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创客空间应该是一个充满个性的地方，各种奇思妙想都能在这里得到实现。当我校的创客空间全新装修好后，我和学生总觉得还不够个性化，科技感也不强。创客空间里的细节布置肯定要自己来设计并且实现。于是，我们把目光投向了照明系统，即灯光。
要让照明系统体现个性，自然要买支持物联网控制的灯泡，如小米、华为和Yeelight的智能灯泡（如图1）。这些灯泡往往具有可调光、支持手机远程控制等特点，也称为智能情景照明灯。但我们不满足于用企业开发的APP来控制灯光，而是希望能够自己编程对灯泡进行个性化控制，如定时开灯和关灯，或者结合一些创客空间的传感器实现真正的智能控制。
原理分析
支持手机APP控制的智能灯泡很多，但是能够让用户自行编程控制的却寥寥无几。研究了市场上常见的开放接口的智能灯泡，总结出自定义编程大致有两种方式：一是智能灯泡的物联网网关支持第三方认证接入，如天猫精灵；二是智能灯泡同时支持局域网内部的控制，如Yeelight。
默认情况下，Yeelight智能灯泡与物联网网关建立联系，然后手机APP通过网关发送控制指令给灯泡，每一个智能灯泡都是一个智能终端。但是，Yeelight智能灯泡如果开启了“局域网控制”功能，那么就可以同时响应来自局域网任一智能设备的控制指令了，发送控制指令的设备可以是电脑、手机，也可以是任何一个支持网络功能的MCU，如掌控板、虚谷号和树莓派等，具体过程如图2所示。
智能灯泡的编程控制实验
虽然任何一种支持网络的编程语言都可以给Yeelight智能灯泡设备进行编程，但考虑到学习难度，我们选择了Python语言。因为Yeelight官方提供了一个库，在这个库的支持下，编程会更加容易。
1.准备工作
（1）智能灯泡和电脑或者其他可编程智能设备要处于同一个局域网。我们使用的是最新的虚谷号（如上页图3），它是一款面向人工智能教学和Python编程学习而开发的开源硬件平台，自带了Wi-Fi，接上鼠标键盘和显示器，就是一台电脑。它也可以像U盘一样，插入普通电脑进行编程。
（2）打开智能灯泡的局域网控制功能，具体操作如图4所示。
（3）安裝好Python3环境。虚谷号已经内置了Python3.5，并且已经安装了一些常见的库。
2.实验过程
步骤1：安装Yeelight库。
在命令行中输入pip install yeelight，通过网络安装Yeelight库，安装速度很快。
步骤2：打开Python IED进行编程测试。
（1）寻找设备。输入如表1代码。
屏幕打印出这个局域网中找到的智能灯泡设备数量。变量ledlist的数据类型为“列表”，用print（ledlist）语句打印出来，会看到如表2的内容。
这些信息描述了这个智能灯泡的关键信息，其中192.168.199.184和192.168.199.142就是智能灯泡的IP地址，这说明局域网中有两个智能灯泡设备。
（2）控制智能灯泡的开关状态。
使用Bulb对象指定一个设备的IP地址，用“bulb.turn_on（）”和“bulb.turn_off（）”就可以控制灯泡的开关状态。参考代码如表3。
除了用“bulb.turn_on（）”和“bulb.turn_off（）”，Yeelight还提供了一个“bulb.toggle（）”的方法直接让设备切换状态。
（3）控制一个设备的色彩。
Yeelight支持多方式控制灯光色彩，如RGB、HSV和色温控制等方式。表4的代码实现了RGB方式控制。
如果要实现更多功能，可以查看Yeelight库的文档介绍。Yeelight库文档的地址为：https：//yeelight.readthedocs.io/en/latest/。
更多创意示例
一旦实现了局域网控制后，这个智能灯泡就变得更加好玩了，也能支持我们的各种奇思妙想。我和学生们讨论了几种创意方案。
创意1：根据天气预报自动变换灯泡的色彩
用Python代码定时获取当前的天气预报，然后显示不同的灯泡色彩。晴天就柔和一点，下雨天则要亮一些。学生说如果是刮风天气，灯光要闪烁，如同被大风吹过，确实是脑洞大开。
创意2：设计一个大型的LED灯带
在创客空间前面的走廊，我们准备装一排8个以上的智能灯泡，这样就形成了一个大型的“LED灯带”，可以实现彩虹灯、流水灯之类的效果，也可以根据音乐旋律来显示一些闪烁的舞台灯光效果。
创意3：设计一个大型的LED阵列
如果在创客空间的天花板上，装上25（5*5）个智能灯泡，可以做一个和micro：bit的点阵屏差不多的大型“LED阵列”，用来显示特定的图案，如笑脸、字母等，和micro：bit不同的是，这个LED阵列还是全彩的呢。
还有远程开灯、刷脸开灯等，因为虚谷号支持各种Arduino传感器模块，也支持摄像头，从简单互动到人工智能，学生的创意想法越来越多，不再一一列举了。
盘点这些年学校创客空间中做的各种作品，往往局限于LED、舵机、直流电机之类的电子模块，很少有人去直接控制家用电器，这是因为家用电器使用的是220V的电路，比较危险。现在，有了支持物联网功能的电器后，一种新的玩法也出现了。创客空间里的学生会发现，编程并不是虚拟世界中的游戏，而是能真正作用于真实世界的。当然，要方便自如地控制这些智能灯泡，虚谷号是一个很好的工具。
基金项目：本文是江苏省教育科学“十三五”规划专项课题“江苏省高中STEM教育基地实验项目的设计与实践研究”阶段性成果，课题批准文号：C-a/2018/02/19。
要让照明系统体现个性，自然要买支持物联网控制的灯泡，如小米、华为和Yeelight的智能灯泡（如图1）。这些灯泡往往具有可调光、支持手机远程控制等特点，也称为智能情景照明灯。但我们不满足于用企业开发的APP来控制灯光，而是希望能够自己编程对灯泡进行个性化控制，如定时开灯和关灯，或者结合一些创客空间的传感器实现真正的智能控制。
原理分析
支持手机APP控制的智能灯泡很多，但是能够让用户自行编程控制的却寥寥无几。研究了市场上常见的开放接口的智能灯泡，总结出自定义编程大致有两种方式：一是智能灯泡的物联网网关支持第三方认证接入，如天猫精灵；二是智能灯泡同时支持局域网内部的控制，如Yeelight。
默认情况下，Yeelight智能灯泡与物联网网关建立联系，然后手机APP通过网关发送控制指令给灯泡，每一个智能灯泡都是一个智能终端。但是，Yeelight智能灯泡如果开启了“局域网控制”功能，那么就可以同时响应来自局域网任一智能设备的控制指令了，发送控制指令的设备可以是电脑、手机，也可以是任何一个支持网络功能的MCU，如掌控板、虚谷号和树莓派等，具体过程如图2所示。
智能灯泡的编程控制实验
虽然任何一种支持网络的编程语言都可以给Yeelight智能灯泡设备进行编程，但考虑到学习难度，我们选择了Python语言。因为Yeelight官方提供了一个库，在这个库的支持下，编程会更加容易。
1.准备工作
（1）智能灯泡和电脑或者其他可编程智能设备要处于同一个局域网。我们使用的是最新的虚谷号（如上页图3），它是一款面向人工智能教学和Python编程学习而开发的开源硬件平台，自带了Wi-Fi，接上鼠标键盘和显示器，就是一台电脑。它也可以像U盘一样，插入普通电脑进行编程。
（2）打开智能灯泡的局域网控制功能，具体操作如图4所示。
（3）安裝好Python3环境。虚谷号已经内置了Python3.5，并且已经安装了一些常见的库。
2.实验过程
步骤1：安装Yeelight库。
在命令行中输入pip install yeelight，通过网络安装Yeelight库，安装速度很快。
步骤2：打开Python IED进行编程测试。
（1）寻找设备。输入如表1代码。
屏幕打印出这个局域网中找到的智能灯泡设备数量。变量ledlist的数据类型为“列表”，用print（ledlist）语句打印出来，会看到如表2的内容。
这些信息描述了这个智能灯泡的关键信息，其中192.168.199.184和192.168.199.142就是智能灯泡的IP地址，这说明局域网中有两个智能灯泡设备。
（2）控制智能灯泡的开关状态。
使用Bulb对象指定一个设备的IP地址，用“bulb.turn_on（）”和“bulb.turn_off（）”就可以控制灯泡的开关状态。参考代码如表3。
除了用“bulb.turn_on（）”和“bulb.turn_off（）”，Yeelight还提供了一个“bulb.toggle（）”的方法直接让设备切换状态。
（3）控制一个设备的色彩。
Yeelight支持多方式控制灯光色彩，如RGB、HSV和色温控制等方式。表4的代码实现了RGB方式控制。
如果要实现更多功能，可以查看Yeelight库的文档介绍。Yeelight库文档的地址为：https：//yeelight.readthedocs.io/en/latest/。
更多创意示例
一旦实现了局域网控制后，这个智能灯泡就变得更加好玩了，也能支持我们的各种奇思妙想。我和学生们讨论了几种创意方案。
创意1：根据天气预报自动变换灯泡的色彩
用Python代码定时获取当前的天气预报，然后显示不同的灯泡色彩。晴天就柔和一点，下雨天则要亮一些。学生说如果是刮风天气，灯光要闪烁，如同被大风吹过，确实是脑洞大开。
创意2：设计一个大型的LED灯带
在创客空间前面的走廊，我们准备装一排8个以上的智能灯泡，这样就形成了一个大型的“LED灯带”，可以实现彩虹灯、流水灯之类的效果，也可以根据音乐旋律来显示一些闪烁的舞台灯光效果。
创意3：设计一个大型的LED阵列
如果在创客空间的天花板上，装上25（5*5）个智能灯泡，可以做一个和micro：bit的点阵屏差不多的大型“LED阵列”，用来显示特定的图案，如笑脸、字母等，和micro：bit不同的是，这个LED阵列还是全彩的呢。
还有远程开灯、刷脸开灯等，因为虚谷号支持各种Arduino传感器模块，也支持摄像头，从简单互动到人工智能，学生的创意想法越来越多，不再一一列举了。
盘点这些年学校创客空间中做的各种作品，往往局限于LED、舵机、直流电机之类的电子模块，很少有人去直接控制家用电器，这是因为家用电器使用的是220V的电路，比较危险。现在，有了支持物联网功能的电器后，一种新的玩法也出现了。创客空间里的学生会发现，编程并不是虚拟世界中的游戏，而是能真正作用于真实世界的。当然，要方便自如地控制这些智能灯泡，虚谷号是一个很好的工具。
基金项目：本文是江苏省教育科学“十三五”规划专项课题“江苏省高中STEM教育基地实验项目的设计与实践研究”阶段性成果，课题批准文号：C-a/2018/02/19。