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【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之无线广播使用A按键遥控板载LED灯循环变色

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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

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添加通信模块——无线广播

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板载传感器相关积木

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辅助:屏幕显示相关积木

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LED控制模块

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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。

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    【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之无线广播使用A按键遥控板载LED灯循环变色
    实验开源代码(无线广播发送端)

    // 引入行空板K10硬件驱动库,封装屏幕、画布、按键、RGB彩灯全部外设接口
    #include "unihiker_k10.h"
    // 引入DF官方ESP32 BLE无线广播库,实现离线分组一对多消息发送
    #include <DFRobot_ESP32_Radio.h>

    // 动态计数变量,volatile修饰:防止编译器优化,回调函数修改数值时读取准确
    volatile float mind_n_FaSong;

    // 提前声明A按键按下的回调函数,setup绑定按键事件需要编译器识别该函数
    void onButtonAPressed();

    // 行空板整机硬件总控制对象
    UNIHIKER_K10 k10;
    // 无线BLE广播通信对象
    DFRobot_ESP32Radio Radio;
    // 屏幕朝向参数,2为设备默认正向显示
    uint8_t screen_dir=2;

    /**
    * setup 上电初始化函数,仅开机运行一次
    * 执行流程:硬件初始化→绑定A按键回调→屏幕画布初始化→开启蓝牙广播、设置分组→绘制开机界面、设置彩灯亮度
    */

    void setup() {
    // 初始化行空板底层IO、屏幕总线、RGB、按键等硬件资源
    k10.begin();
    // 给A按键绑定按下触发函数:按下A键自动执行onButtonAPressed
    k10.buttonA->setPressedCallback(onButtonAPressed);

    // 初始化屏幕显示方向
    k10.initScreen(screen_dir);
    // 创建内存绘图画布,文字缓存批量刷新,降低屏幕闪烁
    k10.creatCanvas();

    // 打开ESP32-S3蓝牙BLE射频模块,进入发送就绪状态
    Radio.turnOn();
    // 设置通信分组编号13;只有分组同为13的接收板才能接收广播指令
    Radio.setGroup(13);

    // 设置屏幕背景颜色为深灰色 0x333333
    k10.setScreenBackground(0x333333);
    // 画布第3行浅粉色大标题
    k10.canvas->canvasText(" 行空板K10无线广播", 3, 0xFFCCCC);
    // 画布第4行浅青色功能说明文字
    k10.canvas->canvasText("A按键循环控制变色灯", 4, 0x99FFFF);
    // 将画布所有文字一次性刷新渲染到屏幕
    k10.canvas->updateCanvas();
    // 设置RGB彩灯亮度等级5,亮度适中
    k10.rgb->brightness(round(5));
    }

    /**
    * loop 主无限循环
    * 本程序依靠按键事件回调驱动,无持续循环任务,循环体空置
    */

    void loop() {

    }

    /**
    * A按键按下回调函数
    * 逻辑:计数累加,对3取模实现三色循环切换,每次按键发送对应数字广播指令,本机同步亮灯提示1秒
    */

    void onButtonAPressed() {
    // 每按一次A键,计数变量+1
    mind_n_FaSong += 1;

    // 取模判断:数值除以3余数等于1
    if ((((int32_t(mind_n_FaSong)) % (int32_t(3)))==1)) {
    // BLE广播发送字符串指令"1"
    Radio.send("1");
    // 第6行打印红色提示文字
    k10.canvas->canvasText(" 点亮红色LED", 6, 0xFF0000);
    k10.canvas->updateCanvas();
    // 全部RGB灯点亮纯红色
    k10.rgb->write(1, 0xFF0000);
    delay(1000); // 保持亮灯、文字1秒
    k10.canvas->canvasClear(6); // 清空第6行提示文字
    k10.rgb->write(1, 0x000000);// 熄灭所有RGB彩灯
    }
    // 余数不等于1,进入第一层else分支
    else {
    // 判断除以3余数等于2
    if ((((int32_t(mind_n_FaSong)) % (int32_t(3)))==2)) {
    // 广播发送指令"2"
    Radio.send("2");
    // 第8行打印蓝色提示文字
    k10.canvas->canvasText(" 点亮蓝色LED", 8, 0x0000FF);
    k10.canvas->updateCanvas();
    // RGB全亮蓝色
    k10.rgb->write(1, 0x0000FF);
    delay(1000);
    k10.canvas->canvasClear(8);
    k10.rgb->write(1, 0x000000);
    }
    // 余数既不是1也不是2,余数等于0
    else {
    if ((((int32_t(mind_n_FaSong)) % (int32_t(3)))==0)) {
    // 广播发送指令"0"
    Radio.send("0");
    // 第10行打印提示文字
    k10.canvas->canvasText(" 点亮绿色LED", 10, 0x00FF00);
    k10.canvas->updateCanvas();
    // 灯光赋值浅青绿色 0x33FFFF
    k10.rgb->write(1, 0x33FFFF);
    delay(1000);
    k10.canvas->canvasClear(10);
    k10.rgb->write(1, 0x000000);
    }
    }
    }
    }

    代码解读

  • 头文件与全局变量部分
  • #include "unihiker_k10.h"
    #include <DFRobot_ESP32_Radio.h>

    unihiker_k10.h:行空板 K10 硬件驱动,管控屏幕、画布、A 按键、RGB 彩灯
    DFRobot_ESP32_Radio.h:DF 蓝牙广播库,底层 ESP32-S3 BLE 离线一对多发消息

    volatile float mind_n_FaSong;

    volatile关键字:这个变量会在按键回调函数里被修改,防止编译器优化缓存,保证读取数值实时准确;
    作用:记录 A 键按下次数,用来循环切换 3 种灯光模式;
    类型 float 只是存储计数,计算时强制转为整数运算。

    void onButtonAPressed();

    函数前置声明,setup 中要绑定按键回调,编译器需要提前识别这个按键处理函数。

    UNIHIKER_K10 k10;
    DFRobot_ESP32Radio Radio;
    uint8_t screen_dir=2;

    k10:行空板整机总对象,操控全部板载外设
    Radio:无线 BLE 广播通信对象
    screen_dir=2:屏幕默认正向显示

  • setup () 上电初始化(只运行 1 次)
  • void setup() {
    k10.begin();

    初始化全部底层硬件:屏幕总线、按键 IO、RGB 灯驱动、系统时钟。

    k10.buttonA->setPressedCallback(onButtonAPressed);

    绑定按键事件:按下 A 键,自动执行onButtonAPressed函数,属于中断事件驱动,不用在 loop 循环扫描按键。

    k10.initScreen(screen_dir);
    k10.creatCanvas();

    初始化屏幕方向;创建内存画布,文字先写入缓存,统一刷新屏幕,减少闪屏。

    Radio.turnOn();
    Radio.setGroup(13);

    打开蓝牙 BLE 广播模块;设置通信组别 13。
    互通硬性条件:接收端代码必须同样setGroup(13),不同组别收不到信号。

    k10.setScreenBackground(0x333333);
    k10.canvas->canvasText(" 行空板K10无线广播", 3, 0xFFCCCC);
    k10.canvas->canvasText(“A按键循环控制变色灯”, 4, 0x99FFFF);
    k10.canvas->updateCanvas();

    屏幕底色深灰色;在 3、4 行打印标题说明文字;刷新画布把文字显示到屏幕。

    k10.rgb->brightness(round(5));

    设置 RGB 彩灯亮度等级 5,亮度适中。

    plaintext
    }

  • loop () 主循环
  • void loop() {

    }

    循环为空,全程靠按键事件回调驱动,没有需要循环执行的任务,蓝牙、按键都由库后台处理。
    4. A 键按下回调核心逻辑

    void onButtonAPressed() {
    mind_n_FaSong += 1;

    每按一次 A 键,计数数值 + 1。
    判断 1:次数对 3 取模余数 = 1

    if ((((int32_t(mind_n_FaSong)) % (int32_t(3)))==1)) {
    Radio.send("1");//广播发送指令1
    k10.canvas->canvasText(" 点亮红色LED", 6, 0xFF0000);
    k10.canvas->updateCanvas();
    k10.rgb->write(1, 0xFF0000);//本机全RGB亮红灯
    delay(1000);//保持1秒
    k10.canvas->canvasClear(6);//清除本行文字
    k10.rgb->write(1, 0x000000);//关灯
    }

    判断 2:余数 = 2

    else {
    if ((((int32_t(mind_n_FaSong)) % (int32_t(3)))==2)) {
    Radio.send(“2”);//广播指令2
    屏幕打印蓝色文字、本机亮蓝灯1秒后复原
    }

    判断 3:余数 = 0

    else {
    if ((((int32_t(mind_n_FaSong)) % (int32_t(3)))==0)) {
    Radio.send("0");//广播指令0
    屏幕打印文字,本机点亮浅青亮色0x33FFFF1秒后关灯清文字
    }
    }
    }
    }

    按键循环切换对照表

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    按压循环顺序:
    第 1 下红 → 第 2 下蓝 → 第 3 下浅青绿 → 第 4 下回到红,无限循环切换

    整体运行逻辑
    通信方式:BLE 离线广播,不需要 WiFi、路由器;一块发送板可以同时控制多台接收行空板同步变色;
    触发方式:按键中断回调,不占用主循环;
    本地反馈:每次按下屏幕打印提示文字 + RGB 亮对应颜色,1 秒自动恢复待机。

    缺点与优化点
    delay(1000)阻塞:亮灯 1 秒内再次按 A 键,按键动作会延迟响应;
    计数变量用 float 浮点型不规范,标准写法改用uint16_t cnt=0;整型更稳定;
    多层嵌套 if 可读性差,可以替换switch((int)cnt%3)简化代码结构。

    配套接收端要求
    接收端分组必须是 13,绑定三条指令回调:
    收到 “0” → 亮浅青灯
    收到 “1” → 亮红灯
    收到 “2” → 亮蓝灯

    Mind+图形编程(无线广播发送端)

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    【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之无线广播使用A按键遥控板载LED灯循环变色
    实验开源代码(无线广播接收端)

    // 导入行空板K10硬件驱动库,封装屏幕、画布、RGB彩灯等所有板载外设操作接口
    #include "unihiker_k10.h"
    // 导入DF官方ESP32无线通信库,底层基于ESP32-S3 BLE蓝牙广播,实现离线分组消息接收
    #include <DFRobot_ESP32_Radio.h>

    // 提前声明3条广播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三个自定义函数
    void onRadioReceive_0();
    void onRadioReceive_1();
    void onRadioReceive_2();

    // 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_t screen_dir=2;
    // 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→绑定三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
    */

    void setup() {
    // 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"0",自动执行onRadioReceive_0函数
    Radio.setCallback("0", onRadioReceive_0);
    // 指令绑定2:收到广播字符串"1",自动执行onRadioReceive_1函数
    Radio.setCallback("1", onRadioReceive_1);
    // 指令绑定3:收到广播字符串"2",自动执行onRadioReceive_2函数
    Radio.setCallback("2", onRadioReceive_2);

    // 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13;只有分组号完全一致的发送板,消息才能被本机正常接收
    Radio.setGroup(13);

    // 设置屏幕整体背景颜色为深灰色 十六进制色值0x333333
    k10.setScreenBackground(0x333333);
    // 在画布第5行写入浅橘黄色标题文字
    k10.canvas->canvasText(" 行空板K10接收广播", 5, 0xFFCC99);
    // 在画布第7行写入浅绿色功能说明文字,标识这是循环变色灯的接收端
    k10.canvas->canvasText(" LED循环变色接收端", 7, 0x99FF99);
    // 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
    */

    void loop() {

    }

    /**
    * 接收指令"0"专属回调函数
    * 触发条件:发送端按键计数模3等于0,向外广播发送字符串"0"
    * 功能:全部板载RGB灯点亮绿色,持续1秒后熄灭彩灯
    */

    void onRadioReceive_0() {
    // 参数-1代表控制所有板载RGB灯珠,颜色赋值纯绿色0x00FF00
    k10.rgb->write(1, 0x00FF00);
    // 保持绿灯点亮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"1"专属回调函数
    * 触发条件:发送端按键计数模3等于1,向外广播发送字符串"1"
    * 功能:全部RGB灯点亮红色,持续1秒后熄灭彩灯
    */

    void onRadioReceive_1() {
    k10.rgb->write(1, 0xFF0000);
    delay(1000);
    k10.rgb->write(1, 0x000000);
    }

    /**
    * 接收指令"2"专属回调函数
    * 触发条件:发送端按键计数模3等于2,向外广播发送字符串"2"
    * 功能:全部RGB灯点亮蓝色,持续1秒后熄灭彩灯
    */

    void onRadioReceive_2() {
    k10.rgb->write(1, 0x0000FF);
    delay(1000);
    k10.rgb->write(1, 0x000000);
    }

    行空板 K10 BLE 广播接收端代码解读

    一、头部引用与全局定义

    #include "unihiker_k10.h"
    #include <DFRobot_ESP32_Radio.h>

    unihiker_k10.h:行空板硬件驱动,操控屏幕、画布、RGB 彩灯;
    DFRobot_ESP32_Radio.h:蓝牙 BLE 广播库,负责监听无线指令、绑定触发函数。

    // 预先声明3个接收指令的回调函数
    void onRadioReceive_0();
    void onRadioReceive_1();
    void onRadioReceive_2();

    DFRobot_ESP32Radio Radio; // 无线通信对象
    uint8_t screen_dir=2; // 屏幕正向显示
    UNIHIKER_K10 k10; // 行空板整机控制对象

    二、setup () 上电一次性初始化

    void setup() {
    k10.begin();

    初始化屏幕、RGB 灯、系统底层硬件。

    // 绑定指令和对应的执行函数
    Radio.setCallback(“0”, onRadioReceive_0); //收到字符0 → 执行0号函数
    Radio.setCallback(“1”, onRadioReceive_1); //收到字符1 → 执行1号函数
    Radio.setCallback(“2”, onRadioReceive_2); //收到字符2 → 执行2号函数

    这是事件绑定核心,蓝牙后台抓到匹配消息,自动运行对应函数。

    k10.initScreen(screen_dir);
    k10.creatCanvas();

    设置屏幕方向,创建画布缓存,文字统一刷新防止闪屏。

    Radio.turnOn(); //开启蓝牙广播接收
    Radio.setGroup(13); //通信分组13

    只有发送板同样设置 Group13,两边才能互相通信,分组隔离互不干扰。

    k10.setScreenBackground(0x333333); //屏幕深灰色底色
    k10.canvas->canvasText(" 行空板K10接收广播", 5, 0xFFCC99);
    k10.canvas->canvasText(" LED循环变色接收端", 7, 0x99FF99);
    k10.canvas->updateCanvas(); //刷新文字到屏幕

    k10.rgb->brightness(round(2)); //RGB亮度调低,柔和不刺眼
    }

    三、loop 主循环

    void loop() {

    }

    循环为空,全程事件驱动。蓝牙接收是库后台独立运行,不需要在 loop 里反复查询信号。

    四、三个接收回调功能
    onRadioReceive_0() 匹配指令"0"
    全部 RGB 亮绿色,持续 1 秒后熄灭
    onRadioReceive_1() 匹配指令"1"
    全部 RGB 亮红色,持续 1 秒后熄灭
    onRadioReceive_2() 匹配指令"2"
    全部 RGB 亮蓝色,持续 1 秒后熄灭

    收发一一对应表格

    在这里插入图片描述

    按压循环:红 → 蓝 → 绿 → 红 无限循环

    整套工作流程
    发送端按 A 键,计数累加、取模判断,向外 BLE 发送 0/1/2;
    所有 Group13 的接收板蓝牙自动捕获数据包;
    匹配到字符后,立刻点亮对应颜色 RGB 灯 1 秒。

    优缺点说明
    优点
    离线蓝牙通信,不用 WiFi 路由器,电池就能供电;
    一对多控制,一块发送板可同时控制多台接收板同步变色;
    代码分层清晰,发送、接收独立程序,方便课堂分组实验。
    缺点
    delay(1000)阻塞:亮灯 1 秒内新来指令会排队延迟;
    BLE 只适合简短字符指令,无法传输大量文字、音频、数值;
    距离远、隔墙、金属遮挡会出现信号丢包。

    Mind+图形编程(无线广播接收端)

    在这里插入图片描述

    实验场景图与视频记录

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