在基于mqtt通信协议的物联网智能设备灯控系统的实现中，用户需求是能够在移动端和PC端都可以方便控制家里的客厅灯光照明（100W/220V交流），并获得客厅灯光的状态。请说出在对比了几种开源硬件、对比基于Arduino的开发和基于SDK的开发后的硬件设计和软件设计的思路。画出原理图并描述原理图设计（分模块设计可以划分为电源模块、传感器模块，主控模块，通信模块，人机交互模块和功率输出模块等）。根据原理图画出PCB图，并说明板形状设计的理由、能否使用多层板、如何布局和如何走线。

非常感谢您的问题，我会尽力回答。在设计这个基于mqtt通信协议的物联网智能设备灯控系统时，我们需要考虑硬件和软件两个方面。

硬件设计方面，我们需要选择合适的开源硬件来实现这个系统。经过对比，我们可以选择基于ESP32或者ESP8266的开源硬件，因为它们具有较强的处理能力和低功耗的特点。在电源模块方面，我们可以采用220V AC电源输入，通过稳压、降压、整流等电路将其转换为5V或3.3V DC电源，以供其他模块使用。在传感器模块方面，我们需要添加一个光敏电阻，用于检测环境光线强度，以便自动调节灯光亮度。在主控模块方面，我们可以使用ESP32或ESP8266微控制器，它们可以通过WiFi连接到MQTT代理服务器，以实现远程控制，还可以通过串口连接到PC端，以实现局域网控制。在通信模块方面，我们需要添加一个WiFi模块，以实现与MQTT代理服务器的通信。在人机交互模块方面，我们可以添加一个按钮和一个LED灯，用于手动控制灯光开关状态和显示当前灯光状态。在功率输出模块方面，我们可以使用一个继电器模块，以实现对灯光的控制。

软件设计方面，我们需要编写控制程序，实现灯光的控制和状态的获取。我们可以选择使用基于Arduino的开发或者基于SDK的开发，根据具体情况选择合适的开发方式。我们需要使用MQTT客户端库，通过WiFi模块连接到MQTT代理服务器，接收来自移动端和PC端的控制指令，并控制继电器模块实现对灯光的控制。同时，我们需要编写程序读取光敏电阻的数据，以自动调节灯光亮度。我们还需要编写程序读取按钮状态，以实现手动控制灯光开关状态，并通过LED灯显示当前灯光状态。

以下是这个系统的原理图设计：


这个系统的原理图可以分为电源模块、传感器模块、主控模块、通信模块、人机交互模块和功率输出模块等六个模块。

在PCB图设计方面，我们可以选择使用双面PCB板，因为这个系统的电路比较简单，双面PCB板能够满足需求。在布局方面，我们需要将不同的模块分开布局，以减少干扰。在走线方面，我们需要遵循最短路径的原则，以减少信号的衰减。以下是这个系统的PCB图设计：


这个系统的PCB板形状可以选择矩形形状，因为它易于制造和安装，而且可以与其他电路板组合使用。