專利名稱：一種無線電子骰子游戲系統(tǒng)的實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以IEEE 802. 15. 4協(xié)議為基礎(chǔ)的無線星型網(wǎng)絡(luò)游戲系統(tǒng)，特別是一種無線電子骰子游戲系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
目前市 場上使用到骰子的游戲有兩種，一種是實際的骰子，用戶可以拋擲，并讀取朝上一面的點數(shù)，然后繼續(xù)游戲，用戶需要備有其他物品以供游戲使用，這期間不涉及電子設(shè)備如PC、pad的使用。另一種是在PC或pad上模擬骰子，所有游戲過程均在電子設(shè)備上實現(xiàn)，用戶只需要有一個PC或pad，不需要其他任何物品。但對于很多人來說，還是希望能夠拋擲實際的骰子，但又最好不需要準備其他物品，除了拋擲骰子外，其他游戲過程均可在電子設(shè)備上實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)無線電子骰子游戲系統(tǒng)的方法，該方法可使用戶拋擲實際的骰子，但游戲的其他過程均在電子設(shè)備PC或pad上實現(xiàn)。實現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是
一種無線電子骰子游戲系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，該方法包括以下具體步驟
a、設(shè)置無線電子骰子
無線電子骰子由一個中空殼體和一塊電路板組成，電路板設(shè)置在中空殼體內(nèi)，中空殼體表面分別設(shè)有不同點數(shù)，電路板由一個帶有無線射頻模塊的低功耗微控制器及一個重力加速度傳感器組成，使用鈕扣電池供電，低功耗微控制器和重力加速度傳感器之間采用I2C接口進行通信；
b、設(shè)置USB無線適配器
USB無線適配器由一個塑料外殼和一塊電路板組成，電路板設(shè)置于塑料外殼內(nèi)，電路板由一個帶有無線射頻模塊的低功耗微控制器及一個USB轉(zhuǎn)串口芯片組成，使用USB供電，低功耗微控制器和USB轉(zhuǎn)串口芯片之間采用UART接口進行通信；
C、設(shè)置輔助設(shè)備 采用PC或pad為輔助設(shè)備； d、通訊方式
無線骰子與USB無線適配器之間采用802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)進行通信;USB無線適配器與電子設(shè)備之間采用USB接口進行通信；
e、實施游戲
i、通電后，無線電子骰子進入802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)；USB無線適配器連接電子輔助設(shè)備后，收到用戶的啟動命令后，再加入802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)；
、用戶拋擲無線電子骰子，重力加速度傳感器發(fā)送中斷信號給低功耗微控制器，該微控制器執(zhí)行感應(yīng)算法，計算無線電子骰子動作、點數(shù)，并將結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給USB無線適配器；
iii、USB無線適配器的 配對將所收到的無線電子骰子發(fā)送的消息傳遞給PC或pad用戶交互程序，以顯示給用戶；用戶決定與哪些無線電子骰子配對，然后發(fā)送命令給USB無線適配器，USB無線適配器將確定配對的無線電子骰子的唯一 ID寫入flash ；
f、所有通過802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)傳遞的消息進行AES加密。所述微控制器執(zhí)行感應(yīng)算法是無線電子骰子每拋擲一次，重力加速度傳感器檢測到后，便發(fā)送一次中斷信號給低功耗微控制器，低功耗微控制器便設(shè)置一次定時器，當(dāng)定時器到時后，低功耗微控制器讀取N次重力加速度傳感器的X軸、y軸、z軸的加速度值，若某個軸加速度的第一次和第N次的差值小于V，則判斷無線電子骰子的拋擲過程結(jié)束，低功耗微控制器讀取重力加速度傳感器的點數(shù)即無線電子骰子的點數(shù)。本發(fā)明可使用戶拋擲實際的骰子，但游戲的其他過程均在電子設(shè)備PC或pad上實現(xiàn)。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)框 圖2為本發(fā)明無線電子骰子內(nèi)部結(jié)構(gòu)框 圖3為本發(fā)明USB無線適配器結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式參閱圖1，本發(fā)明的系統(tǒng)包括無線電子骰子、USB無線適配器和PC或pad。骰子是由用戶拋擲的實際的骰子，USB無線適配器是插在PC或pad上的接收設(shè)備。當(dāng)用戶將無線電子骰子拋擲完畢后，無線電子骰子能夠檢測到當(dāng)前的點數(shù)，然后通過IEEE 802. 15. 4無線網(wǎng)絡(luò)將點數(shù)發(fā)送給USB無線適配器，USB無線適配器再將點數(shù)傳送給PC或pad程序。無線電子骰子和USB無線適配器之間使用802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)進行通信，USB無線適配器和PC或pad之間使用USB接口進行通信。參閱圖2，本發(fā)明的無線電子骰子由一個中空殼體和一塊電路板組成，電路板設(shè)置在中空殼體內(nèi)，電路板由一個帶有無線射頻模塊的低功耗微控制器及一個重力加速度傳感器組成，使用鈕扣電池供電，低功耗微控制器和重力加速度傳感器之間采用I2C接口進行通信；
軟件部分使用IEEE 802. 15. 4協(xié)議作為物理層和鏈路層模型，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了應(yīng)用層功能。軟件功能均在低功耗微控制器中實現(xiàn)。給鈕扣電池充電，到達無線電子骰子的低功耗微控制器的工作電壓后，無線電子骰子開始工作。首先，無線電子骰子進入網(wǎng)絡(luò)ID為0x8001(該值可以改變)、網(wǎng)絡(luò)信道為26(該值可以改變)的IEEE 802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)，并生成一個16位的隨機數(shù)作為自己的網(wǎng)絡(luò)地址。由于無線電子骰子是電池供電，所以為了節(jié)約電量，無線電子骰子將進入睡眠模式。當(dāng)用戶拋擲無線電子骰子時，重力加速度傳感器檢測到翻轉(zhuǎn)，就會發(fā)送中斷信號給低功耗微控制器，該微控制器從睡眠中醒來，并設(shè)定一個定時IOOms的定時器。如果定時器到時之前微控制器又收到了一個從重力加速度傳感器傳來的中斷信號，則微控制器重新設(shè)定定時器，即從此刻開始定時100ms。當(dāng)定時器到時后，微控制器讀取N次重力加速度傳感器的X軸、y軸、Z軸的加速度值，如果某個軸加速度的第一次和第N次的差值小于V，則判斷無線電子骰子的拋擲過程已經(jīng)結(jié)束了，微控制器就讀取重力加速度傳感器的點數(shù)，并發(fā)送給USB無線適配器。如果三個軸加速度的第一次和第N次的差值都不小于V，則判斷骰子的拋擲過程還未結(jié)束，不發(fā)送任何信息給USB無線適配器。無論哪種情況，無線電子骰子都將返回睡眠模式。無線電子骰子發(fā)送給USB無線適配器的消息中除了當(dāng)前的點數(shù)外，還有自己的擴展地址(全球唯一的ID)及當(dāng)前電池剩余電量。骰子發(fā)送消息之前先使用AES算法將消息加密。參閱圖3，本發(fā)明的USB無線適配器由一個塑料外殼和一塊電路板組成，電路板設(shè)置于塑料外殼內(nèi)，電路板由一個帶有無線射頻模塊的低功耗微控制器及一個USB轉(zhuǎn)串口芯 片組成，使用USB供電，低功耗微控制器和USB轉(zhuǎn)串口芯片之間采用UART接口進行通信。軟件部分使用IEEE 802. 15. 4協(xié)議作為物理層和鏈路層模型，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了應(yīng)用層功能。軟件功能均在微控制器中實現(xiàn)。USB無線適配器插入PC或pad后,PC或pad通過USB接口為其供電。USB無線適配器不會自動加入網(wǎng)絡(luò)，也不進入睡眠模式。用戶通過PC或pad用戶交互程序向USB無線適配器發(fā)送命令啟動USB無線適配器、進入配對狀態(tài)、查看配對表、取消配對、退出配對狀態(tài)、關(guān)閉USB無線適配器。USB轉(zhuǎn)串口芯片能夠在PC或pad上實現(xiàn)一個虛擬串口，使得USB無線適配器和PC或pad在硬件上通過USB接口連接，但在軟件上使用串口通信。收到啟動USB無線適配器命令后，USB無線適配器將加入網(wǎng)絡(luò)，ID為0x8001、網(wǎng)絡(luò)信道為26的IEEE 802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)，并選擇0x0000作為自己的網(wǎng)絡(luò)地址。收到進入配對狀態(tài)命令后，USB無線適配器將進入配對狀態(tài)，此時USB無線適配器將會把所有無線電子骰子發(fā)送的消息都發(fā)送給PC或pad用戶交互程序。收到查看配對表命令后，USB無線適配器將會把自己flash中的配對表發(fā)送給PC或pad用戶交互程序。收到取消配對命令后，USB無線適配器將會把PC或pad用戶交互程序指定的某條配對信息從配對表中刪除。收到退出配對狀態(tài)命令后，USB無線適配器將會退出配對狀態(tài)，用戶可以選擇是否把新的配對表寫入flash，此時USB無線適配器只會把位于配對表中的無線電子骰子發(fā)送的消息發(fā)送給PC或pad用戶交互程序。收到關(guān)閉USB無線適配器消息后，USB無線適配器將不再把接收到的消息發(fā)送給PC或pad用戶交互程序。接收到無線電子骰子發(fā)送的消息后，USB無線適配器首先使用AES算法進行解密。如果USB無線適配器在配對狀態(tài)，則將消息發(fā)送給PC或pad用戶交互程序，如果USB無線適配器不在配對狀態(tài)，則查看配對表，判斷發(fā)送消息的無線電子骰子的擴展地址是否在配對表中，如果在，就發(fā)送消息給PC或pad用戶交互程序，否則，就忽略這個消息。配對表中存有與該USB無線適配器配對過的無線電子骰子的擴展地址。配對表一共能夠存儲三個這樣的地址，即一個USB無線適配器能與三個骰子配對。
實施例
無線電子骰子通電后進入ID為0x8001、網(wǎng)絡(luò)信道為26的IEEE 802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)，并生成一個16位的隨機數(shù)作為自己的網(wǎng)絡(luò)地址。然后進入睡眠狀態(tài)。拋擲無線電子骰子，重力加速度傳感器檢測到轉(zhuǎn)動后，發(fā)送中斷信號給微處理器，微處理器從睡眠中醒來，然后設(shè)置定時器定時100ms。如果定時器到時之前微控制器又收到了一個從重力加速度傳感器傳來的中斷信號，則微控制器重新設(shè)定定時器，即從此刻開始定時100ms。當(dāng)定時器到時后，微控制器讀取20次重力加速度傳感器的X軸、y軸、z軸的加速度值，如果某個軸加速度的第一次和第20次的差值小于0x0100，則判斷骰子的拋擲過程已經(jīng)結(jié)束了，微控制器就讀取重力加速度傳感器的點數(shù)，并發(fā)送給USB無線適配器。如果三個 軸加速度的第一次和第20次的差值都不小于0x0100，則判斷骰子的拋擲過程還未結(jié)束，不發(fā)送任何信息給USB無線適配器。無線電子骰子發(fā)送給USB無線適配器的消息格式如下。
Octet*! I 2 Γ Γ 2 Γ 2 I 2 Γ~I~I I Γ~2 Γ 2 "
S mmmmm源&絡(luò)載荷源擴展點數(shù)電量
制域列號 pan 地址地址類型地址 ID
頭部I載#無線電子骰子發(fā)送消息之前先使用AES算法將載荷部分加密。定時器到時事件處理完畢后，無線電子骰子將返回睡眠模式。USB無線適配器插入PC后，首先配置串口，然后從flash中讀出配對表。然后等待PC用戶交互程序的命令或無線電子骰子發(fā)送消息。接收到無線電子骰子發(fā)送的消息后，USB無線適配器首先進行AES解密。如果此時USB無線適配器處于配對狀態(tài)，那么USB無線適配器就將這個骰子的擴展地址存入臨時配對表中，并向PC用戶交互程序發(fā)送字符串“AT&索引&擴展地址&點數(shù)&電量”。如果此時USB無線適配器不處在配對狀態(tài)，那么USB無線適配器就判斷這個骰子的擴展地址是否在配對表中，如果在，就向PC用戶交互程序發(fā)送字符串“AT&擴展地址&點數(shù)&電量”，否則，就忽略這個消息。PC用戶交互程序收到USB無線適配器發(fā)送的消息后，將在游戲界面上顯示當(dāng)前骰子的點數(shù)及其電池電量。另外PC用戶交互程序還可以發(fā)送命令給USB無線適配器，命令定義如下。I)啟動USB無線適配器
權(quán)利要求
1. 一種無線電子骰子游戲系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于該方法包括以下具體步驟 a、設(shè)置無線電子骰子 無線電子骰子由一個中空殼體和一塊電路板組成，電路板設(shè)置在中空殼體內(nèi)，中空殼體表面分別設(shè)有不同點數(shù)，電路板由一個帶有無線射頻模塊的低功耗微控制器及一個重力加速度傳感器組成，使用鈕扣電池供電，低功耗微控制器和重力加速度傳感器之間采用I2C接口進行通信； b、設(shè)置USB無線適配器 USB無線適配器由一個塑料外殼和一塊電路板組成，電路板設(shè)置于塑料外殼內(nèi)，電路板由一個帶有無線射頻模塊的低功耗微控制器及一個USB轉(zhuǎn)串口芯片組成，使用USB供電，低功耗微控制器和USB轉(zhuǎn)串口芯片之間采用UART接口進行通信；C、設(shè)置輔助設(shè)備 采用PC或pad為輔助設(shè)備； d、通訊方式 無線骰子與USB無線適配器之間采用802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)進行通信;USB無線適配器與電子設(shè)備之間采用USB接口進行通信；e、實施游戲 1、通電后，無線電子骰子進入802.15.4網(wǎng)絡(luò)；USB無線適配器連接輔助設(shè)備后，收到用戶的啟動命令后，再加入802. 15.4網(wǎng)絡(luò)； 、用戶拋擲無線電子骰子，重力加速度傳感器發(fā)送中斷信號給低功耗微控制器，該微控制器執(zhí)行感應(yīng)算法，計算無線電子骰子動作、點數(shù)，并將結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給USB無線適配器； iii、USB無線適配器的配對將所收到的無線電子骰子發(fā)送的消息傳遞給PC或pad用戶交互程序，以顯示給用戶；用戶決定與哪些無線電子骰子配對，然后發(fā)送命令給USB無線適配器，USB無線適配器將確定配對的無線電子骰子的唯一 ID寫入flash ； f、所有通過802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)傳遞的消息進行AES加密。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實現(xiàn)方法，其特征在于所述微控制器執(zhí)行感應(yīng)算法是無線電子骰子每拋擲一次，重力加速度傳感器檢測到后，便發(fā)送一次中斷信號給低功耗微控制器，低功耗微控制器便設(shè)置一次定時器，當(dāng)定時器到時后，低功耗微控制器讀取N次重力加速度傳感器的X軸、y軸、z軸的加速度值，若某個軸加速度的第一次和第N次的差值小于V，則判斷無線電子骰子的拋擲過程結(jié)束，低功耗微控制器讀取重力加速度傳感器的點數(shù)即無線電子骰子的點數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線電子骰子游戲系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，該方法包括設(shè)置無線電子骰子、USB無線適配器和PC或pad，無線電子骰子是可拋擲的實際骰子，USB無線適配器是插在PC或pad上的接收設(shè)備。當(dāng)用戶將無線電子骰子拋擲完畢后，無線電子骰子能夠檢測到當(dāng)前的點數(shù)，然后通過IEEE802.15.4無線網(wǎng)絡(luò)將點數(shù)發(fā)送給USB無線適配器，USB無線適配器再將點數(shù)傳送給PC或pad用戶交互程序。無線電子骰子和USB無線適配器之間使用802.15.4網(wǎng)絡(luò)進行通信，USB無線適配器和PC或pad之間使用USB接口進行通信。本發(fā)明可使用戶拋擲實際的骰子，但游戲的其他過程均在電子設(shè)備PC或pad上實現(xiàn)。
文檔編號A63F13/00GK102772896SQ201210206850
公開日2012年11月14日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者沈建華, 邢詩寧 申請人:華東師范大學(xué)