυρίως έχει δοθεί έμφαση στις δυνατότητες και τον τρόπο λειτουργίας των λογισμικών Rhasspy και Node-Red.

The purpose of this diploma thesis is the implementation of an offline opensource voice assistant that works with the Greek Language.The disengagement of the always online and cloud server features,offers a more secure,independent and more customizable solution in comparison with most commercial smart speakers. In the chapters followed we made an introduction about how IoT technologies and smart assistants implement in a smart home,analysing the functions,the way they operate and the technologies they rely upon. We overwiewed the closed box and opensource smart speakers that are available on the market,highlighting the technologies and protocols they use. In advance we had a brief overwiew about the opensource softwares available and why we choose to use Rhasspy,an open source, fully offline set of voice assistant services for many human languages that works well with other programms and tools that a raspberry pi can run. In the second part of the project we focus on explaining the development of our IoT network using Rhasspy,Node-red and Tasmota firmwared devices,while also analysing the hardware,software,protocols and the way of communicaton among all these tools.