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智能客服系统：结合 AI 模型与数据库实现对话与知识检索

article 2025/1/31 5:40:14

智能客服系统在现代企业中起着至关重要的作用。通过结合 生成式 AI 模型 和 向量数据库，可以构建一个能够高效回答用户问题、支持知识检索并实现对话连续性的智能客服系统。

本文将详细讲解如何设计并实现一个基于 Spring AI 的智能客服系统。

1. 系统架构设计

智能客服系统需要同时具备以下功能：

自然语言处理（NLP）：
- 使用 AI 模型解析用户输入，并生成合理的回答。
知识检索：
- 通过向量数据库检索企业知识库中的相关内容。
会话管理：
- 记录用户对话上下文，实现连续对话。
数据库支持：
- 存储用户信息、问题历史以及检索内容。

架构图

+-------------------+         +----------------------+
| 用户输入 (对话)    |         | 企业知识库 (向量数据库)|
+-------------------+         +----------------------+
           |                            ^
           v                            |
+-------------------+         +----------------------+
| 对话管理模块       |<------->| 检索模块              |
+-------------------+         +----------------------+
           |                            ^
           v                            |
+-------------------+         +----------------------+
| 生成式 AI 模型     |<--------| 数据库管理模块         |
+-------------------+         +----------------------+
           |
           v
+-------------------+
| 用户输出 (回答)    |
+-------------------+

2. 核心模块实现

2.1 环境准备

创建一个基于 Spring Boot 的项目，集成以下依赖：

Spring AI：用于调用生成式 AI 模型。
向量数据库（Chroma 或 Milvus）：用于知识检索。
数据库支持：存储会话记录和用户信息。

添加 Maven 依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.chroma</groupId>
        <artifactId>chroma-client</artifactId>
        <version>0.1.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.openai</groupId>
        <artifactId>openai-client</artifactId>
        <version>1.0.0</version>
    </dependency>
</dependencies>

2.2 数据库设计

设计用于存储用户信息、对话历史和知识库的数据库模型。

用户表

存储用户基本信息。

@Entity
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String username;
    private String email;
}

对话历史表

存储用户与系统的对话记录。

@Entity
public class ChatHistory {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private Long userId;
    private String userMessage;
    private String botResponse;
    private LocalDateTime timestamp;
}

2.3 会话管理模块

用于记录和管理用户的对话上下文。

@Service
public class ConversationService {
    private final Map<Long, List<String>> conversationMap = new HashMap<>();

    // 添加对话内容
    public void addMessage(Long userId, String message) {
        conversationMap.computeIfAbsent(userId, k -> new ArrayList<>()).add(message);
    }

    // 获取对话历史
    public List<String> getConversation(Long userId) {
        return conversationMap.getOrDefault(userId, new ArrayList<>());
    }

    // 清空会话
    public void clearConversation(Long userId) {
        conversationMap.remove(userId);
    }
}

2.4 检索模块

使用向量数据库检索相关知识库内容。

@Service
public class KnowledgeRetrievalService {

    private final ChromaClient chromaClient;

    public KnowledgeRetrievalService(ChromaClient chromaClient) {
        this.chromaClient = chromaClient;
    }

    public List<String> retrieveKnowledge(String query) {
        // 将用户输入转换为嵌入并进行检索
        List<Float> queryEmbedding = chromaClient.generateEmbedding(query);
        return chromaClient.query(queryEmbedding, 5); // 返回相关的 5 条知识
    }
}

2.5 生成式 AI 模型集成

通过 Spring AI 调用生成式 AI 模型生成回答。

@Service
public class ChatBotService {

    private final KnowledgeRetrievalService retrievalService;
    private final OpenAIClient openAIClient;

    public ChatBotService(KnowledgeRetrievalService retrievalService, OpenAIClient openAIClient) {
        this.retrievalService = retrievalService;
        this.openAIClient = openAIClient;
    }

    public String generateResponse(String userMessage, Long userId) {
        // 步骤 1: 检索相关知识
        List<String> knowledge = retrievalService.retrieveKnowledge(userMessage);

        // 步骤 2: 构造生成上下文
        String context = String.join("\n", knowledge);
        String prompt = "以下是相关知识：\n" + context + "\n用户问题：" + userMessage;

        // 步骤 3: 调用生成式模型生成回答
        return openAIClient.getAnswer(prompt);
    }
}

2.6 API 接口

提供 RESTful 接口，供前端或其他系统调用。

@RestController
@RequestMapping("/chat")
public class ChatController {

    private final ChatBotService chatBotService;
    private final ConversationService conversationService;

    public ChatController(ChatBotService chatBotService, ConversationService conversationService) {
        this.chatBotService = chatBotService;
        this.conversationService = conversationService;
    }

    @PostMapping("/message")
    public ResponseEntity<String> handleMessage(@RequestParam Long userId, @RequestBody String userMessage) {
        // 记录用户输入
        conversationService.addMessage(userId, userMessage);

        // 生成回答
        String response = chatBotService.generateResponse(userMessage, userId);

        // 记录回答
        conversationService.addMessage(userId, response);

        return ResponseEntity.ok(response);
    }
}