# 小智AI产品设计需求文档

## 1. 产品概述

### 1.1 产品背景

本产品是小智AI的用户操作界面，基于微信小程序开发，为用户提供AI语音交互、剧本创作和智能对话等功能。产品通过整合阿里云语音技术，提供高质量的TTS（文本转语音）、ASR（语音识别）和声音克隆服务，结合小智AI强大的自然语言处理能力，为用户创造沉浸式的AI交互体验。

小程序作为前端界面，所有核心AI功能均由部署在服务器端的小智AI Java后端提供支持。产品不仅满足用户对AI语音交互的需求，还通过配网中心功能，为ESP32等IoT设备提供便捷的网络配置服务，构建完整的智能生态系统。

### 1.2 产品目标

- **核心目标**：打造小智AI的标准用户界面，提供流畅的AI语音交互体验
- **技术集成**：深度集成阿里云语音服务，确保语音识别和合成的高质量表现
- **用户价值**：为用户提供直观易用的AI对话界面，支持多种交互模式和个性化设置
- **生态构建**：通过ESP32配网功能，连接智能硬件设备，构建完整的AIoT生态
- **平台优势**：充分利用微信生态，降低用户使用门槛，提升产品推广效率

### 1.3 产品定位

小智AI的官方微信小程序界面，专注于提供AI语音交互、智能对话和设备配网服务，是连接用户与小智AI生态系统的重要桥梁。

## 2. 后端功能需求

### 2.1 用户认证系统

#### 2.1.1 微信授权登录

**功能描述**：
作为小智AI的用户入口，实现与微信生态的无缝集成，为用户提供便捷的登录体验。

**核心功能**：
- **微信OAuth 2.0集成**：处理微信小程序登录流程，获取用户openid和基本信息
- **小智AI账户关联**：将微信用户与小智AI后端用户系统进行关联绑定
- **统一身份认证**：生成小智AI系统的用户token，实现跨服务的身份验证
- **设备绑定管理**：支持用户绑定多个智能设备，统一管理设备权限
- **会话保持**：维护用户登录状态，支持长期免登录使用
- **多端同步**：支持用户在不同设备间的数据同步和会话延续

**技术要求**：
- 与小智AI后端用户系统深度集成
- 实现微信小程序与服务器的安全通信
- 支持设备授权和权限管理

#### 2.1.2 用户信息管理

**功能描述**：
管理用户在小智AI系统中的个人资料和偏好设置。

**核心功能**：
- **用户档案系统**：存储用户基本信息、使用偏好和历史数据
- **AI交互偏好**：管理用户对AI助手的个性化设置（语音类型、回复风格等）
- **设备管理中心**：展示和管理用户绑定的所有智能设备
- **使用统计**：记录用户的AI交互次数、时长等使用数据
- **隐私设置**：提供细粒度的隐私控制选项
- **数据同步**：与小智AI后端保持用户数据的实时同步

**数据模型**：
```
用户表 (users)
- user_id: 小智AI用户ID
- openid: 微信唯一标识  
- nickname: 用户昵称
- avatar_url: 头像地址
- voice_preference: 语音偏好设置
- ai_personality: AI助手个性设置
- device_count: 绑定设备数量
- last_active: 最后活跃时间
- created_at: 创建时间
```

#### 2.1.3 权限与设备管理

**功能描述**：
实现用户权限控制和智能设备的统一管理。

**核心功能**：
- **分级权限系统**：区分普通用户、高级用户和管理员权限
- **设备权限控制**：管理用户对不同设备的访问和控制权限
- **功能使用限制**：根据用户等级限制AI服务的使用频率和功能范围
- **设备分组管理**：支持用户对设备进行分组和场景化管理
- **权限审计**：记录用户权限变更和设备操作日志

**权限级别定义**：
- **普通用户**：基础AI对话和设备控制功能
- **高级用户**：高级AI功能、更多设备绑定、优先服务支持
- **管理员**：系统管理和用户支持权限

### 2.2 AI对话系统

#### 2.2.1 智能对话服务

**功能描述**：
基于小智AI后端提供的自然语言处理能力，实现智能对话功能。

**核心功能**：
- **多轮对话管理**：支持上下文相关的连续对话，保持对话连贯性
- **意图识别与槽位填充**：准确理解用户意图，提取关键信息
- **个性化回复**：根据用户偏好和历史交互调整AI回复风格
- **多模态交互**：支持文本、语音、图片等多种输入输出方式
- **知识库查询**：集成小智AI的知识库，提供准确的信息回复
- **情感分析**：识别用户情感状态，提供相应的情感回应
- **对话历史管理**：保存对话记录，支持历史对话回顾和继续

**技术架构**：
- 前端采集用户输入，发送至小智AI后端处理
- 集成阿里云ASR服务进行语音识别
- 使用阿里云TTS服务进行语音合成
- 实现对话状态管理和上下文维护

**数据模型**：
```
对话会话表 (chat_sessions)
- session_id: 会话ID
- user_id: 用户ID
- start_time: 开始时间
- last_message_time: 最后消息时间
- context: 对话上下文JSON
- status: 会话状态

对话消息表 (chat_messages)
- message_id: 消息ID
- session_id: 会话ID
- sender_type: 发送者类型(user/ai)
- content_type: 内容类型(text/audio/image)
- content: 消息内容
- timestamp: 时间戳
```

#### 2.2.2 语音服务集成

**功能描述**：
集成阿里云语音服务，提供高质量的语音识别和合成功能。

**核心功能**：
- **实时语音识别**：使用阿里云ASR API进行实时语音转文本
- **智能语音合成**：使用阿里云TTS API将AI回复转换为自然语音
- **多语言支持**：支持中文、英文等多语言的语音识别和合成
- **语音参数调节**：支持语速、音调、音色等参数的个性化调节
- **噪音抑制**：集成语音增强算法，提升识别准确率
- **离线缓存**：对常用回复进行语音缓存，提升响应速度
- **音频格式优化**：支持多种音频格式，优化传输效率

**技术要求**：
- 集成阿里云语音服务SDK
- 实现音频数据的高效传输和处理
- 优化语音识别和合成的延迟

#### 2.2.3 声音克隆与个性化

**功能描述**：
基于阿里云语音技术，为用户提供个性化声音克隆服务。

**核心功能**：
- **声音样本采集**：指导用户录制高质量的声音样本
- **阿里云声音克隆**：调用阿里云语音克隆API进行模型训练
- **声音质量评估**：评估克隆声音的质量和相似度
- **多场景适配**：为不同应用场景优化声音表现
- **声音管理**：管理用户的个人声音资产
- **隐私保护**：确保用户声音数据的安全和隐私

**数据模型**：
```
用户声音表 (user_voices)
- voice_id: 声音ID
- user_id: 用户ID
- voice_name: 声音名称
- aliyun_voice_id: 阿里云声音ID
- sample_urls: 样本音频URLs
- quality_score: 质量评分
- training_status: 训练状态
- created_at: 创建时间
```

### 2.3 设备配网中心

#### 2.3.1 ESP32设备配网

**功能描述**：
为ESP32等智能硬件设备提供便捷的Wi-Fi配网服务。

**核心功能**：
- **设备发现**：自动发现附近的待配网ESP32设备
- **Wi-Fi配置**：通过小程序为设备配置Wi-Fi网络信息
- **配网协议支持**：支持SmartConfig、AP配网等多种配网方式
- **设备绑定**：配网成功后自动绑定设备到用户账户
- **配网状态监控**：实时监控配网进程和设备连接状态
- **错误处理**：提供配网失败的诊断和重试机制
- **批量配网**：支持同时为多个设备进行配网

**技术实现**：
- 集成微信小程序的设备配网API
- 实现与ESP32设备的通信协议
- 提供配网过程的用户指导界面

#### 2.3.2 设备管理与控制

**功能描述**：
提供已配网设备的统一管理和控制功能。

**核心功能**：
- **设备列表管理**：展示用户绑定的所有智能设备
- **设备状态监控**：实时显示设备在线状态和运行参数
- **远程控制**：通过小程序远程控制设备功能
- **设备分组**：支持按房间、功能等维度对设备分组
- **场景联动**：创建智能场景，实现设备间的联动控制
- **设备信息管理**：管理设备名称、位置等基础信息
- **固件升级**：支持设备固件的OTA升级

**数据模型**：
```
设备表 (devices)
- device_id: 设备ID
- user_id: 用户ID
- device_type: 设备类型
- device_name: 设备名称
- mac_address: MAC地址
- ip_address: IP地址
- firmware_version: 固件版本
- online_status: 在线状态
- location: 设备位置
- group_id: 分组ID
- created_at: 创建时间

设备状态表 (device_status)
- status_id: 状态ID
- device_id: 设备ID
- status_data: 状态数据JSON
- timestamp: 时间戳
```

#### 2.3.3 IoT场景管理

**功能描述**：
提供智能场景的创建和管理功能，实现设备间的智能联动。

**核心功能**：
- **场景创建**：图形化界面创建智能场景
- **条件触发**：支持时间、传感器数据、语音指令等触发条件
- **动作执行**：定义场景触发后的设备动作序列
- **场景调试**：提供场景逻辑的测试和调试功能
- **场景分享**：支持场景模板的分享和导入
- **语音控制**：通过语音指令激活智能场景

### 2.4 内容管理系统

#### 2.4.1 AI角色管理

**功能描述**：
管理小智AI系统中的各种AI角色和其特性。

**核心功能**：
- **角色库管理**：维护系统预设的AI角色库
- **角色个性化**：允许用户自定义AI角色的性格和回复风格
- **角色切换**：支持用户在不同场景下切换AI角色
- **角色训练**：基于用户反馈持续优化AI角色表现
- **角色分享**：支持用户创建和分享自定义AI角色

#### 2.4.2 知识库管理

**功能描述**：
管理小智AI的知识库内容，确保AI回复的准确性和时效性。

**核心功能**：
- **知识内容更新**：定期更新AI知识库内容
- **领域知识管理**：按不同领域组织和管理知识内容
- **知识质量控制**：确保知识内容的准确性和可靠性
- **个性化知识**：根据用户需求定制专属知识内容

### 2.5 系统管理功能

#### 2.5.1 数据统计与分析

**功能描述**：
收集和分析用户使用数据，优化产品体验。

**核心功能**：
- **用户行为分析**：分析用户的使用习惯和偏好
- **AI服务统计**：统计AI对话、语音服务的使用情况
- **设备使用统计**：分析设备的使用频率和模式
- **性能监控**：监控系统性能和服务质量
- **用户反馈收集**：收集用户对产品的反馈和建议

#### 2.5.2 系统监控与维护

**功能描述**：
确保小程序和后端服务的稳定运行。

**核心功能**：
- **服务健康监控**：监控小智AI后端服务的运行状态
- **API调用监控**：跟踪小程序与后端API的调用情况
- **阿里云服务监控**：监控语音服务API的调用状态和质量
- **错误日志管理**：收集和分析系统错误日志
- **性能优化**：持续优化系统性能和用户体验

## 3. 技术架构需求

### 3.1 整体架构设计

**架构原则**：
- 前后端分离：小程序作为纯前端界面，核心逻辑由小智AI后端处理
- 服务集成：深度集成阿里云语音服务和小智AI核心能力
- 高可用性：确保关键服务的稳定性和容错能力

**核心组件**：
- **微信小程序前端**：用户界面和交互逻辑
- **小智AI Java后端**：核心业务逻辑和AI服务
- **阿里云语音服务**：TTS、ASR、声音克隆API
- **设备配网服务**：ESP32等IoT设备的配网支持
- **数据存储层**：用户数据、设备数据、对话记录等

### 3.2 数据存储架构

**存储策略**：
- **关系型数据库**：MySQL存储用户信息、设备数据、对话记录
- **缓存系统**：Redis缓存热点数据，提升响应速度
- **文件存储**：阿里云OSS存储音频文件和媒体资源
- **时序数据库**：存储设备状态数据和监控指标

### 3.3 AI服务集成

**集成架构**：
- **小智AI核心**：自然语言理解、对话管理、知识问答
- **阿里云ASR**：语音识别服务，支持实时和批量识别
- **阿里云TTS**：语音合成服务，提供多种音色和语言
- **阿里云语音克隆**：个性化声音克隆和训练服务
- **API网关**：统一管理外部API调用和安全认证

### 3.4 安全与隐私

**安全措施**：
- **数据传输加密**：HTTPS/WSS加密传输
- **API安全认证**：OAuth 2.0和JWT token验证
- **隐私数据保护**：用户语音数据的加密存储和处理
- **设备安全**：ESP32设备的安全配网和通信加密
- **合规性保障**：符合数据保护法规要求

## 4. 功能特性需求

### 4.1 用户界面设计

**设计原则**：
- 简洁直观：遵循微信小程序设计规范，界面简洁易用
- 响应迅速：优化交互响应时间，提升用户体验
- 适配性强：适配不同尺寸的手机屏幕

**关键界面**：
- **主对话界面**：AI对话的主要交互界面
- **设备管理界面**：设备列表、状态监控、控制面板
- **配网向导界面**：设备配网的步骤指导
- **设置界面**：用户偏好、语音设置、隐私控制

### 4.2 性能要求

**关键指标**：
- AI对话响应时间：<2秒
- 语音识别延迟：<1秒
- 语音合成延迟：<3秒
- 设备配网成功率：>95%
- 小程序启动时间：<3秒

### 4.3 兼容性要求

**支持范围**：
- 微信版本：7.0及以上
- iOS系统：12.0及以上
- Android系统：8.0及以上
- 设备类型：ESP32系列开发板

## 5. 部署与运维

### 5.1 部署架构

**部署方案**：
- **小程序发布**：通过微信开发者工具发布到微信平台
- **后端部署**：小智AI Java后端部署在云服务器
- **服务依赖**：阿里云语音服务、数据库、缓存等基础服务
- **CDN加速**：静态资源通过CDN加速分发

### 5.2 监控与维护

**监控体系**：
- **业务监控**：AI服务调用、用户活跃度、设备连接状态
- **性能监控**：响应时间、并发量、资源使用率
- **错误监控**：API调用失败、异常日志、用户反馈
- **第三方服务监控**：阿里云API调用状态和限额使用情况

## 6. 项目实施计划

### 6.1 开发阶段

**第一阶段（基础功能，2个月）**：
- 用户认证和基础AI对话功能
- 阿里云语音服务集成
- 基础设备管理功能

**第二阶段（设备配网，1.5个月）**：
- ESP32设备配网功能
- 设备控制和状态监控
- IoT场景管理

**第三阶段（优化完善，1个月）**：
- 用户体验优化
- 性能调优和稳定性提升
- 功能完善和Bug修复

### 6.2 技术选型

**主要技术栈**：
- 前端：微信小程序原生开发
- 后端：Java Spring Boot (小智AI现有架构)
- 数据库：MySQL + Redis
- 外部服务：阿里云语音服务
- 通信协议：HTTPS/WebSocket

## 7. 总结

本产品设计需求文档详细描述了小智AI微信小程序的完整功能需求和技术架构。作为小智AI的官方用户界面，小程序将提供AI对话、语音交互、设备配网等核心功能，通过集成阿里云语音技术和小智AI后端服务，为用户创造优质的AI交互体验。

关键成功因素：
1. 与小智AI后端的深度集成
2. 阿里云语音服务的高效利用
3. ESP32设备配网的稳定实现
4. 优秀的用户体验设计
5. 完善的监控和运维保障

通过本文档的实施，将建立一个功能完善、技术先进的小智AI用户界面，为用户提供便捷的AI交互和智能设备管理服务。