專利名稱：魔術(shù)棒、標(biāo)識裝置及識別查找物體的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智力開發(fā)玩具，更具體地說，涉及一種魔術(shù)棒、標(biāo)識裝置及通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
有聲讀物對中小學(xué)生和學(xué)齡前兒童的學(xué)習(xí)有很大的輔助作用,特別是點(diǎn)讀筆極大地調(diào)動(dòng)了兒童的學(xué)習(xí)積極性，增加了兒童學(xué)習(xí)的興趣，但是目前的點(diǎn)讀筆只能在廠家提供的專用書本上使用，而廠家提供的不一定適合每一個(gè)人，缺乏靈活性。另外這種點(diǎn)讀方式還與實(shí)際環(huán)境缺乏直接的關(guān)聯(lián)，因?yàn)辄c(diǎn)讀筆只能在固定的書本上進(jìn)行，而不能直接在環(huán)境中的多種用具(物體)上進(jìn)行，還有在書本上進(jìn)行的點(diǎn)讀要求兒童安靜，這與兒童好動(dòng)的特性有沖突，如果能將兒童好動(dòng)的特性與點(diǎn)讀學(xué)習(xí)結(jié)合起來，那對于兒童的學(xué)習(xí)將真正做到寓教于樂，極大地提高學(xué)習(xí)積極性，這樣學(xué)習(xí)對于兒童來說就不是枯燥乏味、缺乏動(dòng)感的，而是一種游戲或娛樂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù) 問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的點(diǎn)讀筆只能在專用的書本上點(diǎn)讀、無法與環(huán)境中的多種物體結(jié)合來點(diǎn)讀，對于兒童學(xué)習(xí)而言存在枯燥且缺乏靈活性的缺陷，提供一種通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法；提供一種標(biāo)識裝置，將其附著在物體上，即可通過魔術(shù)棒來識別該物體；提供一種魔術(shù)棒，可通過附著在物體上的標(biāo)識裝置來識別該物體；以及提供一種用于識別查找物體的系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法，所述物體上附著有標(biāo)識裝置，所述方法包括在標(biāo)識裝置上:感測第一振動(dòng)；根據(jù)所述第一振動(dòng)生成第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)；及輸出所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和所述標(biāo)識裝置的ID碼；在魔術(shù)棒上:感測第二振動(dòng)；根據(jù)所述第二振動(dòng)生成第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)；接收所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和所述標(biāo)識裝置的ID碼；比較所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)并當(dāng)兩者差別小于預(yù)定值時(shí)，根據(jù)所述標(biāo)識裝置的ID碼從存儲(chǔ)器中提取相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)，并通過輸出裝置輸出聲音、圖片和/或文字。在本發(fā)明所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法中，所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)包括第一振動(dòng)波形特征數(shù)據(jù)；所述第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)包括第二振動(dòng)波形特征數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法中，所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)還包括記錄所述第一振動(dòng)發(fā)生時(shí)間的第一時(shí)間戳；所述第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)還包括記錄所述第二振動(dòng)發(fā)生時(shí)間的第二時(shí)間戳。在本發(fā)明所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法中，包括: 所述魔術(shù)棒發(fā)送搜索命令至多個(gè)標(biāo)識裝置；所述標(biāo)識裝置接收到所述搜索命令后，將各自的ID碼發(fā)送至所述魔術(shù)棒；所述魔術(shù)棒接收到多個(gè)ID碼后，將其與存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表進(jìn)行對比，以識別出缺少的ID碼及其對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體。在本發(fā)明所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法中，包括:所述魔術(shù)棒發(fā)送降低發(fā)射功率的指令至具有特定ID碼的標(biāo)識裝置；所述具有特定ID碼的標(biāo)識裝置接收到所述降低發(fā)射功率的指令后，以逐漸降低的功率連續(xù)地發(fā)送所述特定ID碼至所述魔術(shù)棒，以實(shí)現(xiàn)對所述具有特定ID碼的標(biāo)識裝置的定位搜索。在本發(fā)明所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法中，對于魔術(shù)棒第一次接收到的且存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表中沒有的ID碼，所述魔術(shù)棒發(fā)送請求輸入與所述ID碼對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體的聲音、圖片和/或文字的指令。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是:構(gòu)造一種標(biāo)識裝置，包括:第一存儲(chǔ)器，其 中存儲(chǔ)有所述標(biāo)識裝置的ID碼；第一振動(dòng)傳感單元，用于感測所述標(biāo)識裝置產(chǎn)生的第一振動(dòng)；第一收發(fā)單元，用于發(fā)送數(shù)據(jù)；第一運(yùn)算單元，其根據(jù)所述第一振動(dòng)生成第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)，并調(diào)用所述第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述ID碼，并通過所述第一收發(fā)單元發(fā)送所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和所述ID碼；第一電源單元，用于供電給所述第一運(yùn)算單元、第一存儲(chǔ)器、第一振動(dòng)傳感單元和第一收發(fā)單元。在本發(fā)明所述的標(biāo)識裝置中，所述第一收發(fā)單元還用于接收搜索命令，所述第一運(yùn)算單元根據(jù)所述搜索命令調(diào)用所述第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述ID碼，并通過所述第一收發(fā)單元發(fā)送所述ID碼。在本發(fā)明所述的標(biāo)識裝置中，所述第一收發(fā)單元還用于接收降低發(fā)射功率的指令，并根據(jù)所述降低發(fā)射功率的指令以逐漸降低的功率連續(xù)地發(fā)送所述ID碼。在本發(fā)明所述的標(biāo)識裝置中，包括電量檢測單元，用于檢測所述第一電源單元的電量，并在所述電量低于預(yù)定值時(shí)通過所述第一收發(fā)單元發(fā)送電量過低報(bào)警。在本發(fā)明所述的標(biāo)識裝置中，所述第一振動(dòng)傳感單元為加速度傳感器、陀螺儀及地磁傳感器中的至少一種。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的又一技術(shù)方案是:構(gòu)造一種魔術(shù)棒，包括:第二存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)有ID碼列表和與所述ID碼對應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)；
第二振動(dòng)傳感單元，用于感測所述魔術(shù)棒產(chǎn)生的第二振動(dòng)；第二收發(fā)單元，用于接收標(biāo)識裝置發(fā)送的第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和所述標(biāo)識裝置的ID碼；輸出裝置，用于輸出聲音、圖片和/或文字；第二運(yùn)算單元，其根據(jù)所述第二振動(dòng)生成第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)，比較所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)并當(dāng)兩者差別小于預(yù)定值時(shí)，根據(jù)所述標(biāo)識裝置的ID碼從所述第二存儲(chǔ)器中提取相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)，并通過輸出裝置輸出聲音、圖片和/或文字；第二電源單元，用于供電給所述第二運(yùn)算單元、第二存儲(chǔ)器、第二振動(dòng)傳感單元、輸出裝置和第二收發(fā)單元。在本發(fā)明所述的魔術(shù)棒中，包括搜索按鍵，其與所述第二運(yùn)算單元連接，用于通過所述第二收發(fā)單元向多個(gè)標(biāo)識裝置發(fā)送搜索命令；其中，所述第二運(yùn)算單元在接收到所述多個(gè)標(biāo)識裝置返回的多個(gè)ID碼后，將其與第二存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表進(jìn)行對比，以識別出缺少的ID碼及其對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體。在本發(fā)明所述的魔術(shù)棒中，包括輸入裝置，其與所述第二運(yùn)算單元連接；其中，對于第二收發(fā)單元第一次接收到的且第二存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表中沒有的ID碼，所述第二運(yùn)算單元通過所述輸出裝置發(fā)送請求輸入與所述ID碼對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體的聲音、圖片和/或文字的指令，并通過所述輸入裝置接收外部輸入的聲音和/或圖像。在本發(fā)明所述的魔術(shù)棒中，所述輸入裝置包括麥克風(fēng)和/或攝像頭。

在本發(fā)明所述的魔術(shù)棒中，包括降低發(fā)射功率按鍵，其與所述第二運(yùn)算單元連接，用于通過所述第二收發(fā)單元發(fā)送降低發(fā)射功率的指令至具有特定ID碼的標(biāo)識裝置。在本發(fā)明所述的魔術(shù)棒中，所述輸出裝置包括喇叭和/或顯示屏。在本發(fā)明所述的魔術(shù)棒中，所述第二振動(dòng)傳感單元為加速度傳感器陀螺儀及地磁傳感器中的至少一種。在本發(fā)明所述的魔術(shù)棒中，包括USB接口，其與所述第二運(yùn)算單元連接，用于輸入和/或輸出ID碼及其相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)。在本發(fā)明所述的魔術(shù)棒中，包括數(shù)據(jù)傳輸按鍵，其與所述第二運(yùn)算單元連接，用于通過所述第二收發(fā)單元傳輸ID碼及其相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)至另一個(gè)魔術(shù)棒。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是:構(gòu)造一種用于識別查找物體的系統(tǒng)，包括如上所述的標(biāo)識裝置以及魔術(shù)棒。實(shí)施本發(fā)明，具有以下有益效果:通過使用魔術(shù)棒碰撞或敲擊物體產(chǎn)生的振動(dòng)波來觸發(fā)輸出裝置輸出聲音、圖片和/或文字信息。將聲音、圖片和/或文字與實(shí)物結(jié)合，教學(xué)直觀，方便給小孩提供與環(huán)境緊密結(jié)合的學(xué)習(xí)和娛樂方式，在滿足小孩好動(dòng)的前提下進(jìn)行有趣的學(xué)習(xí)，達(dá)到寓教于樂的目的。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:圖1是本發(fā)明通過魔術(shù)棒識別查找物體的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的標(biāo)識裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的魔術(shù)棒的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的魔術(shù)棒的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是本發(fā)明通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明構(gòu)思通過使用魔術(shù)棒碰撞或敲擊物體產(chǎn)生的振動(dòng)波來觸發(fā)附著在物體上的標(biāo)識裝置發(fā)送其對應(yīng)的ID碼，并結(jié)合振動(dòng)波的特征數(shù)據(jù)確認(rèn)是否是由被碰撞或敲擊的物體上的標(biāo)識裝置所發(fā)送的ID碼，并在確認(rèn)后，輸出與該ID碼相對應(yīng)的聲音、圖片和/或文字信息。本發(fā)明將將兒童好動(dòng)的特性與點(diǎn)讀學(xué)習(xí)結(jié)合起來，對于兒童的學(xué)習(xí)將真正做到寓教于樂，極大地提高學(xué)習(xí)積極性，這樣學(xué)習(xí)對于兒童來說就不是枯燥乏味、缺乏動(dòng)感的，而是一種游戲或娛樂。如圖1至圖3所示，本發(fā)明用于通過魔術(shù)棒識別查找物體的系統(tǒng)包括魔術(shù)棒10和多個(gè)物體30a、30b、……30η (統(tǒng)稱為30)，每個(gè)物體上都附著一個(gè)對應(yīng)的標(biāo)識裝置20a、20b、......20η (統(tǒng)稱為 20)。標(biāo)識裝置20包括第一運(yùn)算單元21、第一存儲(chǔ)器22、第一振動(dòng)傳感單元23、第一收發(fā)單元24、第一電源單元26和可選的電量檢測單元27 (圖2中用虛線框表示)。在一實(shí)施例中，標(biāo)識裝置20被制作成薄板狀的感測片，并貼附在物體上。第一存儲(chǔ)器22中存儲(chǔ)有標(biāo)識裝置20的ID碼。第一電源單元26用于為第一運(yùn)算單元21、第一存儲(chǔ)器22、第一振動(dòng)傳感單元23和第一收發(fā)單元24提供電源。在操作過程中，當(dāng)使用者用魔術(shù)棒10碰撞或敲擊物體時(shí)，第一振動(dòng)傳感單元23感測標(biāo)識裝置20產(chǎn)生的第 一振動(dòng)，并將感測到的第一振動(dòng)的信息傳送給第一運(yùn)算單元21。第一運(yùn)算單元21根據(jù)第一振動(dòng)生成第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)、同時(shí)調(diào)用第一存儲(chǔ)器22中存儲(chǔ)的ID碼，并通過第一收發(fā)單元24向外發(fā)送第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和該ID碼，以將第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和該ID碼傳送至魔術(shù)棒10。在本發(fā)明中，第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)包括第一振動(dòng)波形特征數(shù)據(jù)(例如第一振動(dòng)幅度、波形、相位等參數(shù))；第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)包括第二振動(dòng)波形特征數(shù)據(jù)(例如第二振動(dòng)幅度、波形、相位等參數(shù))。作為選擇，第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)還包括記錄第一振動(dòng)發(fā)生時(shí)間的第一時(shí)間戳；第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)還包括記錄第二振動(dòng)發(fā)生時(shí)間的第二時(shí)間戳。在本發(fā)明中，第一電源單元26可以是鈕扣式電池或其他形狀的可充電或非可充電電池。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電量檢測單元27用于檢測第一電源單元26的電量，并在電量低于預(yù)定值時(shí)通過第一收發(fā)單元21向魔術(shù)棒10發(fā)送電量過低報(bào)警，以便提醒用戶及時(shí)充電或更換電源單元，以維持標(biāo)識裝置20的正常工作。該報(bào)警信息中附帶有標(biāo)識裝置的ID碼，魔術(shù)棒接到報(bào)警后，根據(jù)該ID碼，查找相應(yīng)的聲音和圖片/文字?jǐn)?shù)據(jù)，通過輸出裝置進(jìn)行語音和/或文字提示用戶，例如:“桌子上的標(biāo)識裝置需要更換電池！ ”當(dāng)然也可以通過魔術(shù)棒上的LED顯示紅、黃、綠的閃爍色光來表示電量的低、中、高，這樣就可以在不影響正常娛樂的同時(shí)看到振動(dòng)片或魔術(shù)棒的電量高低，比如魔術(shù)棒的電量用一顆LED顯示，振動(dòng)片的電量用另一顆LED顯示，或者通過閃爍來區(qū)分，擊打時(shí)閃爍表示振動(dòng)片電量，擊打后幾秒恒量表示魔術(shù)棒電量等。
魔術(shù)棒10包括:第二運(yùn)算單元31、第二存儲(chǔ)器32、第二振動(dòng)傳感單元33、第二收發(fā)單元34、輸出裝置35和第二電源單元36。第二存儲(chǔ)器32中存儲(chǔ)有ID碼列表及與每一個(gè)ID碼對應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)。第二電源單元36用于為第二運(yùn)算單元31、第二存儲(chǔ)器32、第二振動(dòng)傳感單元33、輸出裝置35和第二收發(fā)單元34提供電源。在操作過程中，當(dāng)使用者用魔術(shù)棒10碰撞或敲擊物體時(shí)，第二振動(dòng)傳感單元33感測魔術(shù)棒產(chǎn)生的第二振動(dòng)，并將感測到的第二振動(dòng)的信息傳送給第二運(yùn)算單元31。同時(shí)，第二收發(fā)單元34接收標(biāo)識裝置20發(fā)送的第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和標(biāo)識裝置20的ID碼，然后傳送給第二運(yùn)算單元31。第二運(yùn)算單元31根據(jù)第二振動(dòng)生成第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)，并將第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，且當(dāng)兩者相似時(shí)，如時(shí)間戳、振動(dòng)幅度、波形、相位等相差小于設(shè)定值時(shí)，可以判斷兩種振動(dòng)特征數(shù)據(jù)相似，再根據(jù)標(biāo)識裝置20的ID碼從第二存儲(chǔ)器32中提取與該ID碼相對應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)，然后通過輸出裝置5輸出聲音、圖片和/或文字。在一實(shí)施例中，第二收發(fā)單元34還可將接收到的、來自標(biāo)識裝置20的電量過低報(bào)警信息傳送至第二運(yùn)算單元31，該報(bào)警信息中附帶有標(biāo)識裝置20的ID碼。第二運(yùn)算單元31根據(jù)該ID碼，查找相應(yīng)的聲音和圖片/文字?jǐn)?shù)據(jù)，然后，通過輸出裝置對用戶進(jìn)行語音和/或文字提示，例如:“桌子上的標(biāo)識裝置需要更換電池！ ”，或者“安裝在桌子上的XX號標(biāo)識裝置需要更換電池！ ”。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的魔術(shù)棒10’的結(jié)構(gòu)框圖，與圖3所示的魔術(shù)棒10相比，魔術(shù)棒10’增加了搜索按鍵37、降低發(fā)射功率按鍵38、輸入裝置39和USB接口40，其他部分與圖3所示魔術(shù)棒10相同。搜索按鍵37與第二運(yùn)算單 元34連接，當(dāng)使用者按下搜索按鍵37，第二運(yùn)算單元31根據(jù)該搜索按鍵的信號，通過第二收發(fā)單元34向外發(fā)送搜索命令，送達(dá)至多個(gè)標(biāo)識裝置。當(dāng)各個(gè)標(biāo)識裝置20中的第一收發(fā)單元24接收到搜索命令后傳送至第一運(yùn)算單元21，后者根據(jù)搜索命令調(diào)用第一存儲(chǔ)器22中存儲(chǔ)的ID碼，并通過第一收發(fā)單元24發(fā)送ID碼至魔術(shù)棒10。第二運(yùn)算單元31在接收到通過第二收發(fā)單元34轉(zhuǎn)發(fā)的多個(gè)標(biāo)識裝置返回的多個(gè)ID碼后，將其與第二存儲(chǔ)器32中的原始ID碼列表進(jìn)行對比，以識別出缺少的ID碼及其對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體。輸入裝置39與第二運(yùn)算單元31連接。對于第二收發(fā)單元31第一次接收到的且第二存儲(chǔ)器32中的原始ID碼列表中沒有的ID碼，第二運(yùn)算單元31通過輸出裝置35 (例如喇叭和/或顯示屏)發(fā)送請求輸入與該ID碼對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體的聲音、圖片和/或文字的指令，并通過輸入裝置39 (例如麥克風(fēng)和/或攝像頭)接收外部輸入的聲音和/或圖像。USB接口 40與第二運(yùn)算單元連接，用于輸入和/或輸出ID碼及其相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)識裝置中的第一收發(fā)單元21的發(fā)射功率是可變的。魔術(shù)棒10’中的降低發(fā)射功率按鍵38與第二運(yùn)算單元31連接，當(dāng)使用者按下降低發(fā)射功率按鍵38，第二運(yùn)算單元31通過第二收發(fā)單元34發(fā)送降低發(fā)射功率的指令至具有特定ID碼的標(biāo)識裝置。例如，當(dāng)按下降低發(fā)射功率按鍵38，第二運(yùn)算單元31通過輸出裝置35例如顯示屏顯示ID碼列表及對應(yīng)的物體的名稱供使用者選擇，使用者可通過輸入裝置39(例如上、下選擇鍵或數(shù)字鍵盤等)選擇需要搜索的物體和所對應(yīng)的ID碼，之后，在降低發(fā)射功率的指令中附帶上該ID碼的信息。多個(gè)標(biāo)識裝置在接收到降低發(fā)射功率的指令后，將指令中所附帶的ID碼信息與自身的ID碼進(jìn)行比較，當(dāng)接收到的ID碼與自身的ID碼相符時(shí)，則以逐漸降低的功率連續(xù)地發(fā)送該ID碼。以通過慢慢減小無線發(fā)射功率來縮短通訊距離來判斷附著有該標(biāo)識裝置的物體的遠(yuǎn)近。要說明的是，雖然在圖4所示實(shí)施例中魔術(shù)棒10’包括有搜索按鍵37、降低發(fā)射功率按鍵38、輸入裝置39和USB接口 40。但本發(fā)明不限于該實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，可在圖3所示的魔術(shù)棒10上增設(shè)搜索按鍵37、降低發(fā)射功率按鍵38、輸入裝置39和USB接口40之中的任何一個(gè)、二個(gè)或三個(gè)。在本發(fā)明一實(shí)施例中，魔術(shù)棒10包括數(shù)據(jù)傳輸按鍵(圖3和圖4中未不出),其第二運(yùn)算單元31連接，用于通過所述第二收發(fā)單元34傳輸ID碼及其相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)至另一個(gè)魔術(shù)棒。該數(shù)據(jù)傳輸按鍵包括指令按鍵、ID碼選擇按鍵(數(shù)字鍵或上、下選擇鍵)和確認(rèn)鍵。本發(fā)明標(biāo)識裝置和魔術(shù)棒中的第一振動(dòng)傳感單元23和第二振動(dòng)傳感器33可以是加速度傳感器、陀螺儀及地磁傳感器中的至少一種 、或蜂鳴器或麥克風(fēng)。如圖5所示，本發(fā)明通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法包括如下步驟:在標(biāo)識裝置上:步驟102，第一振動(dòng)傳感單元23感測第一振動(dòng)；步驟104，第一運(yùn)算單元21根據(jù)第一振動(dòng)生成第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù) '及步驟106，第一收發(fā)單元24輸出第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和標(biāo)識裝置的ID碼；在魔術(shù)棒上:步驟101，第二振動(dòng)傳感單元33感測第二振動(dòng)；步驟103，第二運(yùn)算單元31根據(jù)第二振動(dòng)生成第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)；步驟105，第二收發(fā)單元34接收第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和標(biāo)識裝置的ID碼；步驟107，第二運(yùn)算單元31比較第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)；步驟109，第二運(yùn)算單元31判斷第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)差別是否小于預(yù)定值；當(dāng)差別小于預(yù)定值時(shí)，進(jìn)入步驟111，差別大于等于預(yù)定值時(shí)，轉(zhuǎn)到結(jié)束步驟。步驟111，第二運(yùn)算單元31根據(jù)標(biāo)識裝置的ID碼從第二存儲(chǔ)器32中提取相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)，并步驟113，通過輸出裝置輸出相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字。之后，進(jìn)入結(jié)束步驟。在本發(fā)明中，第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)包括第一振動(dòng)波形特征數(shù)據(jù)；第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)包括第二振動(dòng)波形特征數(shù)據(jù)。作為選擇，第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)還包括記錄第一振動(dòng)發(fā)生時(shí)間的第一時(shí)間戳；第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)還包括記錄第二振動(dòng)發(fā)生時(shí)間的第二時(shí)間戳。在一實(shí)施例中，本發(fā)明通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法還包括:魔術(shù)棒發(fā)送搜索命令至多個(gè)標(biāo)識裝置；標(biāo)識裝置接收到搜索命令后，將各自的ID碼發(fā)送至魔術(shù)棒；魔術(shù)棒接收到多個(gè)ID碼后，將其與存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表進(jìn)行對比，以識別出缺少的ID碼及其對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法還包括:
魔術(shù)棒發(fā)送降低發(fā)射功率的指令至具有特定ID碼的標(biāo)識裝置；具有特定ID碼的標(biāo)識裝置接收到降低發(fā)射功率的指令后，以逐漸降低的功率連續(xù)地發(fā)送特定ID碼至魔術(shù)棒，以實(shí)現(xiàn)對具有特定ID碼的標(biāo)識裝置的定位搜索。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法中，對于魔術(shù)棒第一次接收到的且存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表中沒有的ID碼，魔術(shù)棒發(fā)送請求輸入與該ID碼對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體的聲音、圖片和/或文字的指令。在本發(fā)明的一具體應(yīng)用實(shí)例中，利用可以感測外部振動(dòng)且?guī)в蠭D碼的感測片(即標(biāo)識裝置)貼在周圍環(huán)境的物體上，然后用另外一個(gè)也帶有振動(dòng)感測的魔術(shù)棒點(diǎn)擊貼有感
測片的物體上(如水杯、電視、桌子......等)，物體的振動(dòng)被感測片檢測到，然后通過運(yùn)算后
將振動(dòng)波形以及自己存儲(chǔ)的ID碼通過無線方式發(fā)送出去，魔術(shù)棒接收到振動(dòng)波形數(shù)據(jù)及ID碼，通過與自己的振動(dòng)波形相比較，判斷是否在時(shí)間、振動(dòng)幅度、波形、相位等多種參數(shù)上是否具有相似性，從而判斷是否是魔術(shù)棒點(diǎn)擊感測片，確認(rèn)是以后，魔術(shù)棒在內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫中找到先前錄制的、下載的、或自己在電腦中制作的錄音、圖片或文字，通過魔術(shù)棒里的喇叭、IXD顯示器等展示出來。讓兒童在不受書本限制的情況下學(xué)習(xí)。既不影響兒童的活動(dòng)同時(shí)又在學(xué)習(xí)，做到活動(dòng)學(xué)習(xí)兩不誤，寓教于樂。具體使用過程實(shí)例:將感測片上電的情況下，固定在一張桌子邊沿，魔術(shù)棒也上電時(shí)，將魔術(shù)棒點(diǎn)擊桌面，桌面與魔術(shù)棒因?yàn)榍脫襞鲎餐瑫r(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)被各自的傳感器檢測并傳給各自的運(yùn)算單元，運(yùn)算后得到的振動(dòng)特征波形數(shù)據(jù)加上ID碼以及時(shí)間戳，由感測片通過無線方式發(fā)送到魔術(shù)棒，魔術(shù)棒收到數(shù)據(jù)，通過對比自己產(chǎn)生的波形特征數(shù)據(jù)和時(shí)間戳，判斷得到是否因同時(shí)敲擊而產(chǎn)生的振動(dòng)，因?yàn)榛ハ嗯鲎捕a(chǎn)生的時(shí)間差很小，由于碰撞時(shí)魔術(shù)棒與碰擊物的接觸材質(zhì)決定振動(dòng)波形的特征，所以兩邊的振動(dòng)波形特征也近似，因此可以通過這些特征來判斷。第一次收到的ID碼通過對比存儲(chǔ)器列表，沒有的話可以保存，同時(shí)現(xiàn)場通過麥克風(fēng)錄音:“桌子”和/或在IXD上顯示“桌子”，如果存儲(chǔ)器內(nèi)部已經(jīng)有ID對應(yīng)，則直接播放讀音或/和顯示文字。如果是感測片貼在數(shù)字積木上，則還可以進(jìn)行運(yùn)算，如:1+3=4，點(diǎn)在1，+，3，=這幾個(gè)積木上時(shí)，將運(yùn)算結(jié)果直接報(bào)出和/或顯示。另外也可以通過電腦直接編輯成文檔，將所有的ID、錄音及文字直接通過USB接口傳送給魔術(shù)棒。也能通過魔術(shù)棒的修改模式修改感測片的內(nèi)容。平時(shí)，感測片會(huì)與魔術(shù)棒定時(shí)通訊，匯報(bào)自己的電量及ID碼，方便魔術(shù)棒統(tǒng)計(jì)有無感測片丟失以及提醒電池更換。如果感測片沒有在原來固定位置，可能被小孩拿去其它地方不見時(shí)，此時(shí)可以通過魔術(shù)棒主動(dòng)發(fā)送搜索命令，讓房間里所有感測貼片發(fā)送ID到魔術(shù)棒，魔術(shù)棒通過對比現(xiàn)在收集到的ID碼列表與原始ID碼列表來判斷感測片是否還在房間，或直接在魔術(shù)棒中查找對應(yīng)的“桌子”的感測片ID號，在房間，則通過魔術(shù)棒發(fā)出降低發(fā)射功率的命令來減小通訊距離，慢慢減小搜索范圍，方便尋找。當(dāng)兩個(gè)魔術(shù)棒在一起時(shí)，還可以通過按鍵操作將一個(gè)魔術(shù)棒的ID碼傳送給另一個(gè)，并且自動(dòng)增加區(qū)分號，方便新來魔術(shù)棒區(qū)分自己原來的ID碼列表，完成后兩個(gè)魔術(shù)棒可以同時(shí)在這一區(qū)域娛樂。實(shí)現(xiàn)魔術(shù)棒的方法除了利用振動(dòng)檢測之外，還可以采用陀螺儀和/或地磁傳感器來代替加速度傳感器，如果利用陀螺儀，當(dāng)敲擊時(shí)，陀螺儀會(huì)發(fā)生輕微的變形或傾斜而輸出特定數(shù)據(jù)，再如同 加速度傳感器數(shù)據(jù)一樣進(jìn)行類似的處理，可以得到相同的效果；再如利用地磁傳感器放在感測貼片或魔術(shù)棒中任何一端，另一端采用電磁場發(fā)生器，發(fā)射特定可變電磁場，在敲擊時(shí)，地磁傳感器感測到特定的電磁場而判斷振動(dòng)有效然后再如加速度傳感器一樣進(jìn)行后面的處理，也能得到相同的結(jié)果；還有在魔術(shù)棒的頭上增加有攝像頭的方法，方便現(xiàn)場將實(shí)物拍攝下來保存，以便在發(fā)出聲音的同時(shí)顯示實(shí)物的圖片，以便兒童圖物對應(yīng)。還可以在魔術(shù)棒上面增加麥克風(fēng)方便現(xiàn)場錄音，可以脫離電腦使用更方便。本發(fā)明的魔術(shù)棒有多種實(shí)現(xiàn)方法。例如，還可以采用在魔術(shù)棒上發(fā)射激光或可其它可見光的方式照射感測片的方式進(jìn)行點(diǎn)讀。利用光學(xué)傳感器檢測魔術(shù)棒的照射來啟動(dòng)顯示和/或發(fā)音。在本發(fā)明的標(biāo)識裝置和魔術(shù)棒中，還可利用蜂鳴器來代替加速度傳感器、陀螺儀及地磁傳感器中的至少一種所進(jìn)行的振動(dòng)感測；利用在魔術(shù)棒和感測片上同時(shí)安裝麥克風(fēng)的方法來代替加速度傳感器、陀螺儀及地磁傳感器中的至少一種的方法；利用RFID的檢測來代替?zhèn)鞲衅鳈z測?！?br> 權(quán)利要求
1.一種通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法，所述物體上附著有標(biāo)識裝置，其特征在于，所述方法包括 在標(biāo)識裝置上: 感測第一振動(dòng)； 根據(jù)所述第一振動(dòng)生成第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)；及 輸出所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和所述標(biāo)識裝置的ID碼； 在魔術(shù)棒上: 感測第二振動(dòng)； 根據(jù)所述第二振動(dòng)生成第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)； 接收所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和所述標(biāo)識裝置的ID碼； 比較所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)并當(dāng)兩者相似差別小于預(yù)定值時(shí)，根據(jù)所述標(biāo)識裝置的ID碼從第二存儲(chǔ)器中提取相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)，并通過輸出裝置輸出聲音、圖片和/或文字。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法，其特征在于， 所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)包括第一振動(dòng)波形特征數(shù)據(jù)； 所述第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)包括第二振動(dòng)波形特征數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法，其特征在于， 所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)還包括記錄所述第一振動(dòng)發(fā)生時(shí)間的第一時(shí)間戳； 所述第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)還包括記錄所述第二振動(dòng)發(fā)生時(shí)間的第二時(shí)間戳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法，其特征在于，包括: 所述魔術(shù)棒發(fā)送搜索命令至多個(gè)標(biāo)識裝置； 所述標(biāo)識裝置接收到所述搜索命令后，將各自的ID碼發(fā)送至所述魔術(shù)棒； 所述魔術(shù)棒接收到多個(gè)ID碼后，將其與存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表進(jìn)行對比，以識別出缺少的ID碼及其對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法，其特征在于，包括: 所述魔術(shù)棒發(fā)送降低發(fā)射功率的指令至具有特定ID碼的標(biāo)識裝置； 所述具有特定ID碼的標(biāo)識裝置接收到所述降低發(fā)射功率的指令后，以逐漸降低的功率連續(xù)地發(fā)送所述特定ID碼至所述魔術(shù)棒，以實(shí)現(xiàn)對所述具有特定ID碼的標(biāo)識裝置的定位搜索。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法，其特征在于，對于魔術(shù)棒第一次接收到的且存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表中沒有的ID碼，所述魔術(shù)棒發(fā)送請求輸入與所述ID碼對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體的聲音、圖片和/或文字的指令。
7.一種標(biāo)識裝置，其特征在于，包括: 第一存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)有所述標(biāo)識裝置的ID碼； 第一振動(dòng)傳感單元，用于感測所述標(biāo)識裝置產(chǎn)生的第一振動(dòng)； 第一收發(fā)單元，用于發(fā)送數(shù)據(jù)； 第一運(yùn)算單元，其根據(jù)所述第一振動(dòng)生成第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)，并調(diào)用所述第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述ID碼，并通過所述第一收發(fā)單元發(fā)送所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和所述ID碼； 第一電源單元，用于供電給所述第一運(yùn)算單元、第一存儲(chǔ)器、第一振動(dòng)傳感單元和第一收發(fā)單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的標(biāo)識裝置，其特征在于， 所述第一收發(fā)單元還用于接收搜索命令，所述第一運(yùn)算單元根據(jù)所述搜索命令調(diào)用所述第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述ID碼，并通過所述第一收發(fā)單元發(fā)送所述ID碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的標(biāo)識裝置，其特征在于， 所述第一收發(fā)單元還用于接收降低發(fā)射功率的指令，并根據(jù)所述降低發(fā)射功率的指令以逐漸降低的功率連續(xù)地發(fā)送所述ID碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的標(biāo)識裝置，其特征在于，包括 電量檢測單元，用于檢測所述第一電源單元的電量，并在所述電量低于預(yù)定值時(shí)通過所述第一收發(fā)單元發(fā)送電量過低報(bào)警。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的標(biāo)識裝置，其特征在于， 所述第一振動(dòng)傳感單元為加速度傳感器、陀螺儀及地磁傳感器中的至少一種。
12.—種魔術(shù)棒，其特征在于，包括第二存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)有ID碼列表和與所述ID碼對應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)； 第二振動(dòng)傳感單元，用于感 測所述魔術(shù)棒產(chǎn)生的第二振動(dòng)； 第二收發(fā)單元，用于接收標(biāo)識裝置發(fā)送的第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和所述標(biāo)識裝置的ID碼； 輸出裝置，用于輸出聲音、圖片和/或文字； 第二運(yùn)算單元，其根據(jù)所述第二振動(dòng)生成第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)，比較所述第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)并當(dāng)兩者差別小于預(yù)定值時(shí)，根據(jù)所述標(biāo)識裝置的ID碼從所述第二存儲(chǔ)器中提取相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)，并通過輸出裝置輸出聲音、圖片和/或文字； 第二電源單元，用于供電給所述第二運(yùn)算單元、第二存儲(chǔ)器、第二振動(dòng)傳感單元、輸出裝置和第二收發(fā)單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的魔術(shù)棒，其特征在于，包括搜索按鍵，其與所述第二運(yùn)算單元連接，用于通過所述第二收發(fā)單元向多個(gè)標(biāo)識裝置發(fā)送搜索命令；其中，所述第二運(yùn)算單元在接收到所述多個(gè)標(biāo)識裝置返回的多個(gè)ID碼后，將其與第二存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表進(jìn)行對比，以識別出缺少的ID碼及其對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的魔術(shù)棒，其特征在于，包括 輸入裝置，其與所述第二運(yùn)算單元連接；其中，對于第二收發(fā)單元第一次接收到的且第二存儲(chǔ)器中的原始ID碼列表中沒有的ID碼，所述第二運(yùn)算單元通過所述輸出裝置發(fā)送請求輸入與所述ID碼對應(yīng)的標(biāo)識裝置所附著的物體的聲音、圖片和/或文字的指令，并通過所述輸入裝置接收外部輸入的聲音和/或圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的魔術(shù)棒，其特征在于，所述輸入裝置包括麥克風(fēng)和/或攝像頭。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的魔術(shù)棒，其特征在于，包括降低發(fā)射功率按鍵，其與所述第二運(yùn)算單元連接，用于通過所述第二收發(fā)單元發(fā)送降低發(fā)射功率的指令至具有特定ID碼的標(biāo)識裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的魔術(shù)棒，其特征在于，所述輸出裝置包括喇叭和/或顯示屏。
18.根據(jù)權(quán)利要求12、13、14或16所述的魔術(shù)棒，其特征在于，所述第二振動(dòng)傳感單元為加速度傳感器、陀螺儀及地磁傳感器中的至少一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的魔術(shù)棒，其特征在于，包括USB接口，其與所述第二運(yùn)算單元連接，用于輸入和/或輸出ID碼及其相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的魔術(shù)棒，其特征在于，包括數(shù)據(jù)傳輸按鍵，其與所述第二運(yùn)算單元連接，用于通過所述第二收發(fā)單元傳輸ID碼及其相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)至另一個(gè)魔術(shù)棒。
21.一種用于識別查找物體的系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的標(biāo)識裝置以及如權(quán)利要求12至 20中任一項(xiàng)所述的魔術(shù)棒。
全文摘要
本發(fā)明涉及魔術(shù)棒、標(biāo)識裝置及通過魔術(shù)棒識別查找物體的方法和系統(tǒng)。包括在標(biāo)識裝置上感測第一振動(dòng)；根據(jù)第一振動(dòng)生成第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)；輸出第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和標(biāo)識裝置的ID碼。在魔術(shù)棒上感測第二振動(dòng)；根據(jù)第二振動(dòng)生成第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)；接收第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和標(biāo)識裝置的ID碼；比較第一振動(dòng)特征數(shù)據(jù)和第二振動(dòng)特征數(shù)據(jù)并當(dāng)兩者差別小于預(yù)定值時(shí)，根據(jù)ID碼從存儲(chǔ)器中提取相應(yīng)的聲音、圖片和/或文字?jǐn)?shù)據(jù)，并通過輸出裝置輸出。實(shí)施本發(fā)明，通過魔術(shù)棒碰撞或敲擊物體產(chǎn)生的振動(dòng)波來觸發(fā)輸出裝置輸出聲音、圖片和/或文字信息，將聲音、圖片和/或文字與實(shí)物結(jié)合，教學(xué)直觀，在滿足小孩好動(dòng)的前提下進(jìn)行有趣的學(xué)習(xí)，達(dá)到寓教于樂目的。
文檔編號G09B19/22GK103223250SQ20131014269
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者羅富強(qiáng) 申請人:深圳市宇恒互動(dòng)科技開發(fā)有限公司