做中学·探未来|基于时序模型的大话三国之 K10 借东风

项目背景

      《三国演义》中，曹操亲率大军南下攻吴，大军驻扎长江北岸。庞统献上连环计，诱使曹操将战船用铁索相连，便于东吴实施火攻，曹操中计。但隆冬时节江面多刮西北风，缺少东南风，火势无法吹向曹军水寨，周瑜为此忧心忡忡、一病不起。

问题提出

        周瑜：诸葛兄，曹操大军南下，势不可挡，你可有破敌良策？

        诸葛亮：想要大破曹军，唯有火攻一计。公瑾只需备好行空板 K10，助我打造孔明八卦扇，我便可借得东风，火烧曹营！

功能实现

本项目以时序大模型为核心，搭配行空板 K10、八卦扇，联动风扇、蜂鸣器、灯带完成情景交互。

制作过程

一、时序模型训练

       使用时序大模型识别八卦扇的摇动姿态，区分上下摇动、左右摇动、静止三种状态；

第一步：刷入行空板K10加速度传感器测试程序

说明：采集多个传感器数值在串口字符串输出，英文逗号隔开，换行显示。

串口测试行空板k10加速度数值

第二步：Mind+2.0进入模型训练

1.打开Mind2.0的时序模型识别训练

1.设置时序标签，连接行空板k10串口，采集上下、左右、静止时序数据

模型训练后，测试上下时序

模型训练后，测试左右时序，导出模型备用

二、搭建SIOT2.0物联网平台

1.双击start SIoT.bat开始运行

2.打开浏览器输入：http://192.168.0.107:8080/#/login

3.新建主题siot/ai

说明：topic：siot/ai，siot服务器ip地址，为编程准备。

三、行空板K10编程

1.测试行空板K10金手指模拟值

（1）查阅相关参数

（2）串口显示行空板K10的金手指p0和p1的模拟引脚数值

手指触摸金手指时候，p0和p1大于2000，反正大于2000。

2.行空板K10编写程序

（1）打开Mind+2.0，选择上传模式

（2）添加行空板K10主控 

（3）添加MQTT, WiFi ，网络时间NTP,时序模型识别,天气

/*!
 * MindPlus
 * DFRobot, 行空板 K10
 */
#include <DFRobot_Iot.h>
#include "unihiker_k10.h"
#include "ModelProcessor.h"
#include <mPython_Weather.h>
#include <MPython_NtpTime.h>

// 动态变量
volatile float mind_n_zhuangtai, mind_n_my_variable;

// 静态常量
const String topics[] = {"siot/ai","","","",""};

// 创建对象
DFRobot_Iot myIot;
mPython_Weather myWeather;
MPython_NtpTime ntptime;
UNIHIKER_K10 k10;
ModelProcessor modelProcessor;
uint8_t screen_dir=2;



// 主程序开始
void setup() {
	k10.begin();
	if (!modelProcessor.initModel()) {while (1);}
	k10.initScreen(screen_dir);
	k10.creatCanvas();
	myIot.wifiConnect("TP-LINK_kang", "Rzeg@126.com");
	while (!myIot.wifiStatus()) {}
	myWeather.init("server.mindplus.top", "31982666", "E6MtBcxQ");
	ntptime.setNtpTime(ntptime.UTCEast8_t, "edu.ntp.org.cn");
	k10.rgb->write(-1, 0xCC0000);
	myIot.init("192.168.0.105","siot","4023805909384235","siot", topics, 1883);
	myIot.connect();
	while (!myIot.connected()) {}
	k10.rgb->write(-1, 0x00FF00);
	myIot.subscribeTopic("siot/ai");
	myIot.publish("siot/ai", "hello");
	k10.canvas->canvasClear();
	k10.setScreenBackground(0xFFFFFF);
	k10.canvas->canvasText("基于时序大模型", 1, 0x000000);
	k10.canvas->canvasText("—大话三国之借东风", 3, 0x000000);
	k10.canvas->canvasText((String("天气：") + String(myWeather.getWeather("weather", "101180501"))), 5, 0x000000);
	k10.canvas->canvasText((String("最高温度：") + String(myWeather.getWeather("temperaturHigh", "101180501"))), 7, 0x000000);
	k10.canvas->canvasText((String("最低温度：") + String(myWeather.getWeather("temperaturLow", "101180501"))), 9, 0x000000);
	k10.canvas->canvasText((String((String((String(ntptime.localTime(ntptime.Month)).toInt())) + String("月"))) + String((String((String(ntptime.localTime(ntptime.Date)).toInt())) + String("日")))), 11, 0x000000);
	k10.canvas->updateCanvas();
	k10.rgb->write(-1, 0x000000);
	mind_n_zhuangtai = 3;
}
void loop() {
	if (((analogRead(P1))>2000)) {
		while (!((analogRead(P1))<=2000)) {
			modelProcessor.addInputValue((String((k10.getAccelerometerX())) + String((String(",") + String((String((k10.getAccelerometerY())) + String((String(",") + String((k10.getAccelerometerZ()))))))))));
			delay(100);
		}
	}
	bool isInferenceSuccessful = modelProcessor.runInference();

	if (isInferenceSuccessful) {
		if (((modelProcessor.getResult().predicted_class==0) && (!(mind_n_zhuangtai==0)))) {
			mind_n_zhuangtai = 0;
			k10.rgb->write(-1, 0x0000FF);
			myIot.publish("siot/ai", "0");
		}
		else if (((modelProcessor.getResult().predicted_class==1) && (!(mind_n_zhuangtai==1)))) {
			mind_n_zhuangtai = 1;
			k10.rgb->write(-1, 0x00FF00);
			myIot.publish("siot/ai", "1");
		}
		else if (((modelProcessor.getResult().predicted_class==2) && (!(mind_n_zhuangtai==2)))) {
			mind_n_my_variable = 2;
			k10.rgb->write(-1, 0x000000);
			myIot.publish("siot/ai", "2");
		}
		modelProcessor.resetInputBuffer();
	}
}

（4）行空板k10采集端程序

（5）行空板k10串口时序采集数据

四、掌控板编程

（1）打开Mind+2.0，选择上传模式

（2）添加掌控板主控 

• （3）添加rgb灯带，MQTT,掌控宝，WiFi

/*!
 * MindPlus
 * DFRobot, 掌控板
 */
#include <Wire.h>
#include <MPython.h>
#include <DFRobot_Iot.h>
#include <DFRobot_NeoPixel.h>
// 静态常量
const String topics[] = {"siot/ai","","","",""};

// 创建对象
DFRobot_NeoPixel neoPixel_P0;
DFRobot_Iot myIot;

void obloqMqttEventTsiot47ai(String& message);

// 主程序开始
void setup() {
	mPython.begin();
	Serial.begin(9600);
	myIot.setCustomMqttCallback(obloqMqttEventTsiot47ai, "siot/ai");
	neoPixel_P0.begin(P0, 12);
	rgb.write(-1, 0xFF0000);
	myIot.wifiConnect("TP-LINK_kang", "Rzeg@126.com");
	while (!myIot.wifiStatus()) {yield();}
	myIot.init("192.168.0.105","siot","01885207656372434","siot", topics, 1883);
	myIot.connect();
	while (!myIot.connected()) {yield();}
	rgb.write(-1, 0x00FF00);
	delay(3000);
	rgb.write(-1, 0x000000);
	myIot.subscribeTopic("siot/ai");
	neoPixel_P0.clear();
	display.fillScreen(0);
	display.setCursorLine(1);
	display.printLine("Mind+");
	display.setCursor(16, 24);
	display.print("大话三国之借东风");
}
void loop() {

}

// 事件回调函数
void obloqMqttEventTsiot47ai(String& message) {
	Serial.println(message);
	// 上下
	if ((message==(String(0)))) {
		neoPixel_P0.setRangeColor(0, 11, 0xFF0000);
		buzz.play(BLUES, Once);
		rgb.write(-1, 0xFF0000);
	}
	// 左右
	if ((message==(String(1)))) {
		Wire.begin();
		Wire.beginTransmission(0x10);
		Wire.write(1);
		Wire.write((int)(100));
		Wire.endTransmission();
	}
	if ((message==(String(2)))) {
		rgb.write(-1, 0x000000);
		Wire.begin();
		Wire.beginTransmission(0x10);
		Wire.write(1);
		Wire.write(0);
		Wire.endTransmission();
		Wire.beginTransmission(0x10);
		Wire.write(2);
		Wire.write(0);
		Wire.endTransmission();
		neoPixel_P0.clear();
	}
}

（4）掌控板接受端程序

五、组 装

（1）风扇接入掌控宝M1灯带接入P0口

（2）使用热熔枪将掌控板和风扇固定在纸盒上面

（3）使用热熔枪将行空板和电池固定在八卦扇的骨架上.

创新点

      本项目把《三国演义》“借东风” 的经典故事和行空板 K10、时序模型姿态识别结合，打造沉浸式情景互动作品。

1.传统文化 + AI 融合创新：将三国经典故事与时序姿态识别 AI 结合，把古老的 “借东风” 神话想象，变成可以亲手操控的互动装置，用现代科技演绎古典名著。

2.姿态交互新颖有趣：不用按键、触摸，依靠摇动八卦扇子来控制设备，手势自然。

3.时序模型识别手势：利用时序大模型识别连续摇动动作，不是简单单次检测，能识别连续 5 次摇动，识别更稳定，体现时序 AI 的特点。

4.情景化沉浸式展示：屏幕信息、风扇、灯带同步配合，形成完整小故事场景，演示的时候生动好玩，更容易看懂、吸引人。