K10 小智深度定制功能重磅开源
本帖最后由 岑剑伟 于 2025-8-17 18:26 编辑K10 小智深度定制功能重磅开源
行空板 K10作为一款专为信息科技教学打造的开发板，凭借其丰富的功能特性与超高性价比，在编程学习和 AI 项目教学等场景中独领风骚。它的硬件资源高度集成，摄像头、2.8 寸彩色 LCD、、WiFi、蓝牙、RGB 指示灯以及温湿度、环境光、加速度等多种传感器一应俱全。 得益于麦克风及扬声器的集成，用其构建小智成为了通往现代化编程学习路径。 本项目在小智聊天机器人蓬勃发展之时，结合小智mcp机制及乐鑫IDF编程的强大功能与灵活性兼具特性，深度挖掘K10的潜能，完成了目前功能最完善K10- MCP综合体，开源内容极为精妙，值得深入学习。
一、传感器数据获取 （传感器数据采集成功案例）
完成了k10板载传感器的IDF编程环境的驱动库构建，特别针对小智运行环境及场景的优化提供数据获取回调函数，可以让传感器数据穿越各种层，后台自动更新，对小智主线程无干扰，可以增加数据平稳处理，减少数据波动。
（1）板载温湿度传感器数据采集
（2）光照强度传感器数据采集
（3）加速度传感器数据采集。
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K10小智项目文件系统
以AHT20为例，其他两个传感器的实现原理一致。特点在于深度融合小智，通过继承复用I2C通信功能，封装传感器命令与解析逻辑，接口简洁。利用定时器与回调机制解耦，支持灵活设置采集间隔，数据回调实现分层处理，实现AHT20温湿度传感器的周期性数据采集功能。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml11588/wps2.jpg
1. Aht20Sensor构造函数
继承特性：通过初始化列表I2cDevice(i2c_bus, addr)调用父类构造函数，表明Aht20Sensor是I2cDevice的子类，复用 I2C 通信基础功能（如数据收发），减少代码冗余。
2.传感器初始化
用于确保 Aht20 进入可工作状态，步骤如下：（1）发送初始化命令
定义命令数组init_cmd（包含Aht20_CMD_INIT（0xBE）和参数 0x08），通过i2c_master_transmit发送；（2）检查校准状态
读取状态寄存器（ReadReg(Aht20_CMD_STATUS)），通过Aht20_STATUS_CALIB位（0x08）判断是否校准完成，更新calibrated_变量；
3.数据读取核心逻辑
定时器是周期性采集的 “触发器”，基于硬件时钟实现固定间隔触发。代码中，StartReading通过esp_timer_start_periodic启动定时器，自动执行 “触发测量→等待→解析→传递数据” 全流程。相比轮询，定时器精度更高（微秒级），且仅在触发时占用资源，降低 CPU 空转损耗，实现 “一次配置，持续采集”。数据自动后台更新，用户无后顾之忧。
数据读取逻辑遵循 “触发 - 等待 - 校验 - 解析” 四步流程，保障可靠性与效率。先通过TriggerMeasurement发送标准命令帧（如0xAC,0x33,0x00），严格匹配传感器协议；等待阶段按手册设置 75ms 延迟，避免过早读取无效数据。读取后先校验状态位（AHT20_STATUS_BUSY），确保数据就绪再解析。采用位运算直接提取 20 位原始值，结合公式快速转换为物理量，兼顾精度与速度。
（1）定时器回调函数（ReadTimerCallback）
作用：作为定时器与类非静态逻辑的 “桥梁”，因 ESP 定时器要求回调为静态 / 全局函数，需通过此函数中转。 逻辑：接收arg（传感器实例指针）→转换为Aht20Sensor*→调用OnReadTimer执行数据读取。
（2）数据读取执行器（OnReadTimer () 方法）
触发测量：调用TriggerMeasurement发送命令，失败则记录错误并退出。 等待结果：vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50))延迟 50ms，等待传感器完成测量。 读取解析：调用ReadMeasurement读取 7 字节数据，解析为温度和湿度。 结果回调：若成功且注册了Aht20Sensor_callback_，则通过该回调传递数据给上层。
（3）数据读取与解析（ReadMeasurement 方法）
读取数据：通过ReadRegs获取 7 字节buffer（含状态和原始值）。状态检查：通过buffer的Aht20_STATUS_BUSY位判断传感器是否忙碌。湿度解析：从buffer-buffer提取 20 位原始值→公式湿度 = 原始值 × 100 / 2²⁰。 温度解析：从buffer-buffer提取 20 位原始值→公式温度 = 原始值 × 200 / 2²⁰ - 50。
（4）Aht20 数据解码原理
（1）数据格式约定：7 字节数据中，buffer-3存湿度原始值，buffer-5存温度原始值（均为 20 位）。 （2）位运算提取：通过移位和逻辑运算拼接 20 位原始值（如湿度：(buffer << 12) | (buffer << 4) | ((buffer & 0xF0) >> 4)）。 （3）物理量转换：按传感器手册公式将原始值映射为实际温湿度（0-100% 湿度，-40~85℃温度）。
3.回调机制详解
通过 “静态回调中转” 消除模块依赖：定时器组件要求回调为静态 / 全局函数，而传感器逻辑在非静态方法中。代码中，静态函数ReadTimerCallback接收定时器触发，通过arg参数恢复传感器实例指针，再调用非静态方法OnReadTimer。此举让定时器与传感器逻辑独立维护，定时器无需知晓传感器细节，传感器也不依赖定时器实现，便于模块复用与修改。
（1）两种回调的区别（定时器回调 vs 数据回调）
项目中容易搞混的两个回调函数，值得关注
维度
定时器回调（ReadTimerCallback）
数据回调（Aht20Sensor_callback_）
触发者
系统定时器组件（定时到达时）
Aht20Sensor 类（数据读取成功后）
作用
驱动传感器周期性读取
向上层传递温湿度数据
调用时机
由定时器间隔决定（如 1 秒 / 次）
每次成功读取数据后
（2）回调函数原理与 std::function 使用
回调本质：通过函数指针 / 对象传递函数，在特定事件（如数据就绪）时调用，实现模块解耦（传感器负责采集，上层负责处理）。
std::function 作用：C++11 的通用函数封装器，可存储函数指针、lambda、成员函数（需绑定this）等，比传统函数指针更灵活。
4.Mcp实现<font face="Times New Roman">mcp_server.AddTool("self.get_temp_humid",
"获取板载温湿度传感器数据",
PropertyList(), (const PropertyList &properties) -> ReturnValue
{
auto &board = Board::GetInstance();
return board.get_temp_humid_sensor(); });
mcp_server.AddTool("self.get_als_sensor",
"获取板载光照强度传感器数据",
PropertyList(), (const PropertyList &properties) -> ReturnValue
{
auto &board = Board::GetInstance();
return board.get_als_sensor(); });</font>
完整学习地址：https://mp.weixin.qq.com/s/PugufTz_SdQluQlTYivc1Q
二、B站粉丝数监控 （B站粉丝查询最佳实现）
核心功能是通过调用B 站 API获取指定用户粉丝数，支持定时刷新、手动刷新及 Wi-Fi 连接状态变化时自动更新；关键技术包括使用板卡的CreateHttp() 函数创建 HTTP 客户端、解析 JSON 响应数据，以及通过Wi-Fi 事件处理（连接时启动 1 分钟定时器更新、断开时停止）保障稳定性。
深入讲解地址：https://mp.weixin.qq.com/s/bwqat4xvKx4Y6PFedjvcYA
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（1）可设置B站用户UID
注意：目前是设置的博主的B站账号，需要改成自已的，欢迎朋友们来B站交流。
（2）定时获取并更新粉丝数量
（3）提供粉丝数查询和手动刷新功能
（4）通过WiFi连接事件自动管理更新任务
mcp_server.AddTool("self.BilibiliFans.uid",
"B站用户ID",
PropertyList(), (const PropertyList &properties) -> ReturnValue
{ return uid_; });
mcp_server.AddTool("self.BilibiliFans.set_uid",
"设置B站用户ID",
PropertyList({Property("uid", kPropertyTypeString)}), (const PropertyList &properties) -> ReturnValue
{
uid_ = properties["uid"].value<std::string>();
ESP_LOGI(TAG, "设置B站用户ID为: %s", uid_.c_str());
return true; });
mcp_server.AddTool("self.BilibiliFans.report_fansCount",
"汇报粉丝数量",
PropertyList(), (const PropertyList &properties) -> ReturnValue
{ return follower_count_; });
mcp_server.AddTool("self.BilibiliFans.flash_fansCount",
"刷新粉丝数量",
PropertyList(), (const PropertyList &properties) -> ReturnValue
{
ESP_LOGI(TAG, "刷新B站粉丝数量");
UpdateFansCount();
return true; });
retur
{};
}
三、文本处理功能 （小智MCP制作经验提炼）
（1）TTS复读功能：原样重复用户输入的文本
基于对小智mcp机制的深入理解，巧妙使用了小智对话功能，网友倾情奉献。
（2）翻译功能：提供中英文互译接口
金山词霸的每日一句，学习娱乐两不误。基于http定向数据获取及json数解析，必学必会，要考试的。
<font face="Times New Roman">
mcp_server.AddTool("self.get_hitokoto",
"给我开心地随便说一句话，一言",
PropertyList(), (const PropertyList &properties) -> ReturnValue
{
get_hitokoto();
return hitokoto_; });
mcp_server.AddTool("self.hitokoto_source",
"刚才随便说的那一句是出自哪里",
PropertyList(), (const PropertyList &properties) -> ReturnValue
{ return from_; });
mcp_server.AddTool("self.get_note",
"获取每日中英对照鸡汤文",
PropertyList(), (const PropertyList &properties) -> ReturnValue
{
get_note();
returneveryday_soup_; });
}
</font>
四、板载led控制（小智控制Led的典范）
该功能由df官方完成，它通过LedStripControl类管理一个圆形LED灯带，提供亮度调节、颜色控制和动画效果等功能。 主要功能包括：
（1）亮度控制：支持0-8级亮度调节，使用指数映射算法实现自然的亮度变化
（2） 颜色控制：可单独设置每个LED或所有LED的颜色（RGB模式）
（3） 动画效果：实现闪烁和跑马灯效果
（4） 配置保存：自动保存亮度设置到配置文件中
（5） 远程控制：通过MCP服务器提供API接口，支持外部命令控制
控灯功能完整版，学玩这个你也可以去ZB了。
另外，K10自带摄像头，看图识物也是标配，性能杠杠滴。
五、在线歌曲播放功能（小智高阶功能实现，难度系数？）
在这在线播放音乐的功能太精妙了，值得深入学习。
感谢功力深厚大佬开源：https://github.com/Maggotxy/xiaozhi-esp32-music
该项目日前升级到了1.8.5版本，1.7.6版本已不能正常播放，升级后需要到他们Q群用小智MAC 码获取授权。
需要进入[小智后台](https://xiaozhi.me/)，找到对应设备，修改角色配置，替换音乐播放逻辑，如果想返回原来状态，删除对应内容即可。
- 选择 DeepSeekV3 大语言模型
- 在人物介绍中末尾加入
- 收到音乐相关的需求时，只使用 MPC tool `self.music.play_song` 工具，同时禁止使用 `search_music` 功能。
小智后台角色介绍添加：
- 电台选择：根据用户需求从预设的电台列表中模糊搜索，如果找不到则随机选择一个电台播放。预设电台：80后音悦台（ID: 20207761）、流行音乐（ID: 4938）、清晨音乐（ID: 4915）、长沙城市之声（ID: 4237）、怀旧（ID: 1223）。
在线听歌听电台，太安逸了，是不是还可以做一个每天电台闹醒我呀。
注意事项：
该项目使用的是小智1.8.5版本，功能已很完善，本项目仅在该版本下进行测试，后续版本机制变化较大，并不完全适用。
提供学习源码：https://gitee.com/genvex/xiaozhi-esp32-music_185/tree/main/main/boards/df-k10
测试固件：固件也在该文件夹中。
https://www.bilibili.com/video/BV1KzuzzaEhU?buvid=Z343EF33C8185D50402F985852378FFD6AAB&is_story_h5=false&mid=UeMYnHruLfOHHdo8CDiFSQ%3D%3D&plat_id=116&share_from=ugc&share_medium=iphone&share_plat=ios&share_session_id=FC808721-6E42-445D-9982-B89A5C7C5045&share_source=WEIXIN&share_tag=s_i&spmid=united.player-video-detail.0.0×tamp=1755424892&unique_k=sQy0zZ0&up_id=396355825&share_source=weixin
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牛啊，前来学习
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