硬件编程 · 三色灯智能会议室状态 · 2026-08-08

需求洞察

目标用户：需要频繁使用小型会议室的知识工作者、行政管理人员、共享办公空间运营方。

真实痛点：纸质预约表易被忽略，线上日历看不到门口实况；会议室门口“有人但未被预订”的冲突频发；临时占用后忘记释放导致下一位预约者等待；行政人员无法实时掌握空间使用数据。

为什么值得做：

• 飞书日历已成为许多团队的标准协作工具，直接拉取日历数据可以避免重复录入，降低使用门槛。
• 三色灯方案比屏幕方案成本低数倍，却依然能提供清晰的状态指示，适合批量铺设。
• 结合本地按键和云端上报，既保留了离线可用性，又为数据驱动的空间优化提供基础。
• 低成本硬件加开源代码，学生、创客、小团队都能快速复刻和二次开发。

方案设计

整体分四层：感知层、控制层、执行层、日志/联网层。

感知层

核心感知来自飞书日历 API，ESP32 每隔 60 秒通过 HTTPS GET 请求当前房间的日程列表。为避免频繁调用，引入本地缓存和忙闲推断逻辑。本地按键（GPIO 0）提供物理交互，短按在空闲与占用间切换，长按 3 秒进入“即将占用”状态（用于临时延长会议）。

控制层

ESP32 上运行 Arduino 框架，兼顾 Wi‑Fi 客户端、HTTP 请求、JSON 解析与 WS2812 驱动。主循环中维护状态机：IDLE、OCCUPIED、UPCOMING（15 分钟内即将开始）。状态机综合日历数据和按键输入决定最终颜色。为减少云端依赖，系统保留离线模式——无网络时以按键为主，并将脱机事件缓存在本地。

执行层

单颗 WS2812 灯珠布置在雾面亚克力散光罩内，通过三色明确传达会议室状态：

• 绿色常亮：当前及接下来 30 分钟均无预约，可自由使用。
• 黄色呼吸：当前空闲，但 15 分钟内有会议开始。
• 红色流水：会议进行中，请不要打扰。

灯效通过 FastLED 库实现非阻塞动画，例如黄色呼吸灯每 2 秒完成一次渐亮渐灭，红色流水灯以 60 帧速度平滑滚动。

日志/联网层

设备启动后连接指定 Wi‑Fi，并注册到 MQTT Broker（测试可用 EMQX Cloud 免费版或本地 Mosquitto）。每次状态变化时，向主题 room/{room_id}/status 发布 JSON 消息，包含 occupied、upcoming、timestamp、source（calendar / button）。同时订阅 room/{room_id}/override，允许远程管理系统强制设置状态（如物业紧急关闭会议室）。心跳包每 5 分钟上报一次，包含信号强度、堆栈余量、运行时间，便于集中监控。

物料清单

目标成本 65 元，实际物料总价不到 43 元，留有充足余量应对单价波动或替换更美观的外壳。

接线与结构

遵照建议接线并微调：WS2812 数据线接 GPIO 13，理由是该引脚在 ESP32 上为 RMT 外设默认通道之一，FastLED 可无冲突驱动；按键一端接 GPIO 0，另一端接地，启用内部上拉以省掉外部电阻。补充说明：

• WS2812 VDD 与 GND 之间并联 1000µF 电容，靠近灯珠放置，防止瞬间电流拉低主控电压。
• 按键并联 0.1µF 电容硬件消抖，若代码中做软件消抖可省略。
• Type‑C / Micro‑USB 供电 5V 直接输入开发板 VIN，同时在 5V 与 GND 间加一颗自恢复保险丝 500mA 进行过流保护。
• 灯珠安装于外壳开孔处，罩上雾面亚克力片，使光线均匀柔和。
• 整个电路板可用热熔胶固定在外壳底部，仅露出 USB 供电口、按键和灯罩。

核心代码

以下为 Arduino 平台骨架，基于 ESP32 和 FastLED，已包含日历拉取、状态机、MQTT 上报框架。请自行替换 Wi‑Fi 凭证、飞书应用凭证及 MQTT 地址。

#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <FastLED.h>
#include <PubSubClient.h>

#define LED_PIN    13
#define BTN_PIN     0
#define NUM_LEDS    1
CRGB leds[NUM_LEDS];

const char* ssid = "yourSSID";
const char* password = "yourPASS";
const char* mqtt_server = "broker.emqx.io";
const char* room_id = "meeting_room_301";

WiFiClient espClient;
PubSubClient mqtt(espClient);

enum State { FREE, UPCOMING, OCCUPIED };
State currentState = FREE;
State lastPublished = FREE;
unsigned long lastCalendarCheck = 0;
bool lastBtn = HIGH;
unsigned long btnPressStart = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  FastLED.addLeds<WS2812, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
  FastLED.setBrightness(64);
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) delay(500);
  connectMQTT();
}

void loop() {
  if (!mqtt.connected()) connectMQTT();
  mqtt.loop();

  // 日历拉取
  if (millis() - lastCalendarCheck > 60000) {
    checkCalendar();
    lastCalendarCheck = millis();
  }

  // 按键处理
  bool btnState = digitalRead(BTN_PIN);
  if (lastBtn == HIGH && btnState == LOW) {
    btnPressStart = millis();
  } else if (lastBtn == LOW && btnState == HIGH) {
    unsigned long pressLen = millis() - btnPressStart;
    if (pressLen > 3000) {
      currentState = UPCOMING;
    } else if (pressLen > 50) {
      currentState = (currentState == OCCUPIED) ? FREE : OCCUPIED;
    }
    publishState("button");
  }
  lastBtn = btnState;

  // 灯效
  updateLEDs();
}

void checkCalendar() {
  HTTPClient http;
  http.begin("https://open.feishu.cn/open-apis/calendar/v4/calendars/primary/events?page_size=1");
  int code = http.GET();
  if (code == 200) {
    StaticJsonDocument<1024> doc;
    bool hasActive = false, hasUpcoming = false;
    // 解析 events，判断当前是否被占用或 15 分钟内即将开始
    // 此处为示意，实际需根据 start_time/end_time 计算
    // ...
    if (hasActive) currentState = OCCUPIED;
    else if (hasUpcoming) currentState = UPCOMING;
    else currentState = FREE;
    publishState("calendar");
  }
  http.end();
}

void updateLEDs() {
  switch (currentState) {
    case FREE:
      leds[0] = CRGB::Green;
      FastLED.show();
      break;
    case UPCOMING: {
      uint8_t val = (sin8(millis() / 4) + 128) >> 1;
      leds[0] = CHSV(42, 255, val);
      FastLED.show();
      break;
    }
    case OCCUPIED: {
      uint8_t pos = (millis() / 10) % 255;
      leds[0] = CHSV(0, 255, beatsin8(30, 50, 255));
      break;
    }
  }
}

void publishState(String source) {
  if (currentState == lastPublished) return;
  lastPublished = currentState;
  StaticJsonDocument<200> doc;
  doc["occupied"] = (currentState == OCCUPIED);
  doc["upcoming"] = (currentState == UPCOMING);
  doc["timestamp"] = millis();
  doc["source"] = source;
  char buf[200];
  serializeJson(doc, buf);
  mqtt.publish(("room/" + String(room_id) + "/status").c_str(), buf);
}

void mqttCallback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  // 接收远程 override 指令
}

void connectMQTT() {
  while (!mqtt.connected()) {
    delay(2000);
  }
  mqtt.subscribe(("room/" + String(room_id) + "/override").c_str());
}