叠叠灯

梁子山　李超　廉东泽

1 叠叠灯

灯是我们日常生活中必不可少的家居用品，它帮助我们照亮黑暗给生活带来光明，随着时代的发展，家居的智能化以及将其接入网络赋予其物联网的功能已是大势所趋，积木情景灯是一款革新的照明产品，我们将赋予它网络信息交互和积木组合的功能，希望它能让大家对灯有超出照明之外的认识与理解，让其给大家带来光明的同时提供更多的欢乐及享受。

我们的作品叫叠叠灯，但我们更喜欢叫它积木灯。灵感来源于小时候喜欢玩的堆积木游戏，以及对具有丰富色彩的灯光的喜爱，设想把两者结合成一个既能带来美的感官感受，又有一定娱乐交互功能的艺术与科技相结合的产品。

2 作品详细介绍

本产品主要实现颜色亮度控制、消息提示、自由组合三大功能。

2.1 颜色亮度控制

可通过手机上的App对灯具进行控制。能控制任意位置的叠叠灯单元的颜色、亮度。同时还能展示呼吸灯、渐变等动态效果，带来更多的视觉享受。

2.2 消息提示

（1） 通知推送：当有短信或其他消息后台推送时，能够设定相关动态效果进行提醒。

（2） 来电提示：可以为特定的通讯录对象设定特定的动态效果，当静音时，特定对象来电可以通过叠叠灯的动态效果获知来电者，从而让我们在工作时更好地排除非重要紧急来电的干扰。

2.3 自由组合

叠叠灯内部为相同的硬件单元，但可通过不同的外壳以及相同的接口使得各个单元间可随意拼接，就像积木一样，随意组合成自己喜欢的形状。只要有了灵感，即可随时重新组合出一座桥，一座大厦，并用移动端控制色彩的变化，组合成独一无二的立体色彩空间。

3 工作原理

首先是颜色的控制原理，我们利用三原色光模式，将红、绿、蓝三原色的色光按不同的比例相加，以产生多种多样的色光。我们使用三个8位无符号整数表示红色、绿色和蓝色的强度，它可以产生一千六百万种颜色组合，对于人眼来说已经有许多分不开了。然后根据相应信息，单片机系统调制PWM的输出，再经过相应的驱动输出，最终实现对灯光色彩的控制。另外，对于亮度的控制，我们根据色彩空间模型的转换，把亮度的变化转换为对应的RGB数据进行输出，从而实现亮度的改变。图4所示是其工作原理图。

另外，手机控制端与产品通过低功耗的蓝牙4.0以及其BLE协议栈来实现实时通信，针对产品的应用场景，蓝牙4.0完全满足其要求。

除了手机与产品的通信，灯具模块之所以能够自由组合，也是因为我们为灯具设计了一套通过串口功能实现的通信协议，在自由组合后同时更新设备的唯一辨识ID号，实现了同一位置具有同一ID的功能，而与模块本身无关。这也是此款灯具能够自由组合同时得到准确控制的前提。

最后，基于手机端的iOS系统平台，通过开发配套的App应用程序，简化了对灯具的操作流程。同时，基于手机上的传感器，以及iOS系统特有的消息推送系统，我们能够在平台上创作出许多交互的娱乐趣味功能。

4 创新点

（1） 版系统的各个单元间可任意拼接，如同玩积木一样，随意组合成自己喜欢的独一无二的形状。

（2） 把灯光接入互联网，根据设定的场景与信息展现独特的灯光动态效果，并将相关信息通过灯光展示来实现交互。

（3） 通过自主编写的串口通信协议，可以实现对特定位置上的灯具单元的控制，达到真正意义上的模块化，相同位置的单元可随意替代。

5 市场前景

（1） 本产品功能实现简单，技术成熟，制作成本低，风险小。

（2） 本产品可以作为艺术品而存在，产品新颖独特，竞争力强。

（3） 此产品主要面对高端的家居灯具市场，针对的是对生活品质有一定要求，而且愿意用时尚新颖又独特的产品来点缀家居设计的人士。