專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型實(shí)景游藝，特別是涉及一種結(jié)合數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大型實(shí)景游 藝及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)、通訊等數(shù)字化技術(shù)的不斷普及和飛速發(fā)展，很多領(lǐng)域都通過與 這些技術(shù)的結(jié)合，獲得到了更好的領(lǐng)域拓展和新品開發(fā)?，F(xiàn)在常見的游藝形式包括實(shí)景 游戲和網(wǎng)絡(luò)游戲。其中，大型實(shí)景游藝是常見的實(shí)景游戲，是由機(jī)械及電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的 遙控，這種大型實(shí)景游藝的缺點(diǎn)是玩家只能感受到單一的機(jī)械動(dòng)作，各彼此之間無法 實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，并且這種傳統(tǒng)的實(shí)景游戲方式和它所使用的已經(jīng)很多年都沒有任何創(chuàng)新，并 且在逐漸地被市場需求所冷落；.
另一種常見的游藝方式是網(wǎng)絡(luò)游戲，玩家所操作的是虛擬的游戲?qū)ο?，其所在的?戲環(huán)境也是虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其缺點(diǎn)是
1、 玩家缺乏實(shí)際的操作感覺，特別是無法親手操作；
2、 網(wǎng)絡(luò)游戲由于操作場所隨意，且電腦的使用很難控制，因此，易使青少年沉迷， 而無法控制。
基于上述缺陷，本發(fā)明提出了將電腦游戲?qū)嵕盎瓦b控模型網(wǎng)絡(luò)化的創(chuàng)新模式，把 先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳統(tǒng)遙控模型的有機(jī)的結(jié)合在一起，突破了原本網(wǎng)絡(luò)游戲的虛擬性和 遙控模型的單一性，打破了長年以來一直沿襲的傳統(tǒng)實(shí)景游戲模式，實(shí)現(xiàn)了游戲方式的 革新，既可以保留傳統(tǒng)實(shí)景游戲所具備的趣味性，又可以將數(shù)字化技術(shù)結(jié)合到傳統(tǒng)的十 實(shí)景游戲的通訊互動(dòng)和數(shù)字控制等方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)及其控制方法，其通過無線 通訊網(wǎng)絡(luò)將游戲飛機(jī)的嵌入式硬件系統(tǒng)及軟件控制程序的數(shù)據(jù)信息，與服務(wù)器上的游戲 控制程序?qū)崿F(xiàn)全雙工通信及數(shù)據(jù)/指令操作，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化網(wǎng)控實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)。
本發(fā)明提出了一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)游 戲飛機(jī)嵌入式硬件系統(tǒng)及其控制程序與地面控制中心之間的全雙工通信及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、發(fā) 送和操作控制，該系統(tǒng)包括地面控制中心、多個(gè)游戲飛機(jī)、傳感器、隔離輸出、游戲飛 機(jī)的舵機(jī)和炮臺以及游戲飛機(jī)中的嵌入式CPLD芯片，其中地面控制中心與系統(tǒng)中的各游戲飛機(jī)的網(wǎng)絡(luò)端口連接；
游戲飛機(jī)中的嵌入式硬件系統(tǒng)采用CPLD芯片，該CPLD芯片與網(wǎng)絡(luò)端口之間采 用串行通信方式， 一方面將舵機(jī)當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)換成符合RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)，另一方 面將接收的地面控制中心控制指令，轉(zhuǎn)換成符合RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)的多路控制信 號，該串行數(shù)據(jù)再經(jīng)CPLD芯片解析成舵機(jī)和炮臺所能識別的可執(zhí)行指令；
所述可執(zhí)行指令隔離輸出到各游戲飛機(jī)的舵機(jī)和炮塔，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制模塊控制炮塔 以及舵機(jī)；
傳感器設(shè)置于該系統(tǒng)中每個(gè)游戲飛機(jī)上，用于實(shí)時(shí)感測該游戲飛機(jī)的狀態(tài)，并將感 應(yīng)信號經(jīng)過CPLD芯片的轉(zhuǎn)換后傳送至服務(wù)器，作為地面控制中心發(fā)出控制信號的依 據(jù)。
所述CPLD芯片進(jìn)一步包括分頻電路、采樣濾波電路、接收電路以及發(fā)送電路，其
中
分頻電路將晶振頻率進(jìn)行分頻，得到BAUD—CLK脈沖，作為發(fā)送電路和接收電路的 時(shí)鐘； .
所接收的地面控制中心信號RXD經(jīng)過采樣濾波電路，濾掉干擾信號，輸入到接收電 路的移位寄存器的串行輸入端，在移位寄存器中進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換后成為RXD-DATA信號輸 出至電機(jī)控制模塊；
在接收電路中設(shè)置一時(shí)間變量，每當(dāng)16個(gè)接收電路的時(shí)鐘周期到來時(shí)，判斷所接 收的控制指令是否有效，如果有效，則時(shí)間的值變?yōu)閘，開始接收控制指令數(shù)據(jù)，接收 到的數(shù)據(jù)裝入移位寄存器；
在發(fā)送電路中設(shè)置一時(shí)間變量，每當(dāng)16個(gè)發(fā)送電路的時(shí)鐘周期到來時(shí)，判斷發(fā)送 的控制指令是否有效，如果有效，則時(shí)間變量值變?yōu)閘，開始發(fā)送控制指令數(shù)據(jù)，到地 面控制中心或該系統(tǒng)中的游戲飛機(jī)，所述發(fā)送電路的工作過程是所述接收電路的逆過 程。
所述接收電路的時(shí)鐘頻率采用9600*16HZ。 所述接收電路的時(shí)鐘頻率采用9600HZ。
所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境所采用Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，所述系統(tǒng)中的游戲飛機(jī)通過無線網(wǎng)卡的嵌入
式無線局域網(wǎng)絡(luò)模塊與無線網(wǎng)絡(luò)的Wiport端口連接。
所述CPLD芯片選擇的是ALTERA公司的EPM7256AETI144-7芯片。 所述嵌入式無線局域網(wǎng)模塊與CPLD之間的接口采用JTAG接口 。 所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)串行數(shù)據(jù)RXD一DATA的值產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相應(yīng)波形，
RXD—DATA的前三位控制飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，接下來的兩位控制炮塔的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，第六位
控制打炮，最后兩位控制飛機(jī)的轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明還提供了一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)的控制方法，該方包括
以下步驟游戲飛機(jī)與服務(wù)器組建成所述數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，將游戲飛機(jī)/服務(wù)器發(fā)出 的控制命令經(jīng)過串行數(shù)據(jù)接收/發(fā)送程序，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器端，由服務(wù)器端游戲 控制程序進(jìn)行統(tǒng)一的游戲控制。
所述網(wǎng)絡(luò)傳輸程序包括服務(wù)端流程及客戶端流程
服務(wù)端程序，該程序安裝于地面控制中心，用于處理接收客戶端的網(wǎng)絡(luò)請求，該程 序包括以下歩驟
根據(jù)系統(tǒng)中所掛接的游戲飛機(jī)數(shù)量創(chuàng)建多個(gè)套接字；
將所創(chuàng)建的多個(gè)套接字分別與各游戲飛機(jī)相應(yīng)的本地地址和端口綁定；
將套接字設(shè)定為監(jiān)聽模式(listen),準(zhǔn)備接收來自客戶端游戲飛機(jī)的請求；
是否有客戶端請求，如有客戶端請求，接受該客戶端連接請求，返回一個(gè)新的對應(yīng)
于此次連接的套接字；
用返回的套接字和客戶端進(jìn)行通信； 返回，等待下一客戶端請求；以及
關(guān)閉當(dāng)前套接字； .
客戶端程序，該程序安裝于系統(tǒng)中的每個(gè)游戲飛機(jī)上，用于實(shí)現(xiàn)作為客戶端的該游 戲飛機(jī)分別與服務(wù)端程序通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，該客戶端程序包括以下步驟 創(chuàng)建套接字；
地面控制中心發(fā)連接請求； 與地面控制中心進(jìn)行通信；以及 關(guān)閉套接字。，
所述服務(wù)端的游戲控制程序，包括以下步驟 檢測游戲飛機(jī)是否與服務(wù)器端連接； 如果已連接，則開始游戲；
游戲開始后，接收手柄的控制操作，向受控制的游戲飛機(jī)發(fā)送手柄操作信息； 同時(shí)，接收來自于該系統(tǒng)中受控游戲飛機(jī)的信息； 將上述兩種信息在服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理； 同步顯示數(shù)據(jù)處理結(jié)果。
所述串行數(shù)據(jù)及控制指令接收程序，包括以下步驟程序開始，是否成功復(fù)位？如 否，則開始接收數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)裝入移位寄存器中，通過移位寄存器把RXD-DATA 信號存入數(shù)據(jù)緩存。
所述串行數(shù)據(jù)及控制指令發(fā)送程序，包括以下步驟程序開始，是否成功復(fù)位？如
否，則判斷當(dāng)前TXD—CNT的值，在TXDj:NT4時(shí)，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到移位 寄存器，并將TXD一CNT+1;直至TXD一CNT-IO，則控制指令及數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，移位寄存器 全部清零，等待下一次發(fā)送時(shí)間到來。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)景游戲結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了以往傳統(tǒng)實(shí)景所不具備的操作互動(dòng)性，將網(wǎng)絡(luò)游戲與傳統(tǒng)的實(shí)景游戲結(jié)合起來， 一方面大大提
升傳統(tǒng)實(shí)景游戲的趣味性，另一方面又避免了網(wǎng)絡(luò)游戲容易帶來的"網(wǎng)癮"問題，更利 于推廣，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。


圖1為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)的模塊圖； 圖2為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)的架構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)控制方法的游戲控制程序 流程圖;，
圖4為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)控制方法的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸 服務(wù)端程序的示意圖5為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)控制方法的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸 客戶端程序的示意圖6為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)控制方法的CPLD芯片上的
串行數(shù)據(jù)收發(fā)程序方框圖； '
圖7為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)控制方法的CPLD控制指 令接收流程圖8為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)接收 電路波形仿真時(shí)序圖9為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)控制方法的控制指令發(fā)送 流程圖10是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)發(fā)送 電路波形仿真時(shí)序圖11是本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序的邏輯框圖12是本發(fā)明實(shí)施例所采用的系統(tǒng)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)原理圖。
圖13本發(fā)明實(shí)施例所的無線局域網(wǎng)模塊與CPLD的連接電路圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的網(wǎng)控飛機(jī)利用802. 11b/g網(wǎng)絡(luò)把地面控制中心發(fā)送的命令傳送到戰(zhàn)機(jī)模 型，戰(zhàn)機(jī)模型利用嵌入式技術(shù)組成無線串口模塊，通過802. 11b/g網(wǎng)絡(luò)接收控制指令并 轉(zhuǎn)換成符合RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)，該串行數(shù)據(jù)再經(jīng)CPLD解析成舵機(jī)所能識別的可執(zhí) 行指令，這些可執(zhí)行的指令經(jīng)過舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)。戰(zhàn)機(jī)模型利用舵機(jī)控制相應(yīng)部位 的轉(zhuǎn)動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)速度，例如主翼、副翼、尾翼的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度、油門的控制、發(fā)射炮 彈等。網(wǎng)控飛機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)全雙工通信系統(tǒng)，在指揮控制中心發(fā)送控制指令的同時(shí)，戰(zhàn) 機(jī)可也實(shí)時(shí)的向控制中心反饋其當(dāng)前的狀態(tài)，例如炮彈剩余情況和自身中彈情況等。
8該系統(tǒng)方塊圖如圖1所示，地面控制中心101通過無線網(wǎng)卡102與無線網(wǎng)絡(luò)的另 一端，即Wiport (每個(gè)Wiport也就是無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所對應(yīng)的游戲飛 機(jī)上的無線網(wǎng)絡(luò)端口) 103;在系統(tǒng)中的每個(gè)游戲飛機(jī)中嵌入CPLD芯片104，它與上 述Wiport之間采用串行通信，CPLD芯片104起到數(shù)據(jù)雙向轉(zhuǎn)換作用， 一方面可將舵 機(jī)當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)換成符合RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)；另一方面可將接收到的自服務(wù)器端發(fā) 來的控制指令，轉(zhuǎn)換成符合RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)的多路控制信號，該串行數(shù)據(jù)再經(jīng) CPLD解析成舵機(jī)和炮臺所能識別的可執(zhí)行指令，這些可執(zhí)行的指令經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電 機(jī)和炮塔；通過隔離輸出105，控制炮塔107以及控制舵機(jī)106;每個(gè)游戲飛機(jī)上安裝 有傳感器109，用于實(shí)時(shí)感測該游戲飛機(jī)的狀態(tài)，并將感應(yīng)信號傳送至服務(wù)器，作為服 務(wù)器發(fā)出控制信號的依據(jù)。
該網(wǎng)控游戲飛機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示，該系統(tǒng)包括服務(wù)器，它作為網(wǎng)控游戲飛機(jī)系 統(tǒng)的游戲控制平臺，該服務(wù)器端還可連接遙控手柄；而多個(gè)游戲飛機(jī)與服務(wù)器通過Wi-Fi 無線網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，該系統(tǒng)中的多個(gè)游戲飛機(jī)，其中每一游戲飛機(jī)內(nèi)部都 包括通信模塊、嵌入式CPLD芯片，利用這些CPLD芯片驅(qū)動(dòng)電.機(jī)；每個(gè)游戲飛機(jī)都 設(shè)置一個(gè)紅外感應(yīng)裝置，用于游戲飛機(jī)彼此之間的紅外通訊，可進(jìn)行彼此之間的數(shù)據(jù)傳 輸?shù)炔僮?，這個(gè)特點(diǎn)主要是可用于例如網(wǎng)控游戲飛機(jī)系統(tǒng)中結(jié)成聯(lián)盟的游戲飛機(jī)在游戲 過程中彼此傳遞所需的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的軟件程序分別為服務(wù)器端的游戲控制程序，服務(wù)器端通過無線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié) 議與該系統(tǒng)中的游戲飛機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸程序，以及游戲飛機(jī)內(nèi)部的嵌入式CPLD芯片 的串行數(shù)據(jù)收發(fā)程序。
如圖3所示，這是作為游戲控制平臺的服務(wù)器端的游戲控制程序，其流程包括以下
步驟首先，檢測游戲飛機(jī)是否與服務(wù)器端連接，步驟301;如果未連上，則等待游戲 飛機(jī)連接，直至有連接上的游戲飛機(jī)，如果巳連接，則開始游戲，步驟302;游戲開始 后， 一方面會接受手柄的控制操作，步驟303;向受控制的游戲飛機(jī)發(fā)送手柄操作信息， 步驟304;同時(shí)，還接受來自于該系統(tǒng)中受控游戲飛機(jī)的信息，步驟305;對上述兩種 信息(即手柄發(fā)送信息、監(jiān)控信息)在服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，步驟306;同步顯示數(shù) 據(jù)處理結(jié)果，步驟307;游戲是否結(jié)束，步驟308，當(dāng)前程序結(jié)束；步驟309;如游戲
未結(jié)束，則返回步驟303或步驟304，完成游戲中的信息數(shù)據(jù)處理。
根據(jù)游戲飛機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際情況，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中所要傳送的數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)，由于其具
有數(shù)據(jù)傳輸量小，但傳輸準(zhǔn)確度要求較高的特點(diǎn)，因此，本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸選擇面
向連接的TCP/IP協(xié)議。其實(shí)現(xiàn)方法采用的是socket編程，函數(shù)調(diào)用順序如下。
網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)用程序分別由服務(wù)器端程序、客戶端程序。其中，服務(wù)器端程序包括以
下歩驟首先，根據(jù)系統(tǒng)中所掛接的游戲飛機(jī)數(shù)量創(chuàng)建多個(gè)套接字(socket),步驟401;
將所創(chuàng)建的多個(gè)套接字分別與各游戲飛機(jī)相應(yīng)的本地地址和端口綁定(bind)，步驟402;
將套接字設(shè)定為監(jiān)聽模式(listen),準(zhǔn)備接收來自客戶端游戲飛機(jī)的請求，步驟403;是否有客戶端請求，步驟404;如有客戶端請求，接受該客戶端連接請求，返回一個(gè)新
的對i^于此次連接的套接字(acc印t)，歩驟405;用返回的套接字和客戶端進(jìn)行通信 (send/recv)，歩驟406;返回，等待下一客戶端請求，步驟407;關(guān)閉當(dāng)前套接字， 步驟408。由于本發(fā)明的網(wǎng)控游戲飛機(jī)系統(tǒng)中，連接有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)游戲飛機(jī)，它們分別具 有不同的網(wǎng)絡(luò)地址和端口，因此，需要對系統(tǒng)中的每個(gè)游戲飛機(jī)分別創(chuàng)建套接字，每個(gè) 套接字按照上述的流程，執(zhí)行服務(wù)器段的監(jiān)聽程序?？蛻舳顺绦?，該程序安裝于系統(tǒng)中 的每個(gè)游戲飛機(jī)上，用于實(shí)現(xiàn)作為客戶端的該游戲飛機(jī)分別與服務(wù)端程序通信，進(jìn)行數(shù) 據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，該客戶端程序包括以下步驟創(chuàng)建套接字(socket),步驟501;服務(wù) 器發(fā)連接請求(connect),步驟502;和服務(wù)器端進(jìn)行通信(send/recv);步驟503; 關(guān)閉套接字，步驟504。
客戶端的每臺游戲飛機(jī)都設(shè)置CPLD芯片，該芯片中，軟件部分包括串行數(shù)據(jù)收發(fā) 程序，該程序?yàn)閷?shí)現(xiàn)服務(wù)器端與客戶端各游戲飛機(jī)的無線嵌入式模塊CPLD間的雙向通 信而設(shè)置。其包括以下步驟接收該CPLD芯片下行串行接口的數(shù)據(jù)；以及，將飛機(jī)狀 態(tài)信息封裝成串行數(shù)據(jù)并連接到上行串行接口。該CPLD芯片的硬.件部分采用串行數(shù)據(jù)
收發(fā)器，其框圖如圖6所示。主要由四部分構(gòu)成，g卩分頻電路；采樣濾波電路；接收
電路和發(fā)射電路。工作原理如下分頻電路將晶振頻率進(jìn)行分頻，得到BAUD—CLK脈沖， 作為發(fā)送電路和接收電路的時(shí)鐘。要接收的信號RXD經(jīng)過采樣率波電路，濾掉干擾信號， 得到RXD_SYNC，輸入到接收電路的移位寄存器的串行輸入端。在移位寄存器中進(jìn)行串并 轉(zhuǎn)換后成為RXD-DATA信號輸出至電機(jī)控制模塊。
在接收電路中，因?yàn)锽AUD—CLK時(shí)鐘是實(shí)際接收波特率9600的16倍，所以每隔16 個(gè)BAUD—CLK系統(tǒng)接收一位數(shù)據(jù)。設(shè)置一個(gè)變量TXD—CNT，每當(dāng)16個(gè)BAUD—CLK到來時(shí)， 判斷接收XMIT—CMD是否有效，如果有效，則TXDj:NT的值變?yōu)?，開始接收。控制指 令接收流程如圖7所示，程序開始，是否成功復(fù)位？如否，則開始接收數(shù)據(jù)，并將接收 到的數(shù)據(jù)裝入移位寄存器中，通過移位寄存器把RXD-DATA信號存入數(shù)據(jù)緩存。接收的 信號主要用來控制飛機(jī)的各種動(dòng)作,如前進(jìn)、后退、發(fā)射、旋轉(zhuǎn)炮臺等。因此還要進(jìn) 行譯碼并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號?？刂浦噶罱邮粘绦蛄鞒虉D如圖7所示，而其波形仿真結(jié) 果如圖8所示。
游戲飛機(jī)上安裝有各類的傳感器，用以反映飛機(jī)的狀態(tài)，如被炮彈擊中的次數(shù)、 飛機(jī)的能量信息、位置等。這些信息要通過無線局域網(wǎng)回傳到服務(wù)器端，用以編制各種 游戲。
串行數(shù)據(jù)發(fā)送電路是串行數(shù)據(jù)接收電路的逆過程，它把TXD—DATA數(shù)據(jù)經(jīng)移位封裝 成RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)，所不同的是發(fā)送電路的時(shí)鐘采用的不是9600*16HZ，而是 9600HZ。發(fā)送電路將BAUD—CLK做16分頻，得到9600HZ的脈沖，作為發(fā)送時(shí)鐘。發(fā)送 電路把傳感器輸出的信號(即圖6中的TXD—DATA數(shù)據(jù))經(jīng)移位封裝成符合RS232標(biāo)準(zhǔn)的 串行數(shù)據(jù)，通過無線局域網(wǎng)模塊回傳到服務(wù)器端。圖9是CPLD中用VHDL語言編制的串行數(shù)據(jù)發(fā)送電路軟件流程圖，控制指令發(fā)送流程程序開始，是否成功復(fù)位？如否，則判 斷當(dāng)前TXD—CNT的值，在TXD一CNT4時(shí)，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到移位寄存器， 并將TXD一CNT+1;直至TXD_CNT=10，則控制指令及數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，移位寄存器全部清零， 等待下一次發(fā)送時(shí)間到來。圖10是其仿真時(shí)序圖，RESET、 XMIT—CMD、 BAUD—CLK、 TXDATA 是輸入信號；TXD是輸出信號；TXD—CNT、 TXD—SHIFT是中間變量。
RESET為復(fù)位信號，當(dāng)RESET=1時(shí)系統(tǒng)復(fù)位，否則程序正常運(yùn)行。
BAUD—CLK為分頻后的系統(tǒng)時(shí)鐘。
TXDATA為要發(fā)送的數(shù)據(jù)。
XMITJM)為發(fā)送允許標(biāo)志位，當(dāng)XMIT_CMD出現(xiàn)一個(gè)脈沖后，TXD_CNT開始計(jì)數(shù)， 并在下個(gè)^1期開始發(fā)送數(shù)據(jù)。
如圖11所示，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序的邏輯框圖，數(shù)據(jù)RXDATA10011000經(jīng)過發(fā)送電路后， 轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)RXD。電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序是根據(jù)數(shù)據(jù)RXD—DATA的值來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相應(yīng) 波形。RXD—DATA的前三位控制飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，接下來的兩位控制炮塔的轉(zhuǎn)動(dòng)情況， 第六位控制打炮，最后兩位控制飛機(jī)的轉(zhuǎn)速，00: 0.25， 01: 0.5， 10: 0.75， 11: 1 (其中后面的數(shù)字表示電機(jī)驅(qū)動(dòng)波形的占空比)。 .
下面通過一具體實(shí)施例，說明游戲飛機(jī)硬件電路的具體設(shè)計(jì)方案。
游戲飛機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)、JTAG接口設(shè)計(jì)、嵌入式局域 網(wǎng)模塊、CPLD設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。系統(tǒng)串行數(shù)據(jù)傳送的速率設(shè)定為9600HZ， 晶振選擇為11. 05926MHZ，這樣經(jīng)過72分頻就能產(chǎn)生9600*16HZ的時(shí)鐘。CPLD選擇的 是ALTERA公司的EPM7256AETI144-7。時(shí)鐘電路與CPLD的連接方式如圖12所示。時(shí)鐘 電路的電源VCC接CPLD芯片的電源；時(shí)鐘的地接CPLD芯片的地；時(shí)鐘電路的時(shí)鐘脈沖 產(chǎn)生端CLK接CPLD芯片的時(shí)鐘信號輸入端。
JTAG接口用于向CPLD下載程序，連接方式采取ALTERA公司所推薦的接法，嵌入 式無線局域網(wǎng)模塊與CPLD之間的接口是硬件電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，其連接方式如圖13所示。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)游戲飛機(jī)嵌入式硬件系統(tǒng)及其控制程序與地面控制中心之間的全雙工通信及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、發(fā)送和操作控制，該系統(tǒng)包括地面控制中心、多個(gè)游戲飛機(jī)、傳感器、隔離輸出、游戲飛機(jī)的舵機(jī)和炮臺以及游戲飛機(jī)中的嵌入式CPLD芯片，其中地面控制中心與系統(tǒng)中的各游戲飛機(jī)的網(wǎng)絡(luò)端口連接；游戲飛機(jī)中的嵌入式硬件系統(tǒng)采用CPLD芯片，該CPLD芯片與網(wǎng)絡(luò)端口之間采用串行通信方式，一方面將舵機(jī)當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)換成符合RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)，另一方面將接收的地面控制中心控制指令，轉(zhuǎn)換成符合RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)的多路控制信號，該串行數(shù)據(jù)再經(jīng)CPLD芯片解析成舵機(jī)和炮臺所能識別的可執(zhí)行指令；所述可執(zhí)行指令隔離輸出到各游戲飛機(jī)的舵機(jī)和炮塔，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制模塊控制炮塔以及舵機(jī)；傳感器設(shè)置于該系統(tǒng)中每個(gè)游戲飛機(jī)上，用于實(shí)時(shí)感測該游戲飛機(jī)的狀態(tài)，并將感應(yīng)信號經(jīng)過CPLD芯片的轉(zhuǎn)換后傳送至服務(wù)器，作為地面控制中心發(fā)出控制信號的依據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所 述CPLD芯片進(jìn)一步包括分頻電路、采樣濾波電路、接收電路以及發(fā)送電路，其中.分頻電路將晶振頻率進(jìn)行分頻，得到BAUD—CLK脈沖，作為發(fā)送電路和接收電路的 時(shí)鐘；所接收的地面控制中心信號RXD經(jīng)過采樣濾波電路，濾掉干擾信號，輸入到接收電 路的移位寄存器的串行輸入端，在移位寄存器中進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換后成為RXD-DATA信號輸 出至電機(jī)控制模塊；在接收電路中設(shè)置一時(shí)間變量，每當(dāng)16個(gè)接收電路的時(shí)鐘周期到來時(shí)，判斷所接 收的控制指令是否有效，如果有效，則時(shí)間的值變?yōu)閘，開始接收控制指令數(shù)據(jù)，接收 到的數(shù)據(jù)裝入移位寄存器；在發(fā)送電路中設(shè)置一時(shí)間變量，每當(dāng)16個(gè)發(fā)送電路的時(shí)鐘周期到來時(shí)，判斷發(fā)送 的控制指令是否有效，如果有效，則時(shí)間變量值變?yōu)閘，開始發(fā)送控制指令數(shù)據(jù)，到地 面控制中心或該系統(tǒng)中的游戲飛機(jī)，所述發(fā)送電路的工作過程是所述接收電路的逆過 程。
3. 如權(quán)利要求2所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述 接收電路的時(shí)鐘頻率采用9600*16HZ。
4. 如權(quán)利要求2所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述 接收電路的時(shí)鐘頻率采用9600HZ。
5. 如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境所采用Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，所述系統(tǒng)中的游戲飛機(jī)通過無線網(wǎng)卡(102)的嵌 入式無線局域網(wǎng)絡(luò)模塊與無線網(wǎng)絡(luò)的Wiport端口連接。
6. 如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所 述CPLD芯片選擇的是ALTERA公司的EPM7256AETI144-7芯片。
7. 如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所 述嵌入式無線局域網(wǎng)模塊與CPLD之間的接口采用JTAG接口 。
8. 如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于，該方包括以下步驟游戲飛機(jī)與服務(wù)器組建成所述數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，將游戲飛機(jī)/服務(wù)器發(fā)出 的控制命令經(jīng)過串行數(shù)據(jù)接收/發(fā)送程序，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器端，由服務(wù)器端游戲 控制程序進(jìn)行統(tǒng)一的游戲控制。
9. 如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸程序包括服務(wù)端流程及客戶端流程服務(wù)端程序，該程序安裝于地面控制中心，用于處理接收客戶端的網(wǎng)絡(luò)請求，該程 序包括以下步驟根據(jù)系統(tǒng)中所掛接的游戲飛機(jī)數(shù)量創(chuàng)建多個(gè)套接字； 將所創(chuàng)建的多個(gè)套接字分別與各游戲飛機(jī)相應(yīng)的本地地址和端口綁定；將套接字設(shè)定為監(jiān)聽模式(listen)，準(zhǔn)備接收來自客戶端游戲飛機(jī)的請求；是否有客戶端請求，如有客戶端請求，接受該客戶端連接請求，返回一個(gè)新的對應(yīng)于此次連接的套接字；用返回的套接字和客戶端進(jìn)行通信； 返回，等待下一客戶端請求；以及關(guān)閉當(dāng)lir套接字；客戶端程序，該程序安裝于系統(tǒng)中的每個(gè)游戲飛機(jī)上，用于實(shí)現(xiàn)作為客戶端的該游 戲飛機(jī)分別與服務(wù)端程序通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，該客戶端程序包括以下步驟 創(chuàng)建套接字； 服務(wù)器發(fā)連接請求； 與地面控制中心進(jìn)行通信；以及 關(guān)閉套接字。
10. 如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于，所述服務(wù)端的游戲控制程序，包括以下步驟檢測游戲飛機(jī)是否與服務(wù)器端連接； 如果已連接，則開始游戲；游戲開始后，接收手柄的控制操作，向受控制的游戲飛機(jī)發(fā)送手柄操作信息； 同時(shí)，接收來自于該系統(tǒng)中受控游戲飛機(jī)的信息；將上述兩種信息在服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理； 同步顯示數(shù)據(jù)處理結(jié)果。
11. 如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于，所述串行數(shù)據(jù)及控制指令接收程序，包括以下步驟程序開始，是否成功復(fù)位？ 如否，則開始接收數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)裝入移位寄存器中，通過移位寄存器把 rxd-data信號存入數(shù)據(jù)緩存。
12. 如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于，所述串行數(shù)據(jù)及控制指令發(fā)送程序，包括以下步驟程序開始，是否成功復(fù)位？ 如否，則判斷當(dāng)前TXD—CNT的值，在TXDj:nt4時(shí)，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到移位寄存器，并將txdj;nt+i;直至txdj;nt^0，則控制指令及數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，移位寄存 器全部清零，等待下一次發(fā)送時(shí)間到來。
13. 如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)串行數(shù)據(jù)rxd_data的值產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相應(yīng)波形， rxd一data的前三位控制飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，接下來的兩位控制炮塔的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，第六位 控制打炮，最后兩位控制飛機(jī)的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化實(shí)景游戲飛機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括地面控制中心、多個(gè)游戲飛機(jī)、傳感器、隔離輸出、游戲飛機(jī)的舵機(jī)和炮臺以及游戲飛機(jī)中的嵌入式CPLD芯片，該CPLD芯片與網(wǎng)絡(luò)端口之間采用串行通信方式，一方面將舵機(jī)當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)換串行數(shù)據(jù)，另一方面將接收的地面控制中心控制指令轉(zhuǎn)換串行數(shù)據(jù)的多路控制信號，該串行數(shù)據(jù)再解析成可執(zhí)行指令；驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制模塊控制炮塔以及舵機(jī)；傳感器設(shè)置于游戲飛機(jī)上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)景游戲結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了以往傳統(tǒng)實(shí)景所不具備的操作互動(dòng)性，將網(wǎng)絡(luò)游戲與傳統(tǒng)的實(shí)景游戲結(jié)合起來，一方面大大提升傳統(tǒng)實(shí)景游戲的趣味性，另一方面又避免了網(wǎng)絡(luò)游戲容易帶來的“網(wǎng)癮”問題。
文檔編號A63H27/00GK101314077SQ20081005227
公開日2008年12月3日 申請日期2008年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月3日
發(fā)明者蘭國梁, 珉 曹, 李文元 申請人:天津信息港智能社區(qū)科技有限公司