【花雕动手做】行空板K10实验之调用语音合成TTS天黑点灯

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

主打：人工智能模块



语音合成相关说明

辅助：屏幕显示相关积木



板载传感器模块



LED控制模块

知识点：行空板 K10 离线语音合成（TTS）介绍
1、底层方案
依托 ESP-SR 语音套件内置esp-tts轻量化离线语音合成引擎，无需 WiFi 联网，文字本地实时转人声，依托板载喇叭直接发声。
2、功能能力
仅支持中文汉字、数字、常用标点朗读；内置小新、小乐两种人声音色；提供 0–5 级语速调节；支持短句、长文本流式合成播放，自带停顿逻辑。
3、硬件配套
板载集成扬声器，无需外接音频设备；共用芯片 PSRAM 内存资源，与离线语音识别 ASR 存在内存抢占冲突，二者无法同时运行，同时初始化会内存报错、设备反复重启。
4、资源占用
单独运行 TTS 仅占用约 3MB PSRAM，程序运行稳定；若搭配屏幕、传感器，内存余量会进一步缩减，不建议叠加 AI 视觉模型。
5、开发形式
Mind + 提供图形化语音合成积木，底层封装规避指针崩溃问题；也可调用playText.h底层库手写代码，仅推荐纯播报场景使用。
6、适用场景
设备状态语音播报、文字朗读、交互提示、温湿度 / 数字信息语音输出；适合不需要语音指令识别、仅单向发声的项目。
7、短板
无英文朗读能力；人声存在轻微机械拼接感，自然度弱于云端 TTS；无法和离线语音识别共存，有双向语音交互需求只能选用联网在线语音方案。

【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之人工智能调用语音合成 TTS 天黑点灯
实验开源代码

// 引入语音库，包含语音识别ASR与语音合成TTS功能
#include "asr.h"
// 引入行空板K10硬件驱动库，屏幕、光线传感器、RGB灯全部封装在内
#include "unihiker_k10.h"

// 实例化行空板硬件对象
UNIHIKER_K10 k10;
// 实例化语音功能对象
ASR          asr;
// 屏幕方向参数，2为正向正常显示
uint8_t      screen_dir=2;


// 上电初始化，只运行一次
void setup() {
        // 初始化主板全部底层硬件（总线、音频、传感器外设）
        k10.begin();

        // 初始化语音引擎：持续收音模式、中文模式，音频缓冲区6000ms
        asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 6000);

        // 等待语音模型加载完成
        // _asrState等于0代表未就绪，每100ms循环检测一次
        while(asr._asrState == 0){delay(100);}

        // 设置语音播报语速，参数范围0~5，2为标准语速
        asr.setAsrSpeed(2);

        // 初始化LCD显示屏
        k10.initScreen(screen_dir);
        // 创建绘图画布，所有文字绘制都需要画布缓存
        k10.creatCanvas();
        // 设置屏幕背景为纯黑色
        k10.setScreenBackground(0x000000);
}

// 主循环，程序反复循环运行
void loop() {
        // 在画布第4行写入红色文字
        k10.canvas->canvasText("行空板K10系列实验", 4, 0xFF0000);
        // 在画布第6行写入蓝色文字
        k10.canvas->canvasText(" 语音提示天黑点灯", 6, 0x0000FF);
        // 把画布内容刷新到屏幕上
        k10.canvas->updateCanvas();
        // 延时1秒
        delay(1000);

        // 读取板载光线传感器数值
        // 判断：光照值小于50，判定为环境昏暗
        if ((k10.readALS()<50)) {
                // 打开全部RGB彩灯，白光常亮
                k10.rgb->write(-1, 0xFFFFFF);
                // 屏幕第9行显示白色文字
                k10.canvas->canvasText("        天黑点灯", 9, 0xFFFFFF);
                k10.canvas->updateCanvas();
                // 语音合成，喇叭朗读文字：天黑点灯
                asr.speak("天黑点灯");
                // 保持灯光与文字2秒
                delay(2000);
        }

        // 关闭RGB彩灯
        k10.rgb->write(-1, 0x000000);
        // 清空画布所有文字内容
        k10.canvas->canvasClear();
        // 刷新空白画面
        k10.canvas->updateCanvas();
}
复制代码

代码解读
一、整体项目功能
这是行空板 K10 智能光控灯光项目：
利用板载环境光传感器实时检测亮度。
当环境光线变暗（传感器数值＜50），RGB 白光自动点亮，屏幕弹出提示文字，喇叭通过离线语音合成说出：天黑点灯；
保持 2 秒后自动关灯、清空屏幕，循环持续检测光照。
全程使用本地离线 TTS 语音，不需要连接 WiFi。

二、分段代码解析
1. 头文件与对象定义

#include "asr.h"

#include "unihiker_k10.h"

UNIHIKER_K10 k10;

ASR          asr;

uint8_t      screen_dir=2;
复制代码

#include "asr.h"：语音库，同时包含离线语音识别 + 文字转语音（TTS 播报）。
#include "unihiker_k10.h"：行空板硬件总库，封装屏幕、环境光传感器、RGB 彩灯、音频喇叭。
k10：主控硬件实例，操作所有板载外设。
asr：语音功能实例，用来实现文字朗读。
screen_dir=2：设置屏幕为正向显示。

2. setup () 上电初始化（只运行一次）

void setup() {

        k10.begin();

        asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 6000);

        while(asr._asrState == 0){delay(100);}

        asr.setAsrSpeed(2);

        k10.initScreen(screen_dir);

        k10.creatCanvas();

        k10.setScreenBackground(0x000000);

}
复制代码

k10.begin()：初始化主板底层硬件，开启传感器、音频、屏幕总线。
asr.asrInit(...)：启动语音引擎
CONTINUOUS：持续语音识别模式
CN_MODE：中文模式
6000：音频缓存时长 6 秒
while(asr._asrState == 0)：程序阻塞等待，直到语音模型加载完毕，防止语音未就绪就调用播报。
asr.setAsrSpeed(2)：设置朗读语速，档位 0~5，2 为正常语速。
后续代码：初始化显示屏，创建绘图画布，把屏幕底色设置为纯黑色。
重要隐患：这里开启了持续语音识别功能，会占用大量内存，和 TTS 合成一起运行极易造成内存溢出，开发板反复重启崩溃。

3. loop () 主循环（无限反复执行）

void loop() {

        k10.canvas->canvasText("行空板K10系列实验", 4, 0xFF0000);

        k10.canvas->canvasText(" 语音提示天黑点灯", 6, 0x0000FF);

        k10.canvas->updateCanvas();

        delay(1000);
复制代码

在画布上打印两行标题文字；
updateCanvas()：将文字刷新显示到液晶屏；
延时 1 秒。

 if ((k10.readALS()<50)) {

                k10.rgb->write(-1, 0xFFFFFF);

                k10.canvas->canvasText("        天黑点灯", 9, 0xFFFFFF);

                k10.canvas->updateCanvas();

                asr.speak("天黑点灯");

                delay(2000);

        }
复制代码

k10.readALS()：读取板载环境光传感器数值。光线越暗，数值越小。
判断条件：亮度小于 50，判定为天黑。
条件成立：RGB 灯全开白光，屏幕输出提示文字。
asr.speak("天黑点灯")：调用离线语音合成，喇叭读出这句话。
灯光和文字保持 2 秒。

 k10.rgb->write(-1, 0x000000);

        k10.canvas->canvasClear();

        k10.canvas->updateCanvas();

}
复制代码

关闭所有 RGB 彩灯；
清空画布上所有文字；
刷新黑屏画面，进入下一轮循环检测。

三、代码优点
硬件调用简洁，直接调用板载环境光传感器，不需要外接模块；
语音为本地离线播报，不用联网；
逻辑清晰：光线判断→亮灯→文字提示→语音播报→延时关灯。

Mind+图形编程

实验场景图与视频记录