Комп’ютерна система голосового керування IoT-пристроями для осіб з обмеженими можливостями

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена розробці комп’ютерної системи голосового керування IoT-пристроями для осіб з обмеженими можливостями. Метою роботи є проєктування та реалізація апаратно-програмного комплексу, здатного забезпечувати інтелектуальну голосову взаємодію користувача з розумними пристроями в мережі Інтернет речей. У першому розділі проведено аналіз технічного завдання, сформульовано функціональні та експлуатаційні вимоги до системи, а також виконано огляд існуючих аналогів голосових асистентів і IoT-рішень. На основі порівняльного аналізу визначено основні переваги та недоліки відомих систем і обґрунтовано доцільність розробки власного рішення. У другому розділі розроблено апаратне забезпечення системи, зокрема побудовано структурну схему та електричну принципову схему. Обґрунтовано вибір елементної бази, включно з мікроконтролером, модулями введення-виведення та засобами зв’язку, з урахуванням вимог до продуктивності, енергоефективності та масштабованості. Третій розділ присвячено розробці алгоритму роботи системи та програмного забезпечення. Реалізовано інтеграцію з IoT-платформою та сучасними мовними моделями, а також проведено тестування розробленої системи з метою перевірки її працездатності та відповідності поставленим вимогам.

This thesis is devoted to the development of a computer system for voice control of IoT devices for disabled people. The aim of the work is to design and implement a hardware–software solution that enables intelligent voice interaction between the user and smart devices within the Internet of Things environment. The first chapter analyzes the technical specifications, formulates functional and non-functional system requirements, and reviews existing voice assistant and IoT solutions. Based on a comparative analysis, the advantages and limitations of current systems are identified, and the relevance of developing a proprietary solution is justified. The second chapter focuses on the design of the system hardware. A structural diagram and an electrical schematic diagram are developed, and the selection of the component base, including the microcontroller, input/output modules, and communication interfaces, is justified considering performance, energy efficiency, and scalability requirements. The third chapter describes the development of the system algorithm and software. Integration with an IoT platform and modern language models is implemented, followed by testing of the developed system to verify its functionality and compliance with the defined requirements.