Hack一栋大楼的照明系统？

(图：用一栋大楼的灯光来玩"贪吃蛇"？)

Youtube上有一段视频：两个人使用一块电路板和一台Mac来侵入一栋大楼的照明系统，然后把这栋大楼的灯光当作显示屏来玩坦克大战。

这个视频在Youtube上有超过200万的点击率，其真实性一直处于网友的巨大争议之中。本文讨论的重点是，像这样hack一栋大楼是否是可能的？如果可能，那么原理是什么？

请先看看这段1分多钟的视频：



除去无聊的争论（目前已经争论到Apple的OSX和Linux哪个更好的地步了╮(￣▽￣)╭），我认为这个方案是完全可行的。下面来进行一个简单的分析：

1. 原理：

原理非常简单。如左边这个图，上半部分是一般家用的电灯开关，红色的switch按下去，线路接通，电灯就亮。

下半部分是三极管开关，常用于大型的电路开关控制，其实本质上和上半部分的图没有区别，只是一个是要用手来按开关，一个是用三极管的通断来控制电流的通断。

毫无疑问，要想控制一整个大楼的全部电灯，我们现在都用三极管电路，再说的通俗一点，就是通过电路板上的某个port发出0或者1来控制相应那盏电灯的亮和灭。

左边这个图是我用windows的画笔画的，很难看，将就看吧。

计算机或者控制电路，发出1或者0的信号（在此我们假设0代表开，1代表关），传递到电源电路的时候，不同的灯的电源就被打开或者关上。

因此如左图，收到0的灯，都是亮的；收到1的灯，就灭了。这样就可以实现视频中的某些房间亮灯，某些房间暗灯的效果。

然后计算机不断更改输出的0，1信号，那些相应的房间就会随之亮灯，灭灯，亮灯...


因为一般情况下对于一个大楼的电路控制，都应该由电脑或者电子系统完成，那么设计者应该会把所有的电灯开关的接口，都做到一起，然后再通过类似右图的cable接入电脑或者电控系统中，也就是上图中的桔黄色的“cable”。

当你知道这个cable是什么型号的时候，一切就都好办了。你可以把这个cable从原本的控制系统上拔下来，然后接到你自己的电路板里。如果我没有看错，上面那个视频里的人，也是这么做的。

2. 如何用大楼来玩贪吃蛇和坦克大战？
现在你已经明白了灯的开关原理，那么怎么来让这些房间的灯按照你的意愿开关呢？

如果你只想显示一个简单的图案，那么一块不到$0.5的集成电路芯片就能满足你的要求。

如果你想玩贪吃蛇和坦克大战，那么你需要一块左边的FPGA来自己编游戏程序，这块板子也有足够的接口让你输出信号。怎么给FPGA编程？那个需要你去修一门大学本科的400或500 level的课程。

另外插一句话，不要被视频里面那个硕大无比的电脑主板一样的电路板吓着了，真正的控制电路最多一个巴掌那么大，剩下的都是无线发收装置，只是用来操纵游戏杆的。

3.  最大的难点
尽管这个视频看起来很厉害，但在技术层面其实并不难。实际上，最大的难点就是如何获得电路控制室的钥匙，以及如何拿到电灯开关和房间位置的对应图。

在中国的话，估计把电路室管理员请出去吃一顿就可以搞定了。


后记：
我在读高中的时候，学校引入一套新的扩音器设备，即上下课的时候不再是刺耳的铃声，而是一段音乐。无奈那些音乐也是非常难听的。于是，当时正是仙剑迷的我和我的一个朋友，就打算去替换这个铃声。我的朋友刚好认识那个广播室的值班学生，他就把那个学生用问作业的方式骗出来。我则利用短暂的课间10分钟，在电脑上找到铃声文件的位置，然后用三寸盘（那时候还没有USB）替换成我事先准备好的仙剑的“雨蝶”。之后，每次下课就都是“雨蝶”了，一时间全年级的仙剑迷们都兴奋不已。

同理，这个行动最难的一部分，仍然与电路和计算机无关，而是如何把那个值班的学生引出来 :P