一种基于Fibonacci数列的时钟计时方法及装置

技术领域

本发明涉及一种时钟产品，具体涉及一种基于Fibonacci数列的时钟计时方法及装置。

背景技术

在人们的日常生活中，时钟作为度量时间的工具，起着至关重要的作用。传统时钟主要有两种形态：机械式和电子显示式，机械式时钟通过时、分、秒指针来刻度时间，而电子屏或数码管则采用电子显示方式，这些设计虽然为用户提供了直观的时间刻度，但在产品的趣味性和用户体验上显得单调。

斐波那契数列，又被称为黄金分割数列，是由数学家莱昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例而引入的，因此也被称为“兔子数列”，其特点是每个数都是前两个数的和，具体为：1、1、2、3、5、8、13、21、34……等。此数列的递推方法定义为：F(0)=1，F(1)=1, F(n)=F(n- 1)+F(n - 2)（其中，n ≥ 2，n ∈ N*）。

基于Fibonacci数列的时钟设计已在市场上出现，最为知名的设计可能是Philippe Chrétien于2015年在创客平台发布的Fibonacci时钟，这款时钟采用了五个色块（对应于数列中的1，1，2，3，5）和四种颜色（红、绿、蓝、白）来表示时间。其定义了小时数=红+蓝；分钟数=(绿+蓝)*5，但这种设计方式仅能显示5的倍数为分钟的时间刻度，如1:05，1:10等，无法显示1:05至1:10之间的具体时间，例如1：08分就不能在该时钟显示，因此存在精确性的问题。

除了Chrétien的设计外，还有一些其他基于Fibonacci数列的时钟产品。但这些设计要么过于简单，像Philippe Chrétien的产品那样，只能实现5分钟为最小计时单位；要么过于复杂，像江苏中教科信息技术有限公司的时钟装置，为消费者提供了繁琐的产品界面，而且其分钟数余数的计时方法偏离了Fibonacci数列的原始数学表达。

虽然Fibonacci数列在时钟设计上提供了一种新颖的视角，但现有的设计方案在精确性、界面设计以及用户体验上仍存在一些不足。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于Fibonacci数列的时钟计时方法及装置，将计时算法取Fibonacci数列前六位（1，1，2，3，5，8），以这6组数依次作为对应正边形的边长，形成6个正方形的色块组合，能做到对时间的对应显示，符合人们对时间的表达习惯；同时该算法简洁高效，仅需6个色块，以6种色彩实现对时间的显示，产品有较强呈现力，新颖有趣，同时兼具时钟实用性，有效解决现有技术中存在的诸多不足。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种基于Fibonacci数列的时钟计时方法，采用Fibonacci数列前六位数字为依据，形成六个正方形色块组合，其中第一色块区域对应边长1，第二色块区域对应边长1，第三色块区域对应边长2，第四色块区域对应边长3，第五色块区域对应边长5，第六色块区域对应边长8；

具体步骤如下：

a) 提供六个正方形色块，每个色块对应Fibonacci数列的一个数字，分别为1, 1,2, 3, 5, 8；

b) 根据当前的小时数，选择相应的红色和蓝色色块组合的边长值之和来表示；

c) 根据当前的分钟数，选择相应的绿色和蓝色色块边长值组合运算，并通过黄色和紫色色块边长值进行微调表示；

d) 使用七彩LED灯阵列，根据所选色块的颜色和位置，显示对应的时间。

作为优选的技术方案，其中所述的六个色块区域背后配有七彩LED灯阵列，该LED灯阵列能够使色块分别显示红、绿、蓝、黄、紫、白六种色彩。

作为优选的技术方案，时钟的小时数由红色和蓝色色块区域的边长值之和确定；分钟数由绿色和蓝色色块区域的边长值之和乘以5再加上黄色色块区域的边长值并减去紫色色块区域的边长值确定。

作为优选的技术方案，白色色块区域不参与小时数和分钟数的计算。

作为优选的技术方案，其中装置具有夜灯模式，能够在暗光条件下提供照明。

作为优选的技术方案，配有一控制单元，用于根据时间值调整每个色块区域的显示色彩，以实现时间的显示。

作为优选的技术方案，配备音效反馈功能，当时间变更或进行设置时，发出特定的音效以通知用户。

本发明的一种基于Fibonacci数列的时钟计时方法的程序，用于控制LED灯阵列，使色块区域显示相应的色彩组合以表示特定的时间点，该程序能够对应0：00~12：59分时间范围内以分钟为单位的780个时间点。

本发明的一种基于Fibonacci数列的时钟计时装置，包含实物边框，在实物边框中间形成的空间区域内设置六个正方形色块区域，六个正方形色块区域包括第一色块区域、第二色块区域、第三色块区域、第四色块区域、第五色块区域以及第六色块区域；

其中，第一色块区域对应边长1，第二色块区域对应边长1，第三色块区域对应边长2，第四色块区域对应边长3，第五色块区域对应边长5，第六色块区域对应边长8，每个色块区域均由七彩LED灯阵列控制以显示不同色彩。

作为优选的技术方案，其中每个色块区域背后设有七彩LED灯阵列，能够使色块区域分别显示红、绿、蓝、黄、紫、白六种色彩。

本发明的有益效果是：本发明的计时算法采用Fibonacci数列前六位（1，1，2，3，5，8）设计，能够实现0:00到12:59的时间范围内以分钟为单位的精确显示，满足日常计时需求；

本发明结合数学的Fibonacci数列和颜色变化的设计，既满足了消费者对时间的习惯性表达，同时也带来了产品对时间点多种显示色彩变化的感官体验，激发对数学和时间的思考。

通过仅6个色块的设计实现了时间的完整表示，相比其他市面上的Fibonacci时钟产品，这一算法既简单又高效，能够取得较好的平衡；相较于传统时钟和其他Fibonacci时钟，本发明具有更高的创新性，以新颖的方式实现时间的显示，满足了消费者对产品在趣味性与实用性上的要求。

本发明不仅提供了一种新颖别致的时钟产品，同时也可能带来良好的社会和经济回报，采用七彩LED灯阵列，可根据需要灵活改变颜色，为产品增加了额外的吸引力和可调性，避免了过于复杂或简单的界面设计，为用户带来直观且清晰的时间显示。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的产品实际呈现的效果图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1所示，本发明提出了一种基于Fibonacci数列的时钟计时方法和装置，通过特殊的色块组合来表示时间。

本实施例中，在实物边框700中间形成的空间区域内设置六个正方形色块区域，六个正方形色块区域包括第一色块区域100、第二色块区域200、第三色块区域300、第四色块区域400、第五色块区域500以及第六色块区域600。

首先，此时钟的设计基于Fibonacci数列的前六位数字，形成了六个正方形色块组合。具体地，第一色块区域100对应边长1，第二色块区域200对应边长1，第三色块区域300对应边长2，第四色块区域400对应边长3，第五色块区域500对应边长5，第六色块区域600对应边长8。

为了提供更丰富的视觉体验，每个色块区域背后都配备了七彩LED灯阵列。这些LED灯阵列使得色块能够独立地显示红、绿、蓝、黄、紫、白中的一种色彩。特别地，白色色块区域在计时中不参与小时和分钟的计算，但在某些模式下，如夜灯模式，可以为用户提供照明功能。

提出了一种基于Fibonacci数列的时钟计时方法和装置，通过特殊的色块组合来表示时间。

首先，本发明的时钟的设计基于Fibonacci数列的前六位数字，形成了六个正方形色块组合。

具体地，第一色块区域对应边长1，第二色块区域对应边长1，第三色块区域对应边长2，第四色块区域对应边长3，第五色块区域对应边长5，第六色块区域对应边长8。

为了提供更丰富的视觉体验，每个色块区域背后都配备了七彩LED灯阵列，这些LED灯阵列使得色块能够独立地显示红、绿、蓝、黄、紫、白中的一种色彩，特别地，白色色块区域在计时中不参与小时和分钟的计算，但在某些模式下，如夜灯模式，可以为用户提供照明功能；

另外，灯阵列能够调整亮度，不仅能在光线充足的环境下清晰显示，还能在昏暗的环境中提供舒适的视觉体验。

其中，六个正方形色块的表面采用半透明材料制成，使得LED灯阵列发出的光能均匀透过，为用户提供柔和的视觉效果，色块间的分隔线细致且清晰，有助于用户快速识别每一个色块。

在本发明中，用户可通过一个触摸屏或物理按钮或手机平板蓝牙连接来设置时间，调整亮度和选择显示模式，配备有自动调节亮度功能，可以根据环境亮度自动调整LED的亮度。当用户调整或设置时间时，控制单元根据当前的小时和分钟数，通过预设的算法逻辑，控制各色块的颜色和状态

整个时钟可以通过USB、电池或直接的电源插头供电，为用户提供多种选择，并具有节能模式，当用户不需要查看时间时，可以将其设置为待机状态，此时LED灯阵列的功耗极低。

实施例

如图2所示，要表示时间3:28：

公式：

1)小时数=（红+蓝）色块边长值之和，

2)分钟数=（绿+蓝）色块边长值之和*5+黄（色块边长）-紫（色块边长）。

所以，具体显示为：

色块1（边长1）：红色

色块2（边长1）：黄色

色块3（边长2）：蓝色

色块4（边长3）：白色

色块5（边长5）：绿色

色块6（边长8）：紫色。

根据上述定义：

小时数=（红+蓝）色块边长值之和，即小时数为：1+2=3

分钟数=(绿色 + 蓝色) * 5 + 黄色 - 紫色=（5+2）*5+1-8=28

所以，实施例1得出的时间是：3:28

实施例

要表示时间4：21：

公式：

1)小时数=（红+蓝）色块边长值之和，

2)分钟数=（绿+蓝）色块边长值之和*5+黄（色块边长）-紫（色块边长）。

所以，具体显示为：

色块1（边长1）：红色

色块2（边长1）：黄色

色块3（边长2）：绿色

色块4（边长3）：蓝色

色块5（边长5）：紫色

色块6（边长8）：白色。

根据上述定义：

小时数 = 红色 + 蓝色 = 1 + 3 = 4

分钟数 = (绿色 + 蓝色) * 5 + 黄色 - 紫色 = (2 + 3) * 5 + 1 - 5 = 25 +1 - 5 = 21

所以，实施例2得出的时间是：4:21

实施例

要表示时间：6:33

公式：

1)小时数=（红+蓝）色块边长值之和，

2)分钟数=（绿+蓝）色块边长值之和*5+黄（色块边长）-紫（色块边长）。

所以，具体显示为：

色块1（边长1）：黄色

色块2（边长1）：红色

色块3（边长2）：绿色

色块4（边长3）：紫色

色块5（边长5）：蓝色

色块6（边长8）：白色

计算如下：

小时数 = 红色 + 蓝色 = 1 + 5 = 6

分钟数 = (绿色 + 蓝色) * 5 + 黄色 - 紫色 = (2 + 5) * 5 + 1 - 3 = 35 +1 - 3 = 33

所以，实施例3得出的时间是：6:33

实施例

要表示时间：2:17

公式：

1)小时数=（红+蓝）色块边长值之和，

2)分钟数=（绿+蓝）色块边长值之和*5+黄（色块边长）-紫（色块边长）；

色块1（边长1）：黄色

色块2（边长1）：黄色

色块3（边长2）：红色

色块4（边长3）：绿色

色块5（边长5）：白色

色块6（边长8）：白色

计算如下：

小时数 = 红色 + 蓝色 = 2 + 0 = 2

分钟数 = (绿色 + 蓝色) * 5 + 黄色 - 紫色 = (3 + 0) * 5 + 1+1 - 0 = 15+ 2 - 0 = 17

所以，实施例4得出的时间是：2:17

通过这种方法，本发明可以将时间的概念与Fibonacci数列相结合，为用户提供一种新颖且具有教育意义的时钟产品。

本发明的计时算法采用Fibonacci数列前六位（1，1，2，3，5，8）设计，能够实现0:00到12:59的时间范围内以分钟为单位的精确显示，满足日常计时需求；

本发明结合数学的Fibonacci数列和颜色变化的设计，既满足了消费者对时间的习惯性表达，同时也带来了产品时间点多种显示色彩变化的感官体验，激发对数学和时间的思考。

通过仅6个色块的设计实现了时间的完整表示，相比其他市面上的Fibonacci时钟产品，这一算法既简单又高效，能够取得较好的平衡；相较于传统时钟和其他Fibonacci时钟，本发明具有更高的创新性，以新颖的方式实现时间的显示，满足了消费者在趣味性与实用性上的要求。

本发明算法共计有6个显示色块，色块通过背后的LED灯可以呈现不同的色彩组合，因此整个色彩的显示组合在红、绿、蓝、黄、紫、白色彩下，共计有6的6次方种，即46656种组合，在程序中保留有用的组合，可以实现对0：00~12：59分任意以分钟为单位的780个时间点对应起来。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。