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一种操作便携的带智能裁判和棋子校准功能的军棋

一种操作便携的带智能裁判和棋子校准功能的军棋

  • 专利类型:发明专利
  • 有效期:2020-04-01至2022-04-01
  • 发布日期:2020-04-15
  • 技术成熟度:可以量产
交易价格: ¥350万元
  • 法律状态核实
  • 签署交易协议
  • 代办官方过户
  • 交易成功

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  • 技术(专利)类型 发明专利
  • 申请号/专利号 201410103035.8 
  • 技术(专利)名称 一种操作便携的带智能裁判和棋子校准功能的军棋 
  • 项目单位
  • 发明人 吴逢时 
  • 行业类别 人类生活必需品
  • 技术成熟度 可以量产
  • 交易价格 ¥350万元
  • 联系人 马春升
  • 发布时间 2020-04-01  
  • 01

    项目简介

    登录“优酷”,搜索“裁判军棋”,就能够马上找到:

    1.发明人在中国科学家论坛上作介绍该发明专利的报告的视频;

    2.样机进行裁判的视频;

    3.样机进行记忆棋子和识别棋子的视频;

    4.对样机进行综合使用的视频。

    本发明涉及一种操作便携的带智能裁判和棋子校准功能的军棋,包含:棋盘,其特征在于,所述军棋还包含:棋子和用于裁决双方棋子关系的裁判装置;所述不同名称的棋子采用重量进行区分;所述裁判装置包含:传感器,用于感知双方棋子的重量,并将得到的棋子重量转变为电压发送至控制模块;控制模块,用于基于棋子的重量得到双方棋子的名称,再基于名称判断双方棋子的输赢关系,并将输赢关系输入显示模块;显示模块,用于将双方棋子的输赢结果进行显示;其中,所述的棋子的名称包含:军旗、炸弹、工兵、地雷、司令、军长、师长、旅长、团长、营长、连长和排长。本发明还具备棋子校准功能,保证裁判装置长期使用,具有结构简单、使用方便的优点,有利于推广普及。


    The world’s best military chess with intelligent referee

    A military chess with intelligent referee and chess calibration function

    Invention patent No.: ZL 201410103035.8

    Inventor: Wu Fengshi

     

    Project introduction:

     1. The inventor was invited to make a special report on the invention patent at the 14th Chinese Scientists Forum held in Beijing in September 2017.        

     2. Won a silver medal at the 10th International Invention Exhibition held in Foshan in September 2018. (the largest international invention exhibition held in China)          

    3. Won a gold medal at the second China (Shanghai) International Innovation Exhibition in April 2018.

     

    The normal military chess requires a third person to be a referee given that the two players cannot see each other’s chess pieces. That means a third person must be available so that two persons are able play the game.  That’s why the military chess cannot become a two-player game or a four-player game like other chess categories, which has greatly affected its popularity.  This invention has several advantages – simple structure, low cost, stable long-term performance and the chess is extremely convenient to use. In the game, as soon as the chess pieces played by both sides are put on the tray, the result can be judged immediately. The invention has achieved significant progress in the related technology.

     

    Two innovations:         

    1. The chess referee has the function of memorizing chess pieces, based on the principle that each piece corresponds to a number, such as “1” for "military flag", “2” for “bomb" and “3” for "engineer". The memory function operates according to the order of 1 to 12, and the weight of 12 pieces is only different (the weight difference is greater than 0.5g), and there is no other requirement. The function allows the referee to remember the weight value of different pieces, so that the referee can remember the pieces forever, even when power supply is turned off. (In the process, it is also allowed that chess pieces with the same name have certain differences in weight. The referee relies on the software processing method to ensure accurate judgment).            

    2. There is no electronic component in chess pieces, which can be distinguished by the weight, which brings great convenience to production.

     

    Four advantages:    

     a. It's very convenient to use. (put chess pieces played by both sides on their respective pallets and judge the result immediately.)       

    b. The price is very low; (because the chess pieces do not contain any electronic components, the processing technology is very simple, and the domestic price of kitchen weighing sensor is very affordable, at about 10 yuan each. Other components are also very cheap.)           

    c. No need to worry about the loss or damage of chess pieces; (because of the original function of memorizing the chess pieces,  such pieces can be self-made, easy to be replaced by completely different chess pieces, which not only reduces the cost, but also effectively prevents cheating.)           

    d. We can create new ways of playing the chess. (because there is a one-to-one correspondence between the name and weight of chess pieces, it is very easy to change the pieces of both sides, greatly increasing the flexibility of the game.)   Compared with other products, the advantage of this military chess is that each chess piece has no difference except one side of the name (the other five sides are the same); the chess piece can be buckled and put like playing Mahjong, and when playing the four-nation military chess, there is no chance for anyone cheat.  The current prototype chess piece makes 12 round holes in a plastic square and makes 12 pieces of different weights by putting 1 to 12 small copper pillars of different numbers, and stick the side with the hole with a name tag. As there are several spare squares and some copper pillars, the chess piece with any name can be replaced at any time, avoiding the loss or damage. For other electronic military chess pieces, the whole box of military chess will become waste if individual pieces are damaged. This patented product can guarantee a pair of military chess to be used all the year round without worrying about the loss or damage of chess pieces.        

    I think there are following benefits of marketing this patented product. School children don’t have enough time to communicate and play with each other, and they could easily get addicted to the internet, which not only affects their vision, but also easily forms isolated characters. A cheap and practical electronic military chess like the patented product will enable children to sit down and play together. First, it help students become more intelligent, calm, enhance their overall thinking skills, and playing the four-nation military chess will cultivate their team spirit. Second, it can promote the friendship between students. This is really an attractive game for students.

    In China, there are at least 8 million fans of the military chess. If the patented chess can be produced and sold in large quantities, there will have big market potentials and strong sales. Now the prototype chess has been used in some official competitions and is very popular!    As the inventor of this unique chess product, I also hope to promote it to the world with the help of famous enterprises, so that people all over the world can love this game, for the benefit of mankind!

     


    展开
  • 02

    说明书

    技术领域
    本发明属于人类生活需品技术领域,特别涉及一种操作便携的带智能裁判和棋子校准功能的军棋。
    背景技术
    现在所使用的军棋,在两个人对弈过程中,为了随时判断双方棋子的相互关系,必须要有第三个人做裁判,如果当时找不到人做裁判,两个人就无法玩。就因为这一点,不能像其它棋类一样成为二人游戏,大大影响了军棋的普及。申请号为“02253999.9”,名称为“带智能裁判的军棋”的专利申请公开了一种军棋,但是这种军棋裁判时要在裁判器上对棋子进行插拔操作,使用很不方便,且接触点容易损坏,使用寿命相对较短;另外也没有棋子校准功能。
    发明内容
    本发明的目的在于,为了克服已有军棋的不足之处,本发明提供一种操作便携的带智能裁判和棋子校准功能的军棋。为了实现上述目的,本发明提供了一种操作便携的带智能裁判和棋子校准功能的军棋,包含:棋盘,所述军棋还包含:棋子和用于裁决双方棋子关系的判决装置;不同名称的棋子重量不同;所述判决装置包含:传感器,用于感知双方棋子的重量,并将得到的棋子重量转变为电压发送至控制模块;控制模块,用于基于棋子的重量得到双方棋子的名称,再基于名称判断双方棋子的输赢关系,并将输赢关系输入显示模块;显示模块,用于将双方棋子的输赢结果进行显示;其中,所述的棋子的名称包含:军旗、炸弹、工兵、地雷、司令、军长、师长、旅长、团长、营长、连长和排长。可选的,上述棋子内部嵌入体积相同,密度不同的物质;或所述棋子内部嵌入密度相同,体积不同的物质。可选的,上述控制模块包含:第一查询子模块,依据第一映射表查询并对比传感器输入的棋子重量值得到对应的棋子号,即把传感器采集的棋子重量值分别与第一映射表存储的各棋子重量值进行比较,当两者差值小于或等于设定阈值时,则对应得出该棋子的棋子号;其中,所述第一映射表为将各名称的棋子对应的重量与一个唯一的十六进制数相互对应的表格;所述的十六进制数为棋子号;合并模块,用于将双方的棋子号合并为一个字节;第二查询子模块,用于将合并模块得到的字节与第二映射表相对比,得到双方棋子的输赢关系;其中,所述的第二映射表为:将双方的十二个名称的棋子的棋子号两两组合得到的字节与输赢关系结果相对应的表。进一步可选的,上述军棋还包含裁判输入模块,用于当需要裁决结果时启动裁判功能。可选的,上述军棋还包含棋子校准模块,用于基于数码管指示的各棋子的棋子号校准各棋子的重量值,且采用EEPROM存储各个棋子的重量值,以便于进行校准。可选的,上述判决装置设置在一长方体上,长方体的上表面中心为一个放置待裁决棋子的平台,长方体上表面的一边设置校准棋子用的数码管、按键和指示灯,对边设置显示模块包含的显示裁决结果的5个指示灯;剩余两个对边分别设置裁判装置的判别操作按钮和操作成功指示灯;所述传感器、控制模块和显示模块均位于长方体的盒体内。与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明采用称重传感器、单片机及少量外围芯片和电路就实现了智能裁判的功能,具有整体结构简单、价格低廉、使用方便的优点,有利于推广普及。本发明为两个人可以按照正式规则进行比赛的军棋,四人军棋也同样适用。
    附图说明
    图1为本发明的实施例整体结构示意图,其中图1a是棋盘和棋子的布放示意图,图1b是内嵌了重量块的棋子,图1c是本发明的裁决装置的外部立体示意图。图2为本发明的判别装置实施例总体电路结构示意图。图3为本发明的判别装置实施例操作面板俯视图。图4为本发明的判别装置实施例的程序流程图。附图标识:1、棋盘2、棋子3、裁判器21、棋子外壳22、棋子内嵌金属块31、放棋子的平台32、按键33、LED指示灯34、数码管35、甲方棋手操作区36、乙方棋手操作区37、判定结果显示区38、校准操作显示区321、甲方棋手棋子判别键322、乙方棋手棋子判别键323、校准时棋子号切换键324、棋子校准确认键331、点亮表示甲方棋子已经判断成功332、点亮表示乙方棋子已经判断成功333、点亮表示乙方棋子吃掉或拼掉甲方棋子334、它与333同时点亮表示乙方棋子吃掉或拼掉甲方司令335、它与甲方一侧指示灯(336、337)同时亮表示甲方最终获胜,它与乙方一侧指示灯(333、334)同时亮表示乙方最终获胜337、点亮表示甲方棋子吃掉或拼掉乙方棋子336、它与337同时点亮表示甲方棋子吃掉或拼掉乙方司令338、闪烁2次表示放在平台上的棋子校准成功
    具体实施方式
    下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。本发明设计出一种操作便携的带智能裁判和棋子校准功能的军棋,通过一台小的带称重传感器和判决装置作裁判,就会用不同的指示灯显示出谁吃掉谁的棋子或者双方互杀等等需要判断的各种情况,这样使军棋成为真正的二人游戏,具有结构简单、使用方便的优点,有利于推广普及。另外,还用EEPROM存储棋子重量值,通过操作可对各个棋子进行校准,确保裁判器能够长期准确判别。本发明提供的判决装置包含:传感器,用于感知双方棋子的重量,并将得到的棋子重量转变为电压发送至控制模块;控制模块,用于基于棋子的重量得到双方棋子的名称,再基于名称判断双方棋子的输赢关系,并将输赢关系输入显示模块;显示模块,用于将双方棋子的输赢结果进行显示。所述控制模块包含:第一查询子模块,依据第一映射表查询并对比传感器输入的棋子重量值得到对应的棋子号,即把传感器采集的棋子重量值分别与第一映射表存储的各棋子重量值进行比较,当两者差值小于或等于设定阈值时,则对应得出该棋子的棋子号;其中,所述第一映射表为将各名称的棋子对应的重量与一个唯一的十六进制数相互对应的表格;所述的十六进制数为棋子号;合并模块,用于将双方的棋子号合并为一个字节;第二查询子模块,用于将合并模块得到的字节与第二映射表相对比,得到双方棋子的输赢关系;其中,所述的第二映射表为:将双方的十二个名称的棋子的棋子号两两组合得到的字节与输赢关系结果相对应的表。本发明设计的一种带智能裁判的军棋,包括棋盘和多个棋子,所述的每个棋子中根据棋子名称的不同嵌入相对应的不同重量的金属块,还包括一个判别装置,该装置主要由三部分组成,上方为一个放棋子的平台,平台下方接有称重传感器,再下方是支撑传感器的盒体。该盒体内有存储判别棋子相互关系程序的单片机及其外围电路,该外围电路与称重传感器相连。在盒体面板上安装有按键、指示灯和数码管,它们与单片机外围电路相连。上述的外围电路包括对称重传感器输出电压信号进行信号放大的调理电路、A/D转换电路、按键电路、指示灯电路、数码管电路、电可擦可编程只读存储器EEPROM,以及为单片机及其外围电路供电的电源等。本发明的工作原理为:每个棋子中根据棋子名称的不同嵌入相对应的不同重量的金属块,这样不同名称的棋子就有不同的重量。双方棋手按先后次序依次把棋子放在判别装置的平台上,即先放一个,拿下后再放一个,这个过程中要按各自的控制键进行采集判断,该装置就是通过称重传感器、电压调理电路分别把棋子的重量转换成模拟电压,并传给模数转换器(A/D)转换成电压值的数字量,由单片机控制采集和接收。事先在程序中建立一个棋子库(即基于棋子重量而采集的电压值与棋子号一一对应组成的第一映射表),不同的电压值对应不同的棋子号(为了编写程序方便,把不同的棋子用不同的十六进制数表示,称之为棋子号),单片机在分别采集到两个电压值后,通过与棋子库(即第一映射表)比对就能够知道双方是什么棋子,再用程序判断出双方棋子的各种关系情况,控制相应的指示灯亮,从而帮助双方棋手判断棋子的相互关系,完全可以起到裁判的作用。实施例图1a是棋盘和棋子外观示意图(与现有军棋外观及玩法相一致),图1b是内嵌了重量块的棋子,图1c是本发明的裁决装置的外部立体示意图。本实施例中判决装置的整个电路简图如图2所示,电路中主要包括以下元器件和电路,单片机AT89C51、称重传感器、信号放大调理电路、A/D转换器、晶振时钟电路、EEPROM芯片、I/O扩展芯片、4个控制按键、8个LED指示灯及1个七段数码管,其连接方式如图2所示,主要芯片及电路的作用具体介绍如下:单片机89C51:它集成了中央处理单元CPU、程序存储器、数据存储器、定时器和多种I/O接口,它具有许多适用于控制的指令和硬件支持,可以扩充各种接口芯片。称重传感器:其作用是把重力转换为电压信号,大致原理是,传感器弹性体采用优质专用金属材料,在应变敏感区域表面上粘贴四片(组)电阻应变计,组成惠斯登电桥,当受外力作用时,弹性体变形,引起两个电阻应变计拉伸,电阻值变大;另两个电阻应变计压缩,电阻值减少,使电桥失去平衡,输出与外力成正比的电压信号。信号放大调理电路:其作用就是把称重传感器输出的小的模拟电压信号通过放大、滤波等作用转换成A/D转换器能够识别的较大的模拟电压信号。A/D转换器:其作用是把放大调理电路输出的模拟电压转换成数字值,提供给单片机主芯片进行数字处理。本实施例用10位A/D转换器,分辨率=1/210=1/1024满量程,假设A/D转换器满度输入电压为5V,对应重量为10g,则分辨率为10g×1/1024≈0.01g。军棋中包括“军旗”“炸弹”“工兵”…”“司令”共12种名称的棋子,设对应棋子重量分别为3g、3.4g、3.8g…7.4g。因为最大称重10g对应转换后的数字量为1024(210),所以“军旗”(3g重)对应的A/D转换后数字量为:1024×3g/10g≈307=133H(16进制),以此方法可以算出其它棋子因重量不同而对应的不同数字值。单片机再利用所编程序把数字值转换为棋子号,为了编程方便,在程序中把军棋中的“军旗”、“炸弹”、“工兵”、“地雷”、“司令”…“排长”等12种棋子分别用01H、02H、03H、04H…0CH这12个16进制数代替,称为棋子号。棋子按名称对应的重量、转化成的数字量及对应的棋子号可用下面的表格表示:EEPROM:是电可擦可编程只读存储器,断电后数据不丢失的存储芯片,在这里的作用是存储每个棋子的重量值,因为该产品经长期使用后,称重传感器的性能可能会有所变化,这里特别设计了棋子校准功能,校准后可不受关机影响,长期保存准确的棋子重量值,确保产品长期使用后性能稳定如初。下面介绍本实施例的使用方法及过程:1.比赛裁判方法:开机后,所有指示灯和数码管无显示,把甲方棋子放在平台31上,按下甲方棋手操作区35的判断键321,裁判器判断出是什么棋子后指示灯331亮起;把甲方棋子拿下平台,再把乙方棋子放在平台31上,按下乙方棋手操作区36的判断键322,判断后指示灯332也亮起,表示已经比较出双方棋子关系,并把判定结果在结果显示区37用指示灯333、334、335、336、337显示出来,需要进行下一次判断,只需要重复上面的操作过程即可。以甲方为例说明裁判器所能判断出的各种情况:A、甲方一侧指示灯336、337都不亮,表示甲方棋子被乙方棋子吃掉。B、甲方一侧指示灯336、337中只有指示灯337亮,表示甲方棋子吃掉或者拼掉乙方棋子(乙方不是司令),所谓拼掉是指双方棋子均被吃掉。C、甲方一侧指示灯336、337全亮表示甲方棋子吃掉或拼掉乙方“司令”,按规则迫使乙方亮出“军旗”所在位置。D、甲方一侧指示灯336、337及中间的指示灯335全亮,表示甲方已经扛到“军旗”,最终获胜。乙方一侧指示灯333、334的显示情况与甲方相同,不再赘述。总之,通过5个指示灯的明、暗显示,完全可以明确表示出各种裁决结果,真正达到军棋裁判的要求。2.棋子校准方法:开机后,所有指示灯和数码管无显示,按下校准区38的切换键323进入校准状态,数码管341显示“1”,以后每按一次切换键323,数码管341显示数字按递增变化,分别为“2”、“3”…“b”、“c”,然后再从“1”开始循环,实际上是对应上述表中十二种棋子的棋子号,可以进行有选择的校准,如要校准棋子“师长”(棋子号为07H),只要连续按下切换键323,当数码管341显示“7”时,把名称为“师长”的棋子放在平台31上,并按下校准确认键324,指示灯338会闪动2次,表示校准成功,这样可以任意校准每种名称的棋子,校准结束后如需要开始裁判工作,只需关机后重新开机即可。为了实现上述的裁判功能和校准功能,单片机的工作流程应该按照程序框图(图4)所示,具体包含:第01步骤,程序初始化;第02步骤,让所有指示灯及数码管处于熄灭状态;第03步骤,判断甲方棋手棋子判别键321是否按下,如果按下则跳到第05步骤(进入裁判操作状态),否则向下执行;第04步骤,判断校准切换键323是否按下,如果按下则跳到第13步骤(进入校准操作状态),否则跳回到第03步骤;第05步骤,采集甲方棋子重量值,把该值与EEPROM中的棋子库(即,第一映射表)进行比较,得到棋子号并保存,再点亮甲方操作完成指示灯331;第06步骤,判断乙方棋手判别键322是否按下,如果按下,就执行第07步骤,否则循环执行第06步骤;第07步骤,采集乙方棋子重量值,把该值与EEPROM中的棋子库(即,第一映射表)进行比较,得到棋子号并保存,再点亮乙方操作完成指示灯332;第08步骤,把前面得到的双方棋子号合并成一个字节(棋子关系字节);第09步骤,把棋子关系字节与程序存储器中的棋子关系库(即,第二映射表)进行比较,得到相对应的处理程序入口地址;第10步骤,跳入处理程序入口地址,控制“结果显示区”5个指示灯333、334、335、336、337的开或关,显示判别结果;第11步骤,判断甲方棋手棋子判别键321是否按下,如果按下则跳到第12步骤,否则循环执行第11步骤;第12步骤,关掉所有指示灯,跳回到第05步骤;第13步骤,棋子号值设为“0H”;第14步骤,判断棋子号是否为“0CH”,如果是则跳到第16步骤,否则向下执行;第15步骤,棋子号值加1,跳到第17步骤;第16步骤,棋子号值设为“01H”;第17步骤,用数码管341显示棋子号值;第18步骤,判断校准确认键324是否按下,如按下则执行第20步骤,否则向下执行;第19步骤,判断校准切换键323是否按下,如按下则执行第14步骤,否则跳回到第18步骤;第20步骤,操作A/D采集出棋子的重量值,并把该数据存入片外EEPROM上棋子库对应该棋子号的地址中,再控制指示灯338闪烁2次,最后跳回到第18步骤。下面只对几个关键步骤作详细说明:A.所谓“A/D采集的重量值与EEPROM的棋子库进行比对”,是指分别把每个棋子号所保存在EEPROM对应位置的重量值取出来与刚采集的重量值进行比较,只要正负误差在0AH(16进制)之内,就认定所称重棋子对应该棋子号,如果不在误差之内,就按棋子号顺序依次从EEPROM中取出相应重量值继续进行对比,直到找到为止。例如棋子号07H(“师长”)在EEPROM中所存重量值为229H(16进制),对应重量5.40g,只要所称棋子重量值在21FH~233H之间,对应实际重量为:5.30g~5.50g,就认定放在平台31上的是07H号棋子(“师长”),所以所测棋子与校准值有正负0.1g以内的误差,也不会影响判断结果,可以有很好的冗余度。B.所谓“把双方棋子合并成一个字节”是指假如甲方棋子为“工兵”(棋子号03H),乙方棋子为“地雷”(棋子号04H),则合并成一个字节为34H,在这里称之为棋子关系字节。C.“把棋子关系字节与棋子关系库(即,第二映射表)进行比较”中提到的棋子关系库(即,第二映射表)是指:把双方棋子各种关系,如“工兵(03H)”对“地雷(04H)”(关系字节为34H),“司令(05H)”对“军长(06H)”(关系字节为56H)等等各种情况组织成对应的表,用一个查表子程序就可以依据棋子关系字节找到相关的处理程序入口地址,最后程序跳入处理程序中控制5个指示灯的明或暗,为双方棋手显示出判断结果。最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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