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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
实验扩展板与福来轮小车
陀螺仪端掌控宝（带锂电池）
掌控板是国内专为中小学 Python 创客教育设计的开源微型开发板，搭载 ESP32 主控，自带 WiFi + 蓝牙，是一块 “掌上微型电脑”DFRobot。
一、核心板载硬件（不用外接配件就能玩）
二、两种编程方式，零基础友好
三、常见用途
- 课堂教学：编程入门、物联网、STEAM 科创课；
- 趣味制作：电子表、声光小游戏、声控彩灯、便携噪声 / 光照检测仪；
- 物联网：联网看天气、远程控制设备、环境数据上传云端；
- 可穿戴：智能手环、电子徽章、便携小仪器。
四、特点
体积小巧、一体化集成传感器、国产教育硬件、软硬件全开源，不用复杂接线就能快速做出智能小作品。
添加通信模块——无线广播（简版蓝牙）
板载传感器与小车扩展板相关积木
语音识别与合成模块积木
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 （简版蓝牙） 一、BLE 普通广播（广播包 Advertising，非连接型）
二、BLE Mesh 网格广播组网
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。
掌控宝陀螺仪简版蓝牙发送端
【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之简版蓝牙掌控板陀螺仪三驱全向福来轮小车
实验开源代码
// 掌控板底层驱动库，提供屏幕、加速度传感器、按键、RGB灯带硬件接口
#include <MPython.h>
// DFRobot ESP32 2.4G私有射频通信库，实现掌控板与小车点对点无线收发字符串指令
#include <DFRobot_ESP32_Radio.h>
// 函数前置声明，告知编译器后续定义的按键回调函数
void onButtonAPressed();
void onButtonBPressed();
// 实例化2.4G射频通信对象，负责无线报文发送
DFRobot_ESP32Radio Radio;
// 上电初始化函数，通电/复位仅执行一次
void setup() {
// 初始化掌控板全部硬件（屏幕、传感器、按键、灯光驱动）
mPython.begin();
// 绑定A按键按下事件：按下A键自动执行onButtonAPressed函数
buttonA.setPressedCallback(onButtonAPressed);
// 绑定B按键按下事件：按下B键自动执行onButtonBPressed函数
buttonB.setPressedCallback(onButtonBPressed);
// 开启2.4G射频模块，进入收发就绪状态
Radio.turnOn();
// 设置无线通信分组号13
// 重点：小车接收端必须设置相同分组13，收发分组不一致无法通信
Radio.setGroup(13);
// 设置RGB灯带全局亮度等级8，亮度取值区间 0 ~ 255
rgb.brightness(round(8));
// 光标定位屏幕第1行，打印标题文字
display.setCursorLine(1);
display.printLine("掌控板陀螺仪发送端");
// 光标定位屏幕第2行，打印操作提示
display.setCursorLine(2);
display.printLine("前后左右四个方向");
// 光标定位屏幕第4行，标注适配车型
display.setCursorLine(4);
display.printLine("三驱动全向轮小车");
}
// 主循环，初始化完成后无限循环持续运行
void loop() {
// 持续读取加速度传感器姿态
// 向前倾斜
if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltForward))) {
Radio.send("qian"); // 2.4G射频发送前进指令 qian
rgb.write(1, 0x00FF00); // 点亮第1颗RGB灯：绿色
display.setCursorLine(3);
display.printLine("前进"); // 屏幕第3行刷新状态
}
// 向后倾斜
if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltBack))) {
Radio.send("hou"); // 发送后退指令 hou
rgb.write(1, 0xFF0000); // 点亮第1颗RGB灯：红色
display.setCursorLine(3);
display.printLine("后退");
}
// 向左倾斜
if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltLeft))) {
Radio.send("zuo"); // 发送左横走指令 zuo
rgb.write(1, 0x0000FF); // 点亮第1颗RGB灯：蓝色
display.setCursorLine(3);
display.printLine("左横走");
}
// 向右倾斜
if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltRight))) {
Radio.send("you"); // 发送右横走指令 you
rgb.write(1, 0xFF9900); // 点亮第1颗RGB灯：橙黄色
display.setCursorLine(3);
display.printLine("右横走");
}
// 注意：代码未实现 ScreenDown（屏幕朝下）手势识别，无停车姿态触发
}
// ===================== 按键事件回调函数 =====================
// A按键按下触发
void onButtonAPressed() {
Radio.send("deng"); // 无线发送指令 deng（开灯）
rgb.write(1, 0xFFFFFF); // 第1颗RGB灯白色
display.setCursorLine(3);
display.printLine("开灯");
}
// B按键按下触发
void onButtonBPressed() {
Radio.send("ting"); // 无线发送指令 ting（停车）
rgb.write(1, 0x6600CC); // 第1颗RGB灯紫蓝色
display.setCursorLine(3);
display.printLine("停车");
}
知识点：三驱福来轮（三轮全向轮）控制原理 一、福来轮（全向 Omni 轮）基础结构与力学特性 福来轮vs麦克纳姆轮对比
二、三轮标准布局（核心硬件前提） 三个福来轮在圆形底盘上均匀正三角分布，两两夹角严格 120°，每个轮子主轴指向底盘几何中心：
三轮120°布局坐标系 1 号轮（前轮）：安装角 90°，主轴沿车身 Y 轴正方向； 2 号轮（左后）：安装角 210°； 3 号轮（右后）：安装角 330°； 每个轮子独立配 1 个直流减速电机 + 驱动芯片，三路 PWM 独立调速、正反转控制。 关键：三个轮子缺一不可，两轮福来轮无法实现全向平移 / 原地自转。
三、底层力学运动原理（矢量叠加核心） 单个福来轮仅能沿自身主轴方向产生推力，垂直主轴方向可自由滑动，无阻力； 三个轮子的推力矢量在 XY 平面叠加，合成车身X 横向、Y 纵向平移速度 + 绕中心旋转角速度； 通过修改三个电机的转速大小、旋转方向（正负速度），改变三个推力矢量，就能合成平面内任意运动：直行、横移、斜走、原地零半径旋转。 运动学速度换算公式（主控代码核心计算） 设车身目标运动： Vx：车身左右横向速度（右为正） Vy：车身前后纵向速度（前为正） ω：车身原地旋转角速度（顺时针为正） R：底盘中心到任意轮子的距离 三个轮子目标线速度： plaintext V1 = Vy + R·ω V2 = -0.5·Vy – 0.866·Vx + R·ω V3 = -0.5·Vy + 0.866·Vx + R·ω 计算结果正负号 = 电机转向；数值绝对值 = PWM 调速占空比； 主控收到前进 / 横移 / 转圈指令后，先算出 Vx、Vy、ω，再代入公式算出三路电机转速输出。
四、6 种标准运动电机控制逻辑（对应语音遥控场景）
五、电子控制完整流程（行空板 / ESP32 语音小车适配）
六、三轮福来轮 vs 四轮麦克纳姆轮优缺点对比
七、典型应用场景 创客教育语音遥控小车（你当前行空板语音项目）； 小型桌面巡检机器人、绘图机器人； 狭小空间转运轻型物料 AGV； 云台小型全向移动底座。
八、三轮驱动与四轮驱动全向福来轮配置图
掌控板 2.4G 射频遥控发送端 代码解读
一、头文件
#include <MPython.h>
#include <DFRobot_ESP32_Radio.h>
二、函数前置声明
void onButtonAPressed();
void onButtonBPressed();
C++ 语法规则：回调函数定义写在loop之后，必须提前声明，通知编译器函数原型。
- onButtonAPressed()：A 按键按下触发；
- onButtonBPressed()：B 按键按下触发。
三、全局对象
DFRobot_ESP32Radio Radio;
无线射频通信实例，负责发送字符串指令。
四、setup () 上电初始化（仅运行一次）
void setup() {
mPython.begin();
buttonA.setPressedCallback(onButtonAPressed);
buttonB.setPressedCallback(onButtonBPressed);
Radio.turnOn();
Radio.setGroup(13);
rgb.brightness(round(8));
display.setCursorLine(1);
display.printLine("掌控板陀螺仪发送端");
display.setCursorLine(2);
display.printLine("前后左右四个方向");
display.setCursorLine(4);
display.printLine("三驱动全向轮小车");
}
逐行解析：
核心约束：小车接收端射频分组必须同样设置 13，分组不一致无法收到任何信号；
五、loop () 主循环
void loop() {
if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltForward))) {
Radio.send("qian");
rgb.write(1, 0x00FF00);
display.setCursorLine(3);
display.printLine("前进");
}
if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltBack))) {
Radio.send("hou");
rgb.write(1, 0xFF0000);
display.setCursorLine(3);
display.printLine("后退");
}
if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltLeft))) {
Radio.send("zuo");
rgb.write(1, 0x0000FF);
display.setCursorLine(3);
display.printLine("左横走");
}
if ((accelerometer.isGesture(accelerometer.TiltRight))) {
Radio.send("you");
rgb.write(1, 0xFF9900);
display.setCursorLine(3);
display.printLine("右横走");
}
}
六、按键回调函数
void onButtonAPressed() {
Radio.send("deng");
rgb.write(1, 0xFFFFFF);
display.setCursorLine(3);
display.printLine("开灯");
}
void onButtonBPressed() {
Radio.send("ting");
rgb.write(1, 0x6600CC);
display.setCursorLine(3);
display.printLine("停车");
}
- A 键：发送指令deng，用于控制小车车载灯光；
- B 键：发送指令ting，强制小车停机；
- 按键属于边沿触发：按下一瞬间发送一次指令，不会持续发包。
指令映射总表
五大核心要点解读
1. 通信方式：2.4G 私有射频 vs UDP WiFi
- 2.4G Radio：不需要 WiFi 热点、无路由器，点对点直连；延迟低；缺点传输距离有限、不能接入互联网；
- 你之前 UDP 方案依靠 WiFi 组网，本套方案为独立射频方案。
2. 两种检测机制并存
- 姿态：loop 循环轮询 → 持续倾斜持续发包（持续运动）
- 按键：异步回调 → 按下瞬间单次发包
3. 重大逻辑短板（实操重点）
板子放平后不会自动发送停车指令！ 场景问题：遥控松手，小车继续行驶，只能依靠 B 按键人工停机。 优化思路：增加判断，如果没有任何倾斜姿态，持续发送ting。
4. 射频通信硬性匹配条件
5. 适配车型
代码标注：三驱动全向轮小车；指令qian/hou/zuo/you可以直接给三轮全向轮或者四轮麦克纳姆轮小车共用，只需要接收端电机逻辑对应修改。
配套运行要求
Mind+图形编程
行空板K10无线广播（简版蓝牙）接收端小车
【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之简版蓝牙掌控板陀螺仪三驱全向福来轮小车
实验开源代码
// 语音播报驱动库，提供TTS文本转语音朗读功能
#include "asr.h"
// 行空板K10硬件底层库：屏幕、画布、RGB灯带驱动
#include "unihiker_k10.h"
// microbit电机拓展板库，控制M1/M2/M3直流电机（三驱动全向轮）
#include <Microbit_Motor.h>
// DFRobot 2.4G私有射频通信库，接收掌控板遥控器下发无线指令
#include <DFRobot_ESP32_Radio.h>
// 函数前置声明：不同射频指令对应的回调函数
void onRadioReceive_0(); // 收到指令"qian"触发
void onRadioReceive_1(); // 收到指令"hou"触发
void onRadioReceive_2(); // 收到指令"deng"触发
void onRadioReceive_3(); // 收到指令"zuo"触发
void onRadioReceive_4(); // 收到指令"ting"触发
// 全局对象实例化
DFRobot_ESP32Radio Radio; // 2.4G射频通信对象
Microbit_Motor motorbit; // 三路电机驱动对象（三驱动全向轮底盘）
UNIHIKER_K10 k10; // 行空板K10主控硬件对象
uint8_t screen_dir=2; // 屏幕方向参数2：正向竖屏显示
ASR asr; // TTS语音播报对象
// 上电初始化函数，通电/复位仅执行一次
void setup() {
// 绑定射频字符串指令与回调函数：收到指定文本自动执行对应函数
Radio.setCallback("qian", onRadioReceive_0);
Radio.setCallback("hou", onRadioReceive_1);
Radio.setCallback("deng", onRadioReceive_2);
Radio.setCallback("zuo", onRadioReceive_3);
Radio.setCallback("ting", onRadioReceive_4);
// 初始化行空板全部硬件驱动
k10.begin();
// 初始化屏幕显示方向
k10.initScreen(screen_dir);
// 创建绘图画布，文字图形必须绘制在画布才能输出屏幕
k10.creatCanvas();
// 设置语音播报语速，数值越大语速越快，范围1~5
asr.setAsrSpeed(2);
// 开启2.4G射频模块
Radio.turnOn();
// 设置射频通信分组13
// ⚠️关键：遥控器掌控板必须同样 setGroup(13)，分组不一致无法通信
Radio.setGroup(13);
// 设置屏幕背景黑色 0x000000
k10.setScreenBackground(0x000000);
// 在画布第5行绘制白色标题文字
k10.canvas->canvasText("行空板K10全向轮小车", 5, 0xFFFFFF);
// 刷新画布，文字显示到屏幕
k10.canvas->updateCanvas();
// 设置RGB灯带全局亮度等级6（0~255）
k10.rgb->brightness(round(6));
// 上电语音提示：文本转语音播报
asr.speak("行空板小车准备就绪");
}
// 主循环
void loop() {
// 全部功能依靠射频异步回调触发，无需循环轮询，循环留空
}
// ======================射频指令回调函数======================
// 收到指令【qian】前进
void onRadioReceive_0() {
motorbit.motorStop(M1); // M1电机停止
motorbit.motorRun(M2, CW, 200); // M2正转，速度200
motorbit.motorRun(M3, CCW, 200); // M3反转，速度200
k10.rgb->write(–1, 0x00FF00); // 全部RGB灯绿色
}
// 收到指令【hou】后退
void onRadioReceive_1() {
motorbit.motorStop(M1); // M1电机停止
motorbit.motorRun(M2, CCW, 200); // M2反转
motorbit.motorRun(M3, CW, 200); // M3正转
k10.rgb->write(–1, 0xFF0000); // 全部RGB灯红色
}
// 收到指令【deng】开灯+语音播报
void onRadioReceive_2() {
k10.rgb->write(–1, 0xFFFFFF); // 全部RGB白色常亮
asr.speak("打开白色灯光"); // TTS语音播报
}
// 收到指令【zuo】转圈（三轮全向轮横向移动逻辑）
void onRadioReceive_3() {
motorbit.motorRun(M1, CW, 200); // M1正转
motorbit.motorRun(M2, CW, 200); // M2正转
motorbit.motorRun(M3, CW, 200); // M3正转
k10.rgb->write(–1, 0x0000FF); // 全部RGB蓝色
}
// 收到指令【ting】整车停止
void onRadioReceive_4() {
motorbit.motorStop(ALL); // 停止所有电机
k10.rgb->write(–1, 0x6600CC); // 全部RGB紫蓝色
asr.speak("小车停止"); // 语音播报停车提示
}
行空板 K10【三轮全向轮小车 2.4G 射频接收端】代码解读
一、头文件清单
#include "asr.h"
#include "unihiker_k10.h"
#include <Microbit_Motor.h>
#include <DFRobot_ESP32_Radio.h>
二、函数前置声明
void onRadioReceive_0();
void onRadioReceive_1();
void onRadioReceive_2();
void onRadioReceive_3();
void onRadioReceive_4();
预先声明射频指令对应的回调函数。 该射频库特色：支持直接绑定【字符串指令→回调函数】，收到指定报文自动触发对应函数，不需要手动写大量 if 判断。
三、全局对象与变量
DFRobot_ESP32Radio Radio;
Microbit_Motor motorbit;
UNIHIKER_K10 k10;
uint8_t screen_dir=2;
ASR asr;
- Radio：2.4G 射频通信实例；
- motorbit：三路电机驱动对象；
- k10：行空板主控硬件对象；
- screen_dir=2：屏幕正向竖屏；
- asr：语音播报实例。
四、setup () 上电初始化（仅执行一次）
void setup() {
Radio.setCallback("qian", onRadioReceive_0);
k10.begin();
Radio.setCallback("hou", onRadioReceive_1);
Radio.setCallback("deng", onRadioReceive_2);
Radio.setCallback("zuo", onRadioReceive_3);
Radio.setCallback("ting", onRadioReceive_4);
k10.initScreen(screen_dir);
k10.creatCanvas();
asr.setAsrSpeed(2);
Radio.turnOn();
Radio.setGroup(13);
k10.setScreenBackground(0x000000);
k10.canvas->canvasText("行空板K10全向轮小车", 5, 0xFFFFFF);
k10.canvas->updateCanvas();
k10.rgb->brightness(round(6));
asr.speak("行空板小车准备就绪");
}
逐行解析：
硬性要求：掌控板遥控器必须同样设置setGroup(13)，分组不一致完全无法通信；
五、loop () 主循环
void loop() {
}
全部业务由射频异步回调驱动，不需要轮询网络，循环空置，CPU 占用极低。
六、射频接收回调函数（核心执行逻辑）
1. 收到指令 qian 前进
void onRadioReceive_0() {
motorbit.motorStop(M1);
motorbit.motorRun(M2, CW, 200);
motorbit.motorRun(M3, CCW, 200);
k10.rgb->write(–1, 0x00FF00);
}
M1 停机，M2 正转、M3 反转；整车向前行驶；全部 RGB 绿色。
2. 收到指令 hou 后退
void onRadioReceive_1() {
motorbit.motorStop(M1);
motorbit.motorRun(M2, CCW, 200);
motorbit.motorRun(M3, CW, 200);
k10.rgb->write(–1, 0xFF0000);
}
M1 停机，M2 反转、M3 正转；整车后退；全部 RGB 红色。
3. 收到指令 deng 开灯
void onRadioReceive_2() {
k10.rgb->write(–1, 0xFFFFFF);
asr.speak("打开白色灯光");
}
电机不动作；RGB 全白；语音播报提示。
4. 收到指令 zuo 左横走（三轮全向轮特有运动）
void onRadioReceive_3() {
motorbit.motorRun(M1, CW, 200);
motorbit.motorRun(M2, CW, 200);
motorbit.motorRun(M3, CW, 200);
k10.rgb->write(–1, 0x0000FF);
}
三路电机全部同向旋转，产生横向推力，小车向左平移；RGB 蓝色。
5. 收到指令 ting 停车
void onRadioReceive_4() {
motorbit.motorStop(ALL);
k10.rgb->write(–1, 0x6600CC);
asr.speak("小车停止");
}
停止全部电机；RGB 紫蓝色；语音播报小车停止。
指令完整对照表
整套项目通信架构
- 发送端：掌控板（陀螺仪姿态遥控器） 2.4G 射频，分组 13；倾斜板子持续发送qian/hou/zuo/you；B 按键发送ting停车。
- 接收端：本段代码（行空板 K10 小车） 射频接收指令，驱动三轮全向轮底盘、灯光、语音。
四大重点特性与现存问题
1. 射频绑定机制优势
不需要在同一个接收函数内写大量if(message == "")判断；指令分发由库底层完成，代码结构清晰。
2. 适配底盘：三轮全向轮
运动逻辑不能直接照搬四轮麦克纳姆轮程序。 三轮全向轮横向移动依靠三台电机同方向旋转实现。
3. 明显缺陷【实操重点】
4. 通信特点
DFRobot_ESP32_Radio 属于私有 2.4G 射频： 无需路由器、无热点组网；延迟低； 无法接入互联网，传输距离有限。
运行前置条件
Mind+图形编程
实验场景图与视频记录
【【驴友花雕】行空板 K10 系列实验之简版蓝牙掌控板陀螺仪三驱全向福来轮小车 #DIY动手做 #智能小车编程 #机器人小车 #人工智能技术 #科技改变生活】
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