一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在的棋類(中國(guó)象棋、國(guó)際象棋)比賽中的記時(shí)記譜工作主要靠人工完成，存在諸多弊端，記譜即便有計(jì)算機(jī)輔助記譜也需要人工錄入，工作量較大，費(fèi)時(shí)、勞神、錯(cuò)誤率高，記時(shí)要由棋手自己操作。針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種射頻識(shí)別式棋類自動(dòng)記譜裝置，能夠自動(dòng)記譜、記時(shí)和讀秒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，本裝置能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記譜、記時(shí)和讀秒，有效減少裁判人員的工作量和減輕棋手的負(fù)擔(dān)，使其更專心于比賽，具有性能穩(wěn)定可靠、使用方便、制造容易、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明也有利于對(duì)棋類更進(jìn)一步的研究、發(fā)展、普及和傳承。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種基于射頻識(shí)別的棋盤，包括棋盤本體，所述棋盤本體內(nèi)部設(shè)置有裁判單元，所述裁判單元，包括頻率發(fā)生電路、無線收發(fā)模塊、掃描電路、發(fā)射線圈陣列和微控制器I，其中微控制器I連接頻率發(fā)生器，頻率發(fā)生器通過電壓放大器連接掃描電路，掃描電路連接發(fā)射線圈陣列，微控制器I控制發(fā)射線圈陣列依次發(fā)射不同頻率的電磁波，棋子內(nèi)的接收線圈接收相應(yīng)的頻率進(jìn)行響應(yīng)，以此檢測(cè)處棋子相對(duì)應(yīng)的位置，微控制器I通過無線收發(fā)模塊傳遞相應(yīng)的信息；所述發(fā)射線圈陣列設(shè)置在棋盤本體的背面與盤面上各個(gè)交叉點(diǎn)的對(duì)應(yīng)處。
[0006]—種基于射頻識(shí)別的棋子，包括棋子本體，所述棋子本體內(nèi)部設(shè)有接收線圈磁芯和諧振回路，其中，所述諧振回路包括依次并聯(lián)的諧振電感、諧振電容和吸收電阻，且每種棋子的諧振回路的諧振頻率不同。
[0007]—種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，包括棋盤本體、裁判單元和計(jì)時(shí)器，其中:
[0008]所述棋盤本體的背面與盤面上各個(gè)交叉點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的地方設(shè)有發(fā)射線圈陣列，棋子內(nèi)部嵌有接收線圈磁芯和諧振回路；
[0009]所述裁判單元，包括頻率發(fā)生電路、無線收發(fā)模塊、掃描電路、發(fā)射線圈陣列和微控制器I，其中微控制器I連接頻率發(fā)生器，頻率發(fā)生器通過電壓放大器連接掃描電路，掃描電路連接發(fā)射線圈陣列，微控制器I控制發(fā)射線圈陣列依次發(fā)射不同頻率的電磁波，棋子內(nèi)的接收線圈接收相應(yīng)的頻率進(jìn)行響應(yīng)，以此檢測(cè)處棋子相對(duì)應(yīng)的位置，微控制器I通過無線收發(fā)模塊向計(jì)時(shí)器傳遞相應(yīng)的信息，使計(jì)時(shí)器完成相應(yīng)的動(dòng)作；
[0010]所述計(jì)時(shí)器，包括微控制器I1、語音播放模塊、無線收發(fā)模塊和控制按鍵，其中，無線收發(fā)模塊接收裁判單元的信息，將其傳輸給微控制器II，所述微控制器II連接有語音播放模塊和控制按鍵，并通過顯示模塊顯示時(shí)間。
[0011]所述掃描電路，包括選通三極管陣列、列多路模擬開關(guān)和行多路模擬開關(guān)，其中，所述列多路模擬開關(guān)中每一路分別連接選通三極管陣列中一列選通三極管的發(fā)射極；所述行多路模擬開關(guān)中的每一路依次連接選通三極管陣列中每行選通三極管的基極，選通三極管陣列中每個(gè)三極管的集電極通過隔直電容器及電線束連接發(fā)射線圈陣列。
[0012]所述發(fā)射線圈陣列，包括若干行若干列的發(fā)射線圈，且每個(gè)發(fā)射線圈前端均連接有0CL功率放大器，發(fā)射線圈的另一端均通過采樣電阻接地。
[0013]所述比較器的同相輸入端連接電壓采樣電路，反相輸入端輸入?yún)⒖茧妷?，比較器輸出端連接微控制器I。
[0014]所述計(jì)時(shí)器，包括微控制器I1、兩個(gè)計(jì)時(shí)按鍵、IXD顯示板、設(shè)置鍵和開始、暫停按鍵。
[0015]所述列多路模擬開關(guān)和行多路模擬開關(guān)連接微控制器I。行多路模擬開關(guān)的輸入端連接電壓放大器，列多路模擬開關(guān)的輸出端接地。
[0016]所述諧振回路，包括依次并聯(lián)的諧振電感、諧振電容和吸收電阻，不同種類的棋子的諧振回路的諧振頻率不同，所述諧振電感由接收線圈和接收線圈磁芯構(gòu)成。
[0017]所述頻率發(fā)生器，包括DDS芯片和低通濾波器，其中，DDS芯片連接微控制器I，所述低通濾波器連接電壓放大器，電壓放大器連接掃描電路。
[0018]所述微控制器I還連接有充電模塊，充電模塊連接有充電電池，微控制器I設(shè)有USB 接口。
[0019]本發(fā)明的工作原理為:利用無線電進(jìn)行識(shí)別(即射頻識(shí)別)，通過設(shè)在棋盤盤面下的發(fā)射線圈，向設(shè)在棋子中的接收線圈發(fā)送不同頻率的電磁波，當(dāng)發(fā)送頻率與棋子中的由電感和電容組成的諧振回路的諧振頻率相同時(shí)，諧振回路中的電流最大，同時(shí)發(fā)射電路中的電流也最大(被吸收的能量最大)，通過檢測(cè)發(fā)射電流的變化可以確定發(fā)射頻率與諧振頻率是否相同，并且非常簡(jiǎn)單可靠(因?yàn)橹C振時(shí)與失諧時(shí)的電流變化很大)。改變諧振電容的電容量可以改變諧振頻率，讓多種不同容量的諧振電容分別代表各種棋子，設(shè)定一組包括多個(gè)頻點(diǎn)的發(fā)射頻率與相應(yīng)的諧振頻率對(duì)應(yīng)，通過發(fā)射相應(yīng)的頻率就可以確定是哪一種棋子及其所在的位置。
[0020]基于上述裝置的工作流程，包括:首先微控制器I控制頻率發(fā)生電路產(chǎn)生第一個(gè)頻點(diǎn)(檢測(cè)一種棋子)，再由微控制器I控制掃描電路掃描使0CL放大器依次工作，讓設(shè)在棋盤盤面下的多個(gè)發(fā)射線圈依次發(fā)射，所有發(fā)射線圈與盤面上的多個(gè)交叉點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)某個(gè)交叉點(diǎn)上的棋子中的諧振回路的頻率與發(fā)射頻率相同時(shí)，該諧振電容代表的相應(yīng)棋子就被確定，此時(shí)采樣電阻上的電壓變大，通過比較器得到判定，然后微控制器I控制頻率發(fā)電路生產(chǎn)生第二個(gè)頻點(diǎn)以檢測(cè)另一種棋子，再由微控制器I控制設(shè)在棋盤盤面下的所有發(fā)射線圈依次發(fā)射，檢測(cè)相對(duì)應(yīng)的棋子的位置，再重復(fù)上述過程直至最后一個(gè)頻點(diǎn)完成對(duì)所有種類棋子的檢測(cè)。如此反復(fù)可以確定各種棋子的位置以及變化情況，如果沒有檢測(cè)到相應(yīng)的諧振點(diǎn)，則表明該頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的棋子以被吃掉，并通過無線收發(fā)模塊向計(jì)時(shí)器傳遞相關(guān)信息使計(jì)時(shí)器做出相應(yīng)的動(dòng)作(如計(jì)時(shí)和讀秒等)。
[0021]實(shí)際掃描可根據(jù)具體的棋子種類進(jìn)行掃描，掃描電路的工作原理為，多個(gè)高頻三極管(數(shù)目與發(fā)射線圈數(shù)量一致)的基極和發(fā)射極通過相應(yīng)的偏置電阻分別連接到行多路模擬開關(guān)和列多路模擬開關(guān)上，由控制器控制行和列多路模擬開關(guān)按先行后列的順序依次導(dǎo)通，使三極管依次導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)了掃描的功能，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)容易并且三極管還能起一級(jí)放大的作用。
[0022]本發(fā)明的工作頻率選在1ΜΗΖ-1.5ΜΗΖ范圍內(nèi)。
[0023]上述所涉及的結(jié)構(gòu)中，未詳盡描述的均為現(xiàn)有技術(shù)中已有的常規(guī)技術(shù)(如計(jì)時(shí)器、LCD顯示模塊、無線收發(fā)模塊、充電模塊、象棋相應(yīng)的規(guī)則軟件等)，在此不再贅述。
[0024]所述微處理器的控制電路，直接數(shù)字頻率合成器(DDS)，低通濾波器，比較器等均是常規(guī)技術(shù)，對(duì)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易實(shí)現(xiàn)，其工作原理在此不再贅述。
[0025]進(jìn)一步的，本發(fā)明并不限定于中國(guó)象棋、國(guó)際象棋、軍旗或其他種類的棋類比賽，本領(lǐng)域技術(shù)人員在知曉本發(fā)明的技術(shù)方案后，能夠簡(jiǎn)單更改，替換為其他棋類的改動(dòng)，都應(yīng)隸屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0026]本發(fā)明的有益效果為:
[0027](1)實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確地自動(dòng)記譜、記時(shí)和讀秒，有效減少裁判人員的工作量和減輕棋手的負(fù)擔(dān)，并為比賽和研究提供各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
[0028](2)用改變頻率的方法來識(shí)別各種棋子，不僅抗電磁干擾能力強(qiáng)(相當(dāng)于調(diào)頻方式)，可靠性高，而且電路的構(gòu)成簡(jiǎn)單。
[0029](3)發(fā)射線圈只單向發(fā)射信號(hào)(接收線圈只接收信號(hào))，因此發(fā)射線圈與信號(hào)處理單元可以采用分離的方式，這樣發(fā)射線圈可以單獨(dú)的放置在各個(gè)交叉點(diǎn)上，并且全部的發(fā)射線圈可以共用一個(gè)信號(hào)處理單元，使得電路結(jié)構(gòu)得到了很大的簡(jiǎn)化。而在常規(guī)的射頻識(shí)別技術(shù)中信號(hào)是雙向傳輸?shù)?，由于?yīng)答器(射頻卡)發(fā)射出的信號(hào)要比讀寫器發(fā)射出的信號(hào)弱很多，為了保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃跃€圈和讀寫器要集成在一起，如果采用常規(guī)的技術(shù)就必須在每一個(gè)交叉點(diǎn)上都放置一個(gè)讀寫器，這樣不僅電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，讀寫器還必須小型化(棋盤上相鄰的交叉點(diǎn)距離比較小)，而且成本很高。
[0030](4)接收電路只有三個(gè)電子元件，與常規(guī)的射頻識(shí)別技術(shù)中的應(yīng)答器相比不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易，而且使可靠性得到了很大的提高(諧振與失諧這兩種狀態(tài)很容易識(shí)別)。
[0031](5)發(fā)射線圈和接收線圈中設(shè)有磁芯，可以明顯增大互感系數(shù)，這樣可以把線圈尺寸做小，從而保證精確定位。
[0032](6)裁判單元中設(shè)有無線收發(fā)模塊，可以通過無線的方式與外部設(shè)備(計(jì)時(shí)器、計(jì)算機(jī))進(jìn)行通信，這樣可以免去布線的不便，使棋盤在外觀上與普通棋盤一樣。
[0033](7)本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，成本低等。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的射頻識(shí)別式象棋自動(dòng)裁判裝置的俯視圖；
[0035]圖2 (a)為圖1中在A-A位置剖視圖；
[0036]圖2 (b)為圖1中在B-B位置的剖視圖；
[0037]圖3為本發(fā)明的射頻識(shí)別式象棋自動(dòng)裁判裝置的控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0038]圖4為本發(fā)明的射頻識(shí)別式象棋自動(dòng)裁判裝置的掃描電路原理示意圖；
[0039]圖5為本發(fā)明的射頻識(shí)別式象棋自動(dòng)裁判裝置的0CL放大器與發(fā)射線圈陣列的示意圖；
[0040]圖6為本發(fā)明的射頻識(shí)別式象棋自動(dòng)裁判裝置的接收線圈的示意圖；
[0041]圖7為本發(fā)明的射頻識(shí)別式象棋自動(dòng)裁判裝置的計(jì)時(shí)器的電路原理示意圖。
[0042]其中，1、棋盤；2、棋子；3、計(jì)時(shí)器；4、裁判單元；5、USB接口 ；6、充電器接口 ；7、接收線圈磁芯；8、發(fā)射線圈磁芯；9、接收線圈；10、發(fā)射線圈；11、微控制器I ;12、行多路模擬開關(guān)；13、列多路模擬開關(guān)；14、無線收發(fā)模塊；15、充電模塊；16、充電電池；17、DDS芯片；18、低通濾波器；19、頻率發(fā)生電路；20、電壓放大器；21、掃描電路；22、選通三極管陣列；23、發(fā)射線圈陣列；24、采樣電阻；25、比較器；26、選通三極管；27、0CL功率放大器；28、諧振電感；29、諧振電容；30、吸收電阻；31、LCD模塊；32、微控制器II ;33、設(shè)置按鍵；34、+按鍵；35、-按鍵；36、開始暫停按鍵；37、計(jì)時(shí)按鍵；38、語音模塊；39、喇叭。
【具體實(shí)施方式】
:
[0043]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0044]如圖1所示，以象棋為