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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。