【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之语音识别TT马达双路差速智能小车方案一
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
小车方案一使用的铝制底板、TT电机与扩展板
主打：人工智能模块
语音识别相关说明
辅助：屏幕显示相关积木
扩展板模块
LED控制模块
知识点：语音识别（ASR）
一、什么是语音识别（ASR）
语音识别英文缩写是 ASR（Automatic Speech Recognition），简单来说：让单片机、电脑听懂人说话，把麦克风采集到的声音信号，转换成文字或者指令。
分为两大类：
在线语音识别：需要联网，把声音上传到云端服务器解析，识别词汇量巨大；
离线语音识别：不需要 WiFi、不需要网络，语音模型预先存放在芯片内部，本地直接处理声音，适合单片机、行空板、Arduino 这类硬件。
你代码里使用的就是离线本地 ASR 语音模块。
二、离线语音模块核心功能（对应你 K10 代码）
- 两种工作模式
（1）持续拾音模式 CONTINUOUS
麦克风一直处于收音状态，不间断监听声音，专门用来做语音唤醒。
对应代码：asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 12000);
（2）按键触发模式
按下按键才开始录音识别，省电，一般用于命令词识别。 - 语言模式 CN_MODE
CN_MODE：中文模式，只识别汉语；
EN_MODE：英文模式，识别英语。
本程序开启中文识别，用来识别唤醒词：你好小新。 - 灵敏度阈值（第三个参数 12000）
数值代表声音检测灵敏度：
数值越大：越不容易被环境杂音误触发，抗干扰强；
数值越小：轻声说话就能识别，但是容易被噪音误唤醒。
12000 属于中等灵敏度，适合室内环境使用。
三、语音唤醒技术（本项目核心）
- 唤醒词机制
唤醒词就是开门密码。模块平时处于低功耗监听状态，只监听这一句话，其他普通对话会直接忽略。
只有说出预设唤醒词（你好小新），模块才会被 “唤醒”，进入待命状态，之后才可以识别后续控制指令。 - 代码里的唤醒检测函数
asr.isWakeUp()
检测到唤醒词，函数返回 true；
没有检测到唤醒词，返回 false。
3. 模块状态标志
asr._asrState
值 = 0：语音模块正在启动、模型加载中，暂时无法工作；
值 ≠ 0：初始化完成，可以正常收音识别。
程序中用 while 循环等待模块就绪，避免硬件未启动造成程序崩溃。
四、硬件运行完整工作流程
上电初始化行空板主板与显示屏；
启动 ASR 语音芯片，加载离线语音模型；
等待语音模块就绪；
屏幕打印实验标题；
模块持续收音，安静待机，只监听唤醒词；
使用者说出：你好小新；
程序捕捉到唤醒信号，屏幕切换文字提示 “已唤醒行空板”；
没有听到唤醒词，则一直显示唤醒词提示语句；
每秒刷新一次屏幕，并清除文字，防止画面重叠。
五、离线语音识别优缺点
优点
完全离线，不用网络、不用流量；
响应速度极快，话音刚落立刻识别；
单片机就能驱动，成本低，非常适合机器人、智能音箱、门禁、实验教具；
不受网络波动影响，设备在野外也能正常使用。
缺点
词汇数量有限，一般只能预先录入几十条唤醒词 + 控制指令；
对嘈杂环境比较敏感，噪音大会出现识别失败；
无法自由识别任意一句话，只能识别预先烧录好的词语。
六、拓展功能（可以在现有代码上升级）
多级指令识别
唤醒之后，再识别 “开灯”“关灯”“前进”“后退”，控制电机与 LED 灯；
自定义唤醒词
修改库文件，把 “你好小新” 改成 “你好行空板”；
多句话语音交互
唤醒后连续识别多条语音命令；
调节收音灵敏度，解决误唤醒或者识别不到声音的问题。
七、容易遇到的常见问题
识别不到唤醒词
调低阈值数值，靠近麦克风，降低环境噪音。
无缘无故自动唤醒（误触发）
把灵敏度数值调高，提高抗干扰能力。
程序卡死在初始化循环
语音模块接线异常，串口通信断开，导致模块始终处于未就绪状态。
【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之TT马达双路差速智能小车方案一
实验开源代码
// 引入离线语音识别库asr.h，提供语音唤醒、语音指令识别功能
#include "asr.h"
// 引入IOBOX电机驱动库，专门控制两路直流减速电机小车底盘
#include <IOBOX_Motor.h>
// 行空板K10主板底层驱动库，用于屏幕初始化、画布文字绘制
#include "unihiker_k10.h"
// 实例化所有硬件对象
UNIHIKER_K10 k10; // 行空板主控对象，管理LCD屏幕
ASR asr; // 离线语音识别模块对象，处理麦克风收音识别
uint8_t screen_dir=2;// 屏幕旋转参数，数值2代表屏幕倒置显示
IOBOX_Motor motor_ib; // IOBOX电机驱动对象，控制小车左右两路电机M1、M2
//=====================================================================
// setup() 上电初始化函数，设备开机/重启仅执行一次
// 作用：初始化主板、语音模块、屏幕，注册6条小车语音控制指令
//=====================================================================
void setup() {
// 初始化行空板全部底层硬件（串口、总线、屏幕外设）
k10.begin();
// 初始化离线语音识别模块
// CONTINUOUS：持续收音模式，麦克风不间断监听人声
// CN_MODE：中文识别模式，仅识别中文口令
// 12000：收音灵敏度阈值，数值越大抗环境噪音、误唤醒能力越强
asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 12000);
// 阻塞等待语音模块加载语音模型完成
// _asrState == 0 表示语音模块未就绪，每100ms循环检测一次状态
while(asr._asrState == 0){delay(100);}
// 根据预设方向初始化LCD显示屏
k10.initScreen(screen_dir);
// 创建屏幕绘图画布缓冲区，所有文字先写入画布再统一刷新到屏幕
k10.creatCanvas();
// 批量注册6条小车控制语音指令（使用拼音匹配识别）
asr.addASRCommand(0+1, "qian jin"); // ID=1 语音口令：前进
asr.addASRCommand(1+1, "ting zhi"); // ID=2 语音口令：停止
asr.addASRCommand(2+1, "hou tui"); // ID=3 语音口令：后退
asr.addASRCommand(3+1, "you zhuan");// ID=4 语音口令：右转
asr.addASRCommand(4+1, "zuo zhuan");// ID=5 语音口令：左转
asr.addASRCommand(5+1, "zhuan quan");//ID=6 语音口令：转圈
}
//=====================================================================
// loop() 主循环函数，初始化完成后无限循环运行
// 作用：实时检测语音唤醒、识别语音口令，执行小车运动逻辑并同步屏幕文字
//=====================================================================
void loop() {
// 判断是否识别到唤醒词【你好小新】
if (asr.isWakeUp()) {
// 唤醒成功：画布第6行输出红色提示文字
k10.canvas->canvasText("已唤醒行空板.......", 6, 0xFF0000);
// 将画布缓存内容刷新到实体LCD屏幕
k10.canvas->updateCanvas();
}
else {
// 未唤醒待机状态：第4行输出蓝色文字，提示用户唤醒关键词
k10.canvas->canvasText("唤醒词为“你好小新”", 4, 0x0000FF);
k10.canvas->updateCanvas();
}
// ==========语音指令1：qian jin 小车前进==========
if (asr.isDetectCmdID(0+1)) {
// motorRun(电机通道, 转向, 速度)
// motor_ib.ALL：同时控制M1、M2两路全部电机
// motor_ib.CCW：电机逆时针转动，小车向前行驶
// 254：速度参数，范围0~255，254接近满速
motor_ib.motorRun(motor_ib.ALL, motor_ib.CCW, 254);
// 全屏居中24号黑色大字显示小车状态
// 参数：X坐标、Y坐标、文字颜色、字体、字号、自动换行开关
k10.canvas->canvasText("K10 小车前进", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
}
// ==========语音指令2：ting zhi 小车全部停止==========
if (asr.isDetectCmdID(1+1)) {
// motorStop(电机通道)：停止对应电机输出，电机断电/刹车
motor_ib.motorStop(motor_ib.ALL);
k10.canvas->canvasText("K10 小车停止", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
}
// ==========语音指令3：hou tui 小车后退==========
if (asr.isDetectCmdID(2+1)) {
k10.canvas->canvasText("K10 小车后退", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
// motor_ib.CW：电机顺时针转动，小车向后倒退，速度200（低于前进满速）
motor_ib.motorRun(motor_ib.ALL, motor_ib.CW, 200);
}
// ==========语音指令4：you zhuan 小车原地右转1秒==========
if (asr.isDetectCmdID(3+1)) {
k10.canvas->canvasText("K10 小车右转", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
// M1左轮正转、M2右轮反转，形成原地右转差速
motor_ib.motorRun(motor_ib.M1, motor_ib.CW, 200);
motor_ib.motorRun(motor_ib.M2, motor_ib.CCW, 200);
delay(1000); // 保持转向动作1秒
motor_ib.motorStop(motor_ib.ALL); // 1秒后自动停车
}
// ==========语音指令5：zuo zhuan 小车原地左转1秒==========
if (asr.isDetectCmdID(4+1)) {
k10.canvas->canvasText("K10 小车左转", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
// M1左轮反转、M2右轮正转，形成原地左转差速
motor_ib.motorRun(motor_ib.M1, motor_ib.CCW, 200);
motor_ib.motorRun(motor_ib.M2, motor_ib.CW, 200);
delay(1000); // 保持转向动作1秒
motor_ib.motorStop(motor_ib.ALL); // 1秒后自动停车
}
// ==========语音指令6：zhuan quan 小车持续原地转圈==========
if (asr.isDetectCmdID(5+1)) {
k10.canvas->canvasText("K10小车原地转圈", 0, 180, 0x000000, k10.canvas->eCNAndENFont24, 50, true);
k10.canvas->updateCanvas();
// 左右轮反向差速，持续原地旋转，不会自动停止
motor_ib.motorRun(motor_ib.M1, motor_ib.CCW, 200);
motor_ib.motorRun(motor_ib.M2, motor_ib.CW, 200);
}
// 清空画布第6行及下方所有文字，清除上一轮状态提示，防止新旧文字重叠残影
k10.canvas->canvasClear(6);
}
代码解读
一、项目整体功能概述
该程序运行在行空板 K10，搭配离线 ASR 语音识别模块、IOBOX 双路电机驱动板，实现语音遥控两轮差速小车底盘。
唤醒固定口令：你好小新；
支持 6 种语音动作：前进、停止、后退、原地右转、原地左转、持续原地转圈，屏幕同步大字展示小车当前运行状态。
二、头文件与硬件对象分段解析
#include "asr.h"
#include <IOBOX_Motor.h>
#include "unihiker_k10.h"
asr.h：离线语音识别库，提供语音唤醒、自定义拼音指令识别功能；
IOBOX_Motor.h：两路直流电机驱动专用库，控制小车左右轮电机正反转、调速、刹车；
unihiker_k10.h：行空板 K10 底层驱动，管理 LCD 屏幕、画布绘制。
UNIHIKER_K10 k10;
ASR asr;
uint8_t screen_dir=2;
IOBOX_Motor motor_ib;
k10：行空板主控实例，负责屏幕显示；
asr：语音识别实例，处理麦克风收音、人声解析；
screen_dir=2：设置屏幕为倒置显示模式；
motor_ib：IOBOX 电机驱动对象，专门控制小车 M1 左电机、M2 右电机。
三、setup () 上电初始化函数（仅开机执行 1 次）
k10.begin();
初始化行空板全部底层硬件、通信总线资源。
asr.asrInit(CONTINUOUS, CN_MODE, 12000);
while(asr._asrState == 0){delay(100);}
初始化语音模块：持续收音、中文识别、12000 中等抗噪灵敏度；循环阻塞等待语音模型加载完成，硬件就绪后才向下执行。
k10.initScreen(screen_dir);
k10.creatCanvas();
按预设倒置参数点亮 LCD 屏幕，创建绘图缓冲区画布，所有文字先缓存再统一刷新。
asr.addASRCommand(0+1, "qian jin");
asr.addASRCommand(1+1, "ting zhi");
asr.addASRCommand(2+1, "hou tui");
asr.addASRCommand(3+1, "you zhuan");
asr.addASRCommand(4+1, "zuo zhuan");
asr.addASRCommand(5+1, "zhuan quan");
批量注册 6 条离线语音控制指令，离线模块仅能识别提前录入的拼音口令：
ID1 qian jin → 前进
ID2 ting zhi → 停止
ID3 hou tui → 后退
ID4 you zhuan → 右转
ID5 zuo zhuan → 左转
ID6 zhuan quan → 转圈
四、loop () 无限主循环，实时监听语音指令
- 唤醒状态判断
if (asr.isWakeUp())
函数检测是否识别唤醒词「你好小新」：
唤醒成功：屏幕第 6 行红色文字提示 “已唤醒行空板”；
未唤醒待机：屏幕蓝色文字提示唤醒口令；
updateCanvas() 将画布文字刷新到实体屏幕。
2. 语音指令动作逻辑
（1）前进 qian jin
motor_ib.motorRun(motor_ib.ALL, motor_ib.CCW, 254);
ALL：同时控制 M1、M2 两路电机；
CCW：电机逆时针同向转动，小车向前行驶；
速度 254：速度区间 0~255，接近满速。
（2）停止 ting zhi
motor_ib.motorStop(motor_ib.ALL);
关闭两路电机输出，小车立即刹车停稳。
（3）后退 hou tui
motor_ib.motorRun(motor_ib.ALL, motor_ib.CW, 200);
两路电机顺时针同向转动，小车后退，速度 200，低于前进全速。
（4）右转 you zhuan
motor_ib.motorRun(motor_ib.M1, motor_ib.CW, 200);
motor_ib.motorRun(motor_ib.M2, motor_ib.CCW, 200);
delay(1000);
motor_ib.motorStop(motor_ib.ALL);
差速原地转向：左轮正转、右轮反转，形成右转；延时 1 秒后自动停车。
（5）左转 zuo zhuan
motor_ib.motorRun(motor_ib.M1, motor_ib.CCW, 200);
motor_ib.motorRun(motor_ib.M2, motor_ib.CW, 200);
delay(1000);
motor_ib.motorStop(motor_ib.ALL);
左轮反转、右轮正转，原地左转，维持 1 秒后自动停止。
（6）转圈 zhuan quan
左右电机反向差速转动，无延时、不会自动停止，持续原地旋转，只能语音喊 “停止” 刹车。
3. 屏幕清理语句
k10.canvas->canvasClear(6);
清空第 6 行及下方全部文字，清除上一轮状态文字，避免新旧文字重叠产生残影。
五、两轮差速小车运动原理
六、完整设备运行流程
设备上电，初始化主板、语音模块，等待语音硬件就绪；
初始化屏幕画布，录入 6 条小车控制语音口令；
麦克风不间断监听唤醒词 “你好小新”；
说出唤醒词解锁语音控制；
下达对应语音口令，电机驱动控制小车执行动作，屏幕同步显示当前运动状态；
循环自动清空屏幕文字，持续等待下一条语音指令。
Mind+图形编程
实验场景图与视频记录
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