[讨论] 阿拉丁神灯小队风云聚首 邀您一起见证神话

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一、阿拉丁神灯小队成员档案

小队发起人（小队长）——国王King ：  从小在部队大院的刀光剑影中长大，因为老爷子的指示学了通信工程，从大学时代叱咤校园的学生领袖，到技术平平的研发工程师，从中石油无线自动化改造项目经理，到创新型小公司的研发团队头目，十几年来，不断在热爱的无线通讯行业里摸索探寻，只为实现终极目标——打造一款能改变世界的创意作品。

技术领队——黑桃A（Adam）：king铁杆好友，多年从事嵌入式和无线软件开发，然而，丰富的软件经验却换不来平淡人生的改变，不菲的工资收入却换不来生命的成就，听了king的无线智能LED产品构想后，果断加入小队，只为创造神奇，只为让世界记住。

小队软实力——超级奶爸（Barr） ：80后超级奶爸+IOS新手上路，打过工，创过业，做过军品，玩过高科技，人到30却没找到确定的方向，和黑桃A（Adam）因狐朋狗友的介绍擦出了感情的火花（别误会，是友情，不是基情哈）从而无私加入小队，希望成为最有作为的超级奶爸。

小队硬实力 ——优质屌丝男（Eason）: 85后屌丝工程师，无房，无车，无妞的三无优秀青年。品质出众，工作积极性高，难得的85后向上青年，年纪虽轻，射频设计经验丰富，小到10mW的小信号设计，大到10W的数传电台，只要想干就干得出来，一句“跟着king哥有饭吃就行”盲目地加入了小队。

小队会计+小队伙食主管—— 包租婆 (Doris) : 平民80后留美硕士，在资本主义美利坚洗过盘子、当过助教，怀揣着建设祖国的伟大理想回国，在世界10强新加坡电信以及捷克第一大金融机构做过金融方面工作，不料因家庭需要弃业在家教育祖国花朵，但一颗不甘做家庭主妇的心促使了她加入小队，管理小队“巨大”的启动资金---2W元RMB，并兼任小队伙食主管，保证小队成员在忘我的工作中不至于饿到眼冒金星。

小队阿姨——小嫩妞（Cathy) ：90后单身小靓妹，主要负责记录小队历程记录，小队摄影师，小队文字图片编辑，小队博客维护，小队八卦爆料~！@#￥%……&*等杂事的全权处理。

二、不能不知的故事：阿拉丁神灯小队从何而来？

超级屌丝King，摸爬打滚无线通讯行业十年有余，一直梦想着创造一款改变世界的无线控制产品。在一次德州仪器的探讨会上，偶然间了解到了飞利浦Hue，跟踪开发进程半年有余后，终于等来了Hue的问世，毅然不顾199刀的高昂售价，果断入手研究，羡慕嫉妒恨之余，仰天长叹：能不能有款产品接点地气，真正走进千家万户？在屌丝泛滥的世界里，真正强大的无线家庭智能LED照明产品，应该功能更简单实用、趣味性更强，价格更亲民，既能满足电子爱好者二次开发的需要，又能帮助大众增加生活乐趣，能让2岁以上、90岁老太以下的白痴用户都能操作自如。

继而心潮澎湃，火速联系铁杆好友黑桃A(Adam)，没想到二人一拍即合，Adam当即表示非常愿意在研发部管理工作之余来开发这样一个产品，一翻长谈后，两人觉得仅靠两个人的力量明显不够，于是分头行动召集人马。King打起了公司里私交甚好的硬件工程师——优质屌丝男（Eason)的主意,Adam爽快回复“跟着King哥有饭吃就行”促成了这个兄弟的加入。黑桃A -Adam 也是各种威逼利诱拐来了超级奶爸（Barr），Barr忍痛牺牲照顾小孩的休闲时间加入团队。小队集结4人初步成立，King爽快拍了2W现金到桌上作为项目的启动资金，一时志气高涨，大有桃园结义之势。

之后，King又奔走在各大公司的产品经理以及海外产品市场销售的狐朋狗友之间，讨求产品开发建议，没想到得到了85%以上的大众支持率，期间成功吸收了小队会计兼伙食主管“包租婆Doris”，并在Doris的引荐下召唤了90后小嫩妞Cathy，主要负责报道整个项目开发例程及绝密花絮、私房密照，记录这段不管成功还是失败“青春”（事实上，有成员青春的尾巴都没咯！）岁月。对于小队命名，小队成员各种想法：司马莱汀、hold住lighting……可谓五花八门，最后决定命名“阿拉丁神灯小队”，志在打造“神”一样的团队，创造“神”一样的产品。

从现在开始，“阿拉丁神灯小队”将并肩作战、荣辱与共、同生共死（好吧，扯得有点大了……），在今年12月之年展现给大家一个“神”一样的无线智能LED灯控产品。

话说自小队吸收了“包租婆Doris”和“90后小嫩妞cathy”后，男同胞们欢欣雀跃，然而除King以外其他三位却一直未能一睹芳容。King决定在周六的下午召集小队6成员首次聚会，一是应着各位男同胞的强烈呼声，二是共商小队大计，来一次智慧的大碰撞，确定产品方案和产品计划。

包租婆和小嫩妞的亮相，果然不负所望，自是靓瞎了众男同胞的双眼。一番热络之后，King将众人拉回正题，亮出了昨晚凌晨3点失眠时候规划的产品形态图，提出了未来2年内的产品方案和后期产品计划以及产品升级策略，小队成员大赞King雄才伟略，一致通过。

图为King在凌晨3点失眠时候规划的产品形态图

然而对于先做BLE（蓝牙4.0）还是先做ZLL（ZigBee Lighting Link）方案大家产生了巨大的分歧。以黑桃A和奶爸为首的ZLL支持者和以King和屌丝为首的BLE支持者展开了一次激烈的讨论，大家唇枪舌战、唾沫横飞。

ZLL支持者认为Zigbee Light Link为国际标准协议，通用性高，而且已有飞利浦HUE为目标，而BLE支持者却认为BLE协议相对简单，适合于前期开发。最终King拍板决定：以BLE项目先行，ZLL后期并行的方式进行工作安排，而且在ZLL项目开始前要物色一名对ZigBee协议极为熟悉的成员加入小队，理由如下：

1、 BLE协议相对简单，控制方式简单，点对点，网络稳定性高；

2、 灯的调色为RGB调制，可调65536色，而非飞利浦的HUE值调色，对光学知识要求相对较低；

3、 前期不用设计WiFi网关，减少工作任务，缩短产品化周期；

BLE不足：不支持大型网络，能控制的灯的个数有限，非国际标准无法跟其他同类产品互联互通（虽然现在还没有同类产品）。

接下来就是工作安排了，King和包租婆负责寻找配件样品赞助厂商（包括灯具、灯珠），黑桃A进行产品软件可行性分析以及相关实验，奶爸进行光学理论知识的学习和分析，编写IOS软件架构。屌丝负责电源设计，模块设计，内腔布局考虑。小嫩妞负责跑腿。

分工确定以后，不免FB一番，但是考虑到仅有的2万元的小队经费，最终决定在大排档威威炆鸭解决，由于咖啡是甜甜请的（King的同学，非要尽地主之谊），所以这次大排档成了小队的第一笔开支185大洋。下周开始小队就要动真格啦，扛起BLE灯控大旗向前冲！

   

经过King和包租婆的各方奔走，囊中羞涩的我们（仅2W项目经费）总算了找到了以下单位提供的免费样品，真是感激淋涕啊！

1、 欧司朗中国提供的R,G,B,W灯珠

2、 忆光提供的R,G,B,W灯珠

3、 信驰达科技提供的CC2540 蓝牙模块

4、 四正节能提供的散热器

5、进强提供的PVC灯罩

小组各成员经过通过了一周的玩命学习，貌似回到的高考前的冲刺，（加班熬夜自然不用说，还好包租婆带着小嫩妞给予男同胞们精神上和物质上的鼓励，比如半夜发放方便面福利，以保证大家不至于饿到眼冒金星）从网上的数据手册，2.4G信号在封闭空间的驻波干扰，到LED灯的光通性，LED散热，甚至到美国1939年三原色的混色文献，可以说是花足了功夫。

最终，大家得到的结论是：无线控制、电源部分、手机软件对我们来讲只是时间问题，不存在设计问题，而对于光学知识来讲我们就真的成了门外汉。因为可借鉴的产品不多，我们便无情的拆解了HUE（199刀的一半就糟蹋了），并做了详细的分析和测试。（关注新浪博客、微博@阿拉丁神灯小队，查看最新研发动态）

    无情拆解飞利浦HUE：一流灯具厂商、二流无线水平

Hue在白色全亮的情况下功率可达到8W，散热器表面温度72摄氏度，跟其宣传的30几项散热专利以及良好的散热效果，外行人可能联系不到一起，但是当你测试它内部导热胶以及控制板上的温度时候，你会发现，只有30-50度之间的温度变化。在如此狭小的空间内可以说把导热和散热做到了极致。

而Hue的外壳很对人会误认为是金属外壳，其实它是一个塑料外壳，里面是一圈圈环状的铝制材料，在接近灯头卡扣的位置有一个镂空部分，这就是无线信号从封闭的散热器里面传出来的窗户。但实际测试的Hue的室内通信距离实际并不理想，只有不到20米的可视距离，我们亲爱的屌丝男很有信心在距离上完全超越Hue。

在灯珠的选择上飞利浦没有选择RGB，也没有用白色灯珠，他所呈现的白色是一种暖白，是由其他颜色混色而成，其灯罩做工也是相当精湛，采用的是玻璃加荧光图层的方式，颜色非常均匀，看不到灯珠的聚光点和暗区。之前有看过国内几家做ZigBee灯，WiFi灯的产品，在广州照明展上也有ZLL的预言产品，国内厂商的水平可以用惨不忍睹四个字来形容，突兀的RGB颜色，近看都能找到灯珠在灯泡的什么位置，调出来的颜色甚至都对不上。

Hue的网关做工不错，用了STM32作为主控芯片，无线部分采用了TI的CC2530，在网关上增加了CC2590作为PA，在主控芯片旁边以外发现了一个EEPROM，难道它还支持在线升级？反复查了资料和说明书都没有描述，这东东可以要连接上网络的，自从斯诺登事件以来我们都要增强个人信息安全意识了，没想到飞利浦也留了个小后门，至于是为了产品升级还是另作他用目前来讲还不得而知。不过Hue的网关稳定性真的不能恭维，连续操作容易死机需要重启，LED灯TouchLink经常有连接不上的现象，同样需要重启，还有长时间待机后发现灯掉线的情况也发生过。看来飞利浦在嵌入式和RF这块充其量也就是二流水准。这时候黑桃A发话了，我们的网关要超过Hue的稳定性。

BLE神灯初现端倪 无线技术完胜飞利浦

说了半天貌似主题有点跑偏，咱们小队不是先上BLE方案吗？ZLL咱先研究着。BLE我们采用了最快的验证方法，选了一款功能强大的蓝牙模块，该模块采用CC2540作为主芯片，最牛的是它区别于目前市面上的蓝牙4.0透传模块，它具备了直驱功能，通过对模块的参数配置，可以有4路PWM输出用于灯的调节，甚至在不增加任何处理器的情况下可以通过向模块发送无线指令获得ADC,定时开关等一系列功能，堪称是目前市面上最强大的BLE模块，分享一下模块型号：RF-BM-S01来自信驰达科技。不过最终我们还是要做属于自己的模块来适应我们的实际需求，别忘了，咱们小队的优势可是在RF上。因此采用信驰达RF-BM-S01模块，我们很快的搭建出了阿拉丁BLE神灯的雏形，在上面已做了RGB输出调光，白色光源辅助以及手机和蓝牙模块通信的验证性实验。

对于灯模具的选择小队人员也是意见各异，有喜欢华丽的，有喜欢朴素的，甚至有喜欢花花绿绿的（没办法90后小嫩妞是这个偏好），最终小队决定样品采用蓝色大内腔空间，大散热叶的这款模具，降低前期散热问题考虑的难度以及电源尺寸的限制，但第二步我们会选择下面右边的那款尺寸最小，最圆润，做工最精细的模具（据说它出自给SHARP做模具的厂商）。

对于灯珠的选择上，测试了CREE(科锐)，OSRAM（欧司朗）和忆光，这里只发表小队观点，对于RGB灯珠来说，CREE和OSRAM的价格很高，单颗在1美金上下，而忆光在0.3美金左右，白光CREE最贵，OSRAM居中，忆光同样最便宜。但在品质上RGBCREE和OSRAM产品相当，在光通量，功效，散射角度上都做的不错，CREE的蓝光参数上更好，OSRAM在红光和绿光上有一定的优势。忆光散射角度不佳，封装较大，功效较低，在小尺寸的球泡灯中使用困难，所以最终我们确定了使用OSRAM的灯珠作为前期产品选型。唯一担心的就是成本问题，RGB各两颗再加上4颗白灯，光灯珠的成本就达到了将近6个美金，难怪飞利浦一颗球泡灯要卖59美金，确实有贵的道理，毕竟成本摆在那里。

下一步工作就是内腔布局设计，IOS软件开发，电源设计，LED布板，最主要的工作就是混光效果的调试，频谱仪，网分，信号源这类设备倒是齐全，但色谱仪光谱仪这东西上哪里去搞成了遗留问题，相信小队会克服一切困难在第一时间为大家献上小队的成果，一定要持续关注我们，大家的关注就是我们前进的动力。

灯珠最佳发光效率区间确定

      在确定选择欧司朗的灯珠后，屌丝男Eason激动不已，发誓一定不辜负这么好的灯珠，全力以赴打造最好的产品。与小队成员协商后，小队神灯的硬件指标出炉：
光通量：400lm（满足一般照明），并结合实际设计
RGBW四色合成（兼容协议）
总功率为6.5W
灯套件为网上选取的公模

     各色灯珠个数分别为：
LA_CP7P red(两颗)
LT_CP7P green（两颗）
LD_CP7P_blue（两颗）
LUW_CP7P_OS_PD_2011_014（5颗）

       然而，确定灯珠最佳发光效率区间却让屌丝男煞费苦心。三种LED芯片发出的光的驻波长比例是：红光为617nm，绿光为 528nm，蓝光为455nm，经过多次试验测试后，得到的各色灯珠的最佳发光效率区间为：
    红光：80lm,  617nm
    绿光：98lm， 528nm
    蓝光：40lm，455nm
    白光：108lm

        同时，计算RGBW四路灯工作电流，由于全亮的时RGW灯珠是灭的，白光全亮，流过LED的正向电流是350ma ，108*5=540lm，考虑到LED使用寿命问，屌丝男决定将正向流过电路调节到280ma，光通量为84.6Lm，84.6*5=423lm，符合设计要求，以下为仿真取色图：

玩通低功耗蓝牙无线技术

       看到屌丝男紧锣密鼓的展开工作，超级奶爸也不甘落后，赶紧着手研究BLE从设备与手机连接的工作，具体分为以下4个步骤：

1、 将CC2540做为从机角色工作，开启广播。

2、 手机做为主机角色工作，开启扫描。

3、 主机扫描到从机后、判断是否连接，如果需要连接，则发起连接。

4、 从机响应主机连接，CC2540与手机完成连接。

         但是，测试过程中却发现TI的参考代码有一个问题，所有正在广播的BLE设备都能被找到，如何过滤多余的设备呢？对此，超级奶爸进行了多方尝试，比如使用经典蓝牙的加密、配对、绑定等方法，可是统统都不管用。上网、翻书找资料，问朋友，经过不断努力，超级奶爸终于找到了两个解决办法，一是在手机扫描服务的时候进行过滤，因为每类BLE设备的服务还是有不一样的，通过判断服务进行过滤。二是在CC2540这边加入一定的识别码，如果多个BLE设备都包含了同一个服务，这个服务又正好是我过滤的条件，再通过识别识，就基本上可以过滤其它的BLE设备了。

         通过测试，信驰达CC2540模块与手机成功建立连接。

CC2540广播状态示意图

CC2540连接状态示意图

        调试手机底层，手机上电后自动开始扫描、扫描成功后自动连接、连接成功后、自动扫描服务与特征值。

手机自动连接CC2540调试结果

对于采用恒压源还是恒流源方案，小队成员再一次产生了分歧，屌丝男认为现阶段经验缺乏，先采用恒压模式，更好调试；而King则坚持采用恒流模式，制造更有技术优势的产品。争论过后，King作出妥协，决定先听从神灯的硬件负责人屌丝男Eason的建议，但是也强烈要求等技术成熟后采用恒流方案。

之前已经指出，小队选取的是欧司朗11颗灯珠的阵列组合。虽然白光时RGB灯珠是灭的，但是考虑到余量和全亮的可能，电源设计必须留有余量，因此至少要大约11W才保险。白光LED灯珠发光的导通压降是3.5V，我们采用的是两个白光灯珠串联的形式，输出电压是7V，LED白光全亮和RGB全亮要求电源输出功率达到12W，输出电流为1.75A，符合最大设计要求，所以我们确定使用7V恒压模式。驱动选取了NMOS管（SI2302）可以承受流经最大的电流为2A。电路如下，

LED驱动电路原理图

驱动电路PCB

确定灯珠摆放方案

    好的混色效果除了波长的比例、颜色的比例以外还需要一个很好的角度。如下图A处就是混色出的白光最佳效果位置。

在灯珠摆放的方案上，屌丝男费了不少功夫，设计出了神灯的电路（如下图），结合理论计算与欧司朗、飞利浦方案拆解对比，除了效率比较低以外，其他功能和数据参数与理论计算很吻合。

   期间，不考虑效率，屌丝男进行了多方尝试，设计出了多个不同的样品和方案：

    经过测试，最终选择了以下方案：

    下一步的工作，就是要考虑腔体结构，散热效果，LED与灯罩之间的距离了。