【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之无线广播使用陀螺仪姿态传感器遥控板载LED灯

行空板K10是一款专为快速体验物联网和学习人工智能而设计的开发学习板100%采用国产芯片知识产权自主可控符合信息科技课程中编程学习、物联网及人工智能等教学需求。该板集成2.8寸LCD彩屏、WiFi蓝牙、摄像头、麦克风、扬声器、RGB指示灯、多种传感器及丰富的扩展接口。凭借高度集成的板载资源教学过程中无需额外连接其他设备便可轻松实现传感器控制、物联网应用以及人脸识别、语音识别、语音合成等AI人工智能项目。主要特点集成摄像头内置算法可进行离线图像检测集成麦克风内置算法可进行离线语音识别集成扬声器内置算法可进行离线语音合成2.8寸彩色屏幕数据展示更清晰集成度高利于教学接口丰富兼容软件多扩展性好添加通信模块——无线广播板载传感器相关积木辅助屏幕显示相关积木LED控制模块知识点无线广播------行空板 K10 BLE、BLE Mesh 广播一、BLE 普通广播广播包 Advertising非连接型工作原理发送板不建立蓝牙配对连接定时间隔可设向外发送短小广播数据包周围所有开启蓝牙扫描的 K10/ESP32 设备被动抓取数据属于一对多离线通信全程不用 WiFi、路由器。发送端只发包不等待应答接收端持续扫描识别目标设备标识后读取内容核心参数传输距离空旷 5–10 米隔墙大幅衰减功耗优势发送、待机电流都很低电池供电可长时间运行数据限制单帧广播载荷很短一般几十字节以内拓扑1 个发射源→N 个接收机接收机之间互不通信适用场景一块主控批量控制多台 LED、蜂鸣器、小电机开关手环式传感器广播温湿度、按键状态给多块行空板无网络教室简易一控多教具短板不能传长文本、语音、图片、大量数值无可靠重传机制干扰环境容易丢包只能单向发接收端无法回传数据给发射板二、BLE Mesh 网格广播组网工作原理所有行空板加入同一个 Mesh 网络节点地位平等任意一块板子发送一条消息全网所有 Mesh 节点同步收到信号弱的节点还能中继转发消息扩大覆盖范围属于多向全网广播。完全离线运行不需要 WiFi 路由。对比普通 BLE 广播优势信号中继远距离、隔墙场景靠中间板子接力传递信号双向互通每个节点既能发全网广播也能接收全网消息分组控制可划分分组消息只发给指定分组设备不用全部设备响应稳定性高于单纯 Advertising 广播自带简单纠错典型应用教室几十台行空板灯光同步亮灭、抢答同步触发多房间灯光、智能开关统一控制分布式传感器任意节点上报数据全网可见固有局限单条消息数据量依旧偏小依旧无法承载音频、大图组网设备数量过多时消息延迟会上升相比 WiFi UDP传输速度慢很多三、两者统一短板汇总大数据传输能力弱仅适配开关指令、1–2 组数字、简短标识高速传输不行实时音频、大屏多行文字、图像一律不推荐穿墙能力一般密集金属遮挡信号暴跌大量设备同时发包容易产生蓝牙信道冲突丢包四、行空板 K10 实操区分选择简单一控多、电池低功耗、距离近 → BLE 普通 Advertising 广播代码简单、资源占用最小多设备互相收发、需要中继扩距离、批量分组控制 → BLE Mesh组网复杂一点功能更强要传文字、声音、大量数据、距离远、设备多稳定通信 → 优先改用 WiFi UDP 广播补充简易实操要点BLE 广播必须设置唯一设备名称 / UUID接收端过滤识别避免抓取无关蓝牙设备数据包Mesh 组网所有设备必须写入同一组网密钥、同一网络 ID 才能互相通信电池供电项目首选 BLE 体系插电稳定大数据项目优先 WiFi。【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之无线广播使用陀螺仪姿态传感器遥控板载LED灯实验开源代码无线广播发送端// 行空板K10硬件驱动库封装屏幕、画布、RGB彩灯、陀螺仪姿态识别全部外设#includeunihiker_k10.h// DF官方BLE无线广播库实现离线分组一对多消息发送#includeDFRobot_ESP32_Radio.h// 创建无线广播通信对象DFRobot_ESP32Radio Radio;// 屏幕方向参数2为默认正向显示uint8_tscreen_dir2;// 行空板整机总控制对象UNIHIKER_K10 k10;/** * setup 上电初始化函数只运行一次 * 初始化硬件、屏幕画布、开启蓝牙广播、绘制开机界面、设置彩灯亮度 */voidsetup(){// 初始化行空板底层硬件陀螺仪、屏幕、RGB、系统总线k10.begin();// 加载预设屏幕朝向k10.initScreen(screen_dir);// 创建内存画布文字先缓存、批量刷新防闪屏k10.creatCanvas();// 打开ESP32-S3蓝牙BLE广播模块进入发射就绪状态Radio.turnOn();// 设置通信分组1只有同Group1的接收板才能收到广播指令Radio.setGroup(1);// 屏幕背景设纯黑色k10.setScreenBackground(0x000000);// 第3行浅橘色大标题k10.canvas-canvasText(行空板 K10 无线广播,3,0xFFCC99);// 第5行粉紫色功能说明k10.canvas-canvasText( 用陀螺仪遥控LED灯,5,0xFF99FF);// 把画布文字一次性刷新显示到屏幕k10.canvas-updateCanvas();// RGB彩灯亮度调到5比之前示例更亮一点k10.rgb-brightness(round(5));}/** * loop 无限主循环 * 循环不断检测陀螺仪倾斜姿态识别到动作立刻发送对应BLE广播指令本机同步亮灯提示 */voidloop(){// 判断姿态板子向后倾斜if((k10.isGesture(TiltBack))){// 向外广播发送指令 houRadio.send(hou);// 画布第7行白色提示文字k10.canvas-canvasText( 后倾打开白色灯,7,0xFFFFFF);k10.canvas-updateCanvas();// 本机全部RGB点亮白色k10.rgb-write(-1,0xFFFFFF);delay(1000);// 保持状态1秒k10.canvas-canvasClear(7);// 清空本行文字k10.rgb-write(-1,0x000000);// 熄灭彩灯}// 判断姿态板子向左倾斜if((k10.isGesture(TiltLeft))){Radio.send(zuo);k10.canvas-canvasText( 左倾打开红色灯,8,0xFF0000);k10.canvas-updateCanvas();k10.rgb-write(-1,0xFF0000);delay(1000);k10.canvas-canvasClear(8);k10.rgb-write(-1,0x000000);}// 判断姿态板子向前倾斜if((k10.isGesture(TiltForward))){Radio.send(qian);k10.canvas-canvasText( 前倾打开绿色灯,9,0x00FF00);k10.canvas-updateCanvas();k10.rgb-write(-1,0x00FF00);delay(1000);k10.canvas-canvasClear(9);k10.rgb-write(-1,0x000000);}// 判断姿态板子向右倾斜if((k10.isGesture(TiltRight))){Radio.send(you);k10.canvas-canvasText( 右倾打开蓝色灯,10,0x0000FF);k10.canvas-updateCanvas();k10.rgb-write(-1,0x0000FF);delay(1000);k10.canvas-canvasClear(10);k10.rgb-write(-1,0x000000);}}陀螺仪姿态无线广播发送端代码解读一、头文件与全局对象#includeunihiker_k10.h#includeDFRobot_ESP32_Radio.hunihiker_k10.h行空板 K10 全套硬件驱动内置陀螺仪姿态识别、屏幕画布、RGB 彩灯驱动DFRobot_ESP32_Radio.h蓝牙 BLE 广播库实现离线一对多无线发指令。DFRobot_ESP32Radio Radio;uint8_tscreen_dir2;UNIHIKER_K10 k10;Radio无线通信实例负责开启蓝牙、设置分组、发送广播字符串screen_dir2屏幕默认正向显示k10整机控制总对象操控陀螺仪、屏幕、彩灯。二、setup () 上电一次性初始化voidsetup(){k10.begin();初始化全部硬件陀螺仪传感器、显示屏、RGB 灯、系统底层 IO。k10.initScreen(screen_dir);k10.creatCanvas();初始化屏幕方向创建内存画布文字先缓存再统一刷新减少屏幕闪烁。Radio.turnOn();Radio.setGroup(1);打开 BLE 蓝牙广播模块设置通信组 1只有同组编号的接收板才能收到消息。k10.setScreenBackground(0x000000);k10.canvas-canvasText(行空板 K10 无线广播,3,0xFFCC99);k10.canvas-canvasText( 用陀螺仪遥控LED灯,5,0xFF99FF);k10.canvas-updateCanvas();屏幕底色黑色在 3、5 行打印标题说明文字刷新画布显示文字。k10.rgb-brightness(round(5));设置 RGB 彩灯亮度等级 5亮度适中。三、loop () 循环主体姿态持续检测loop 会高速无限循环不停检测板子倾斜姿态识别动作立刻执行发送 本地提示。1、向后倾斜 TiltBackif((k10.isGesture(TiltBack))){Radio.send(hou);//广播发送指令houk10.canvas-canvasText( 后倾打开白色灯,7,0xFFFFFF);k10.canvas-updateCanvas();k10.rgb-write(-1,0xFFFFFF);//本机全RGB亮白色delay(1000);//保持1秒k10.canvas-canvasClear(7);//清除第7行文字k10.rgb-write(-1,0x000000);//熄灭彩灯}2、向左倾斜 TiltLeftif((k10.isGesture(TiltLeft))){Radio.send(zuo);屏幕打印红字提示、本机亮红灯1秒后清文字关灯}3、向前倾斜 TiltForwardif((k10.isGesture(TiltForward))){Radio.send(qian);屏幕打印绿字提示、本机亮绿灯1秒后清文字关灯}4、向右倾斜 TiltRightif((k10.isGesture(TiltRight))){Radio.send(you);屏幕打印蓝字提示、本机亮蓝灯1秒后清文字关灯}四、指令对应对照表五、整体运行逻辑不靠按键依靠内置陀螺仪感应板子倾斜角度识别倾斜动作后两件事同步执行① BLE 向外广播对应指令多台接收板同步接收② 本机屏幕文字提示 RGB 亮对应颜色做本地反馈亮灯、文字只维持 1 秒之后自动清除恢复待机状态。六、程序优缺点1、优点离线 BLE 广播不用 WiFi 路由器电池就能供电体感操控不用按压按键交互更有趣1 块姿态发送板可同时控制多台接收行空板同步变色。2、缺点delay(1000)阻塞延时亮灯 1 秒内再次倾斜板子不会立刻响应必须等延时结束短时间连续大幅度倾斜容易姿态识别错乱BLE 仅支持简短字符串指令不能传输图片、音频、大量数值。3、配套接收端要求接收端必须同样Radio.setGroup(1)并且四条指令分别绑定回调函数“hou” → 亮白灯“zuo” → 亮红灯“qian” → 亮绿灯“you” → 亮蓝灯。Mind图形编程陀螺仪姿态发送端【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之无线广播使用陀螺仪姿态传感器遥控板载LED灯实验开源代码无线广播接收端// 引入行空板K10硬件驱动库封装屏幕、画布、RGB彩灯等全部板载外设接口#includeunihiker_k10.h// 引入DF官方ESP32无线库底层基于ESP32-S3 BLE蓝牙广播实现离线分组消息接收#includeDFRobot_ESP32_Radio.h// 提前声明4条指令对应的接收回调函数setup绑定指令时编译器需要识别这四个自定义函数voidonRadioReceive_0();voidonRadioReceive_1();voidonRadioReceive_2();voidonRadioReceive_3();// 创建无线通信操作实例负责蓝牙开关、分组配置、指令与函数绑定、后台监听广播数据包DFRobot_ESP32Radio Radio;// 屏幕朝向配置变量数值2为行空板K10默认正向显示模式uint8_tscreen_dir2;// 行空板整机硬件总对象统一管控屏幕、彩灯、画布硬件资源UNIHIKER_K10 k10;/** * setup初始化函数设备上电仅执行一次 * 执行顺序整机硬件初始化→绑定四条广播指令对应的回调函数→屏幕画布初始化→开启BLE广播模块→设置通信分组→绘制开机文字界面→设置RGB彩灯亮度 */voidsetup(){// 初始化行空板底层硬件总线、IO引脚、屏幕驱动、彩灯驱动、系统时钟k10.begin();// 指令绑定1收到广播字符串hou自动执行onRadioReceive_0函数Radio.setCallback(hou,onRadioReceive_0);// 指令绑定2收到广播字符串qian自动执行onRadioReceive_1函数Radio.setCallback(qian,onRadioReceive_1);// 指令绑定3收到广播字符串zuo自动执行onRadioReceive_2函数Radio.setCallback(zuo,onRadioReceive_2);// 指令绑定4收到广播字符串you自动执行onRadioReceive_3函数Radio.setCallback(you,onRadioReceive_3);// 根据预设参数初始化显示屏显示方向k10.initScreen(screen_dir);// 创建内存绘图画布文字先写入缓存空间统一刷新屏幕画面减少刷屏闪烁k10.creatCanvas();// 打开ESP32-S3蓝牙BLE射频模块进入后台持续监听空中广播信号状态Radio.turnOn();// 设置无线通信分组编号1只有分组号完全一致的陀螺仪发送板消息才能被本机正常接收Radio.setGroup(1);// 设置屏幕整体背景颜色为深灰色 十六进制色值0x333333k10.setScreenBackground(0x333333);// 在画布第5行写入浅粉紫色标题文字k10.canvas-canvasText(行空板K10接收广播,5,0xFFCCFF);// 在画布第7行写入浅蓝紫色功能说明文字标识这是陀螺仪信号接收端k10.canvas-canvasText( 陀螺仪姿态接收端,7,0xCCCCFF);// 将画布缓存内所有文字画面一次性刷新渲染到实体显示屏k10.canvas-updateCanvas();// 设置板载RGB彩灯全局亮度等级2低亮度光线柔和不刺眼k10.rgb-brightness(round(2));}/** * loop主循环函数setup执行完毕后无限空循环运行 * 程序采用纯事件驱动架构蓝牙广播包由无线库后台独立扫描解析匹配预设指令会自动调用绑定好的回调函数 * 无传感器采集、动态画面刷新等持续运行任务因此函数内部无需填充代码 */voidloop(){}/** * 接收指令hou专属回调函数 * 触发条件陀螺仪发送板向后倾斜广播发送字符串hou * 功能全部板载RGB灯点亮纯白色持续1秒后熄灭彩灯 */voidonRadioReceive_0(){// 参数-1代表控制所有板载RGB灯珠颜色赋值纯白色0xFFFFFFk10.rgb-write(-1,0xFFFFFF);// 保持白灯点亮1000毫秒1秒delay(1000);// RGB灯全部设置黑色实现关灯效果k10.rgb-write(-1,0x000000);}/** * 接收指令qian专属回调函数 * 触发条件陀螺仪发送板向前倾斜广播发送字符串qian * 功能全部RGB灯点亮绿色持续1秒后熄灭彩灯 */voidonRadioReceive_1(){k10.rgb-write(-1,0x00FF00);delay(1000);k10.rgb-write(-1,0x000000);}/** * 接收指令zuo专属回调函数 * 触发条件陀螺仪发送板向左倾斜广播发送字符串zuo * 功能全部RGB灯点亮红色持续1秒后熄灭彩灯 */voidonRadioReceive_2(){k10.rgb-write(-1,0xFF0000);delay(1000);k10.rgb-write(-1,0x000000);}/** * 接收指令you专属回调函数 * 触发条件陀螺仪发送板向右倾斜广播发送字符串you * 功能全部RGB灯点亮蓝色持续1秒后熄灭彩灯 */voidonRadioReceive_3(){k10.rgb-write(-1,0x0000FF);delay(1000);k10.rgb-write(-1,0x000000);}陀螺仪无线广播接收端代码解读一、头文件与全局定义// 行空板K10硬件驱动库管理屏幕、画布、RGB彩灯硬件#include “unihiker_k10.h”// DFRadio蓝牙广播库实现离线BLE消息接收、指令绑定#include DFRobot_ESP32_Radio.h// 预先声明4个消息回调函数初始化绑定指令时编译器识别void onRadioReceive_0();void onRadioReceive_1();void onRadioReceive_2();void onRadioReceive_3();// 无线通信操作对象控制蓝牙开关、分组、指令监听DFRobot_ESP32Radio Radio;// 屏幕方向2 正向正常显示uint8_t screen_dir2;// 行空板整机硬件控制总对象UNIHIKER_K10 k10;二、setup () 上电一次性初始化void setup() {k10.begin();初始化全部底层硬件屏幕、RGB 灯、系统总线等。// 四条广播指令分别绑定对应的点灯函数 Radio.setCallback(hou, onRadioReceive_0); //收到hou执行0号函数 Radio.setCallback(qian, onRadioReceive_1); //收到qian执行1号函数 Radio.setCallback(zuo, onRadioReceive_2); //收到zuo执行2号函数 Radio.setCallback(you, onRadioReceive_3); //收到you执行3号函数这是事件绑定核心蓝牙后台收到匹配文字自动跳转运行对应函数。k10.initScreen(screen_dir); k10.creatCanvas();初始化屏幕朝向创建画布缓存文字批量刷新防闪屏。Radio.turnOn(); //打开BLE蓝牙广播模块进入持续接收监听 Radio.setGroup(1); //通信分组1只有同分组发送板才能发送指令过来分组隔离作用多组实验放在同一空间不会互相干扰。k10.setScreenBackground(0x333333); //屏幕底色深灰 k10.canvas-canvasText(行空板K10接收广播, 5, 0xFFCCFF); k10.canvas-canvasText( 陀螺仪姿态接收端, 7, 0xCCCCFF); k10.canvas-updateCanvas(); //刷新画布文字显示在屏幕 k10.rgb-brightness(round(2)); //RGB亮度调至2柔和不刺眼}三、loop () 主循环void loop() {}循环空置全程事件驱动。蓝牙消息由库后台独立扫描捕获不需要在 loop 里循环查询信号收到匹配指令直接触发回调函数。四、四条接收回调功能onRadioReceive_0() 接收 hou全部 RGB 亮白色保持 1 秒后熄灭onRadioReceive_1() 接收 qian全部 RGB 亮绿色保持 1 秒后熄灭onRadioReceive_2() 接收 zuo全部 RGB 亮红色保持 1 秒后熄灭onRadioReceive_3() 接收 you全部 RGB 亮蓝色保持 1 秒后熄灭收发一一对应对照表整套工作流程手握发送行空板倾斜不同方向发送板 loop 识别陀螺仪姿态向外 BLE 广播对应文字指令所有 Group1 的接收板蓝牙后台捕捉数据包接收板匹配指令自动点亮对应颜色 RGB 灯 1 秒。优缺点优点离线蓝牙通信不用 WiFi、路由器电池供电即可整套运行一对多控制一块陀螺仪发送板可同时操控多台接收板体感操控交互直观适合教学演示。缺点delay(1000)阻塞延时亮灯 1 秒内新姿态指令会排队延后执行BLE 仅支持简短文字指令无法传输数字、音频、图片等大容量数据隔墙、远距离信号衰减明显空旷最佳。Mind图形编程陀螺仪姿态接收端实验场景图与视频记录