本發(fā)明涉及智能玩具，特別是涉及智能積木系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

積木是一種非常優(yōu)秀的傳統(tǒng)玩具，它通過對(duì)于形狀、顏色、材質(zhì)、圖案、數(shù)字、字符等多種元素的綜合運(yùn)用，讓兒童可以在游戲中掌握對(duì)于世界的認(rèn)知，提高動(dòng)手能力，并讓兒童充分發(fā)揮自己的想象力創(chuàng)造屬于自己的積木世界，可以有效開發(fā)兒童的智力和創(chuàng)造力。

隨著時(shí)代和科技的進(jìn)步，電子玩具和電子游戲等開始對(duì)傳統(tǒng)玩具產(chǎn)生巨大的沖擊。由于傳統(tǒng)積木的玩法相對(duì)固定，在初期新鮮感消失以后，兒童很容易產(chǎn)生倦怠感，使積木無(wú)法再對(duì)兒童產(chǎn)生吸引力，于是大量積木都是在購(gòu)買后較短一段時(shí)間后就閑置，產(chǎn)生的巨大的浪費(fèi)。

移動(dòng)終端和計(jì)算機(jī)上的電子游戲具有生動(dòng)的畫面和優(yōu)美的音效，對(duì)于注意力容易分散的兒童來(lái)說，具有較大的吸引力，但是，兒童長(zhǎng)期沉溺其中，容易長(zhǎng)時(shí)間緊盯屏幕且保持同一姿勢(shì)，導(dǎo)致視力衰退，危害身體健康，而且所有操作均在屏幕上虛擬進(jìn)行，不利于鍛煉兒童的動(dòng)手能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種可玩性好、提高游戲興趣的智能積木系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明一個(gè)進(jìn)一步的目的是要使得智能積木系統(tǒng)擴(kuò)展性好，實(shí)現(xiàn)多種玩法。

特別地，本發(fā)明提供了一種智能積木系統(tǒng)，其包括多塊設(shè)置有光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊的積木塊，其中，每塊積木塊配置成利用光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊讀取其所在位置處預(yù)先配置的光學(xué)辨識(shí)碼，并識(shí)別出光學(xué)辨識(shí)碼對(duì)應(yīng)的位置信息；每塊積木塊還設(shè)置有游戲響應(yīng)裝置，并且游戲響應(yīng)裝置配置成根據(jù)位置信息向使用智能積木系統(tǒng)的用戶輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)。

可選地，上述智能積木系統(tǒng)還包括主控裝置，并且積木塊還配置成向主控裝置發(fā)送位置信息；主控裝置配置成根據(jù)位置信息匹配出游戲進(jìn)度，并向積木塊發(fā)送游戲進(jìn)度對(duì)應(yīng)的游戲響應(yīng)數(shù)據(jù)，以供積木塊的游戲響應(yīng)裝置按照游戲響應(yīng)數(shù)據(jù)輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)。

可選地，主控裝置集成于多塊積木塊中的一塊內(nèi)部，或者設(shè)置于印刷有光學(xué)辨識(shí)碼的游戲板內(nèi)部。

可選地，積木塊還包括：三軸加速度傳感器，配置成檢測(cè)積木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或空間姿態(tài)；并且光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊還配置成在三軸加速度傳感器檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或空間姿態(tài)符合設(shè)定的觸發(fā)條件后啟動(dòng)，執(zhí)行讀取光學(xué)辨識(shí)碼的步驟。

可選地，游戲響應(yīng)裝置包括以下任意一種或多種：顯示屏，配置成輸出游戲反饋圖像或者游戲提示圖像；音頻模塊，配置成輸出游戲反饋聲音或者游戲提示聲音；振動(dòng)模塊，配置成輸出游戲觸感反饋或者游戲觸感提示。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面還提供了一種智能積木系統(tǒng)的控制方法，智能積木系統(tǒng)包括多塊設(shè)置有光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊的積木塊，并且控制方法包括：利用光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊讀取積木塊所在位置處預(yù)先配置的光學(xué)辨識(shí)碼；識(shí)別出光學(xué)辨識(shí)碼對(duì)應(yīng)的位置信息；根據(jù)位置信息向使用智能積木系統(tǒng)的用戶輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)。

可選地，根據(jù)位置信息向使用智能積木系統(tǒng)的用戶輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)的步驟包括：向智能積木系統(tǒng)的主控裝置發(fā)送述位置信息，以供主控裝置根據(jù)位置信息匹配出游戲進(jìn)度；接收主控裝置提供的與游戲進(jìn)度對(duì)應(yīng)的游戲響應(yīng)數(shù)據(jù)，并按照輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)。

可選地，上述智能積木系統(tǒng)的控制方法還包括：在積木塊啟動(dòng)后，確定進(jìn)行的游戲模式，并輸出與游戲模式對(duì)應(yīng)的初始信號(hào)。

可選地，上述智能積木系統(tǒng)的控制方法還包括：利用積木塊中設(shè)置的三軸加速度傳感器檢測(cè)積木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或空間姿態(tài)；以及在三軸加速度傳感器檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或空間姿態(tài)符合設(shè)定的觸發(fā)條件后啟動(dòng)，執(zhí)行讀取光學(xué)辨識(shí)碼的步驟。

可選地，輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)包括以下任意種方式：利用顯示屏輸出游戲反饋圖像或者游戲提示圖像；利用音頻模塊輸出游戲反饋聲音或者游戲提示聲音；利用振動(dòng)模塊輸出游戲觸感反饋或者游戲觸感提示。

本發(fā)明的智能積木系統(tǒng)及其控制方法，在積木塊內(nèi)設(shè)置光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊，通過讀取與之配合的光學(xué)辨識(shí)碼，確定出積木塊所在的位置，從而可以利用積木系統(tǒng)完成桌面游戲和棋類游戲，可玩性更好，該智能積木系統(tǒng)既有傳統(tǒng)積木的形狀，材質(zhì)等元素，同時(shí)通過電子技術(shù)結(jié)合豐富多彩的顏色、圖案、數(shù)字、字符、音樂、語(yǔ)音等多媒體元素，為實(shí)現(xiàn)不同的游戲模式提供了基礎(chǔ)，提高了用戶的游戲興趣。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的智能積木系統(tǒng)及其控制方法，還可以通過無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)積木塊與主控裝置的數(shù)據(jù)溝通，傳輸位置數(shù)據(jù)和游戲響應(yīng)數(shù)據(jù)。積木塊具有豐富的傳感器，可以對(duì)自身狀態(tài)進(jìn)行感知，利用主控裝置完成數(shù)據(jù)的分析處理。

更進(jìn)一步地，本發(fā)明的智能積木系統(tǒng)及其控制方法，互動(dòng)性強(qiáng)，既可以作為玩具，也可以作為教具使用，對(duì)于兒童的智力開發(fā)具有進(jìn)一步的促進(jìn)作用，游戲模式以及控制方式符合兒童的認(rèn)知水平，有利于兒童上手游戲。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)的示意性框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)的示意性框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)中積木塊放置于底座上的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)中積木塊的功能層次模型圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)的控制方法的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)的控制方法中核心控制模塊的具體處理流程圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)的控制方法實(shí)現(xiàn)桌面游戲功能的流程圖；以及

圖8是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)的控制方法實(shí)現(xiàn)組合游戲功能的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10的示意性框圖。該智能積木系統(tǒng)10包括多塊積木塊100，積木塊100內(nèi)可以設(shè)置有光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊110和游戲響應(yīng)裝置120。

積木塊100可以根據(jù)游戲方式配置形狀和數(shù)量，例如將積木塊100配置為長(zhǎng)方體、圓柱體、球體或者其他形狀，在一套智能積木系統(tǒng)10中，可以同時(shí)配置多種形狀相同或者不同的積木塊100。積木塊100的數(shù)量可以設(shè)置為2個(gè)以上。本實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10實(shí)現(xiàn)各種形狀以及各種數(shù)量的積木塊100的游戲。

光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊110配置成讀取積木塊100所在位置處預(yù)先配置的光學(xué)辨識(shí)碼，光學(xué)辨識(shí)碼可以預(yù)先印刷在積木塊100的底墊或者底板上，在積木塊100在底墊或者底板上移動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊110對(duì)光學(xué)辨識(shí)碼進(jìn)行識(shí)別，確定出積木塊100的位置信息。

光學(xué)辨識(shí)碼(Optical Identification，簡(jiǎn)稱OID)可在印刷品中隱藏?cái)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)及擷取隱藏?cái)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，光學(xué)辨識(shí)碼編碼圖形一般是由許多細(xì)微的信息點(diǎn)所組成，這些信息點(diǎn)分布在二維光學(xué)辨識(shí)碼用于承載信息的區(qū)塊中，用于指示所在區(qū)塊對(duì)應(yīng)比特的值。在本實(shí)施例中，光學(xué)辨識(shí)碼可以用于指示積木塊100在底板或者底墊的位置。利用光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊110的光學(xué)及影像處理技術(shù)，便可取出預(yù)先隱藏位置信息數(shù)據(jù)。

游戲響應(yīng)裝置120配置成根據(jù)位置信息向使用智能積木系統(tǒng)10的用戶輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)。游戲響應(yīng)裝置120可以包括顯示屏122、音頻模塊124、振動(dòng)模塊126等多種輸出部件，從而實(shí)現(xiàn)圖像、聲音、觸覺等多種方式的游戲反饋或游戲提示。其中，顯示屏122可以輸出游戲反饋圖像或者游戲提示圖像；音頻模塊124可以輸出游戲反饋聲音或者游戲提示聲音；振動(dòng)模塊126可以輸出游戲觸感反饋或者游戲觸感提示。

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10的示意性框圖。該智能積木系統(tǒng)10還設(shè)置有主控裝置200，主控裝置200具有一定的數(shù)據(jù)處理能力，用于對(duì)游戲過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。積木塊100還配置成向主控裝置200發(fā)送位置信息；主控裝置200配置成根據(jù)位置信息匹配出游戲進(jìn)度，并向積木塊100發(fā)送游戲進(jìn)度對(duì)應(yīng)的游戲響應(yīng)數(shù)據(jù)，以供積木塊100的游戲響應(yīng)裝置120按照游戲響應(yīng)數(shù)據(jù)輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)。積木塊100與主控裝置200之間采用無(wú)線通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。主控裝置200可以集成于多塊積木塊100中的一塊內(nèi)部，或者設(shè)置于印刷有光學(xué)辨識(shí)碼的游戲板內(nèi)部。在主控裝置200設(shè)置于積木塊100內(nèi)部時(shí)，可以將設(shè)置主控裝置200的積木塊100作為主控積木塊，負(fù)責(zé)智能積木系統(tǒng)10的總體運(yùn)行，其他積木塊100利用傳感器和游戲響應(yīng)裝置120向主控積木塊提供數(shù)據(jù)并執(zhí)行游戲響應(yīng)。

積木塊100還可以設(shè)置有三軸加速度傳感器130，配置成檢測(cè)積木塊100的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或空間姿態(tài)；并且光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊110還配置成在三軸加速度傳感器130檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或空間姿態(tài)符合設(shè)定的觸發(fā)條件后啟動(dòng)，執(zhí)行讀取光學(xué)辨識(shí)碼的步驟。

積木塊100中可以同時(shí)配置顯示屏122、音頻模塊124、振動(dòng)模塊126。從而利用多種方式進(jìn)行信號(hào)的輸出，豐富與用戶的交互手段。顯示屏122可以輸出游戲反饋圖像或者游戲提示圖像；音頻模塊124可以輸出游戲反饋聲音或者游戲提示聲音；振動(dòng)模塊126可以輸出游戲觸感反饋或者游戲觸感提示。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10中積木塊100放置于底座300上的示意圖，底座300的上表面可以印刷有用于游戲的圖案文字，例如形成棋盤。圖案文字可以隱藏有光學(xué)辨識(shí)碼，或者光學(xué)辨識(shí)碼可以專門印刷特定的層內(nèi)。多個(gè)積木塊100可以放置于底座300上，通過光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊110獲取光學(xué)辨識(shí)碼的圖像，并進(jìn)一步確定光學(xué)辨識(shí)碼對(duì)應(yīng)的位置信息。

積木塊100可以根據(jù)游戲方式配置形狀和數(shù)量。例如積木塊100可以為由M個(gè)面組成的多面體，M的數(shù)量大于或者等于4，其中一個(gè)面或者多個(gè)面可以帶有顯示模塊，在圖3中示出的積木塊100為正六面體，其余形狀的積木塊100的功能和結(jié)構(gòu)類似，正方體積木塊的一個(gè)面可以具有顯示功能。

顯示屏122可以用于輸出各種游戲界面或圖案，為用戶提供游戲界面等信息。在一些可選實(shí)施例中，顯示屏122可以選擇使用觸摸屏，以供用戶進(jìn)行觸控操作。積木塊100的內(nèi)部腔體內(nèi)可以布置有電池、處理器、無(wú)線傳輸模塊、各種傳感器等電氣部件。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10中積木塊100的功能層次模型圖。積木塊100按照整體功能可以劃分為多個(gè)層次：硬件層440、驅(qū)動(dòng)層430、核心層420、應(yīng)用層410。

硬件層440可以包括積木塊100內(nèi)部的主控制器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器、顯示屏122、加速度傳感器、陀螺儀、接近傳感器、無(wú)線通信模塊、音頻模塊124等硬件設(shè)備。硬件層440主要用于實(shí)現(xiàn)積木的各種硬件功能，通過傳感器提供積木的各種運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和游戲指令輸出和響應(yīng)。

驅(qū)動(dòng)層430包括直接操作硬件的底層軟件，具體通過將各外圍硬件抽象到地址空間，通過對(duì)地址空間的數(shù)據(jù)存取，獲取各傳感器的輸出數(shù)據(jù)，并對(duì)外圍硬件設(shè)備進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)軟硬件之間的數(shù)據(jù)交換。為了存儲(chǔ)獲取的到積木運(yùn)行狀態(tài)，在硬件層440中的隨機(jī)存儲(chǔ)器中專門開辟一塊區(qū)域作為狀態(tài)存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器空間由驅(qū)動(dòng)層430寫入狀態(tài)數(shù)據(jù)，核心層420則從其中獲取狀態(tài)數(shù)據(jù)。

核心層420是用于實(shí)現(xiàn)積木塊100的各基本功能，具體由操作系統(tǒng)和核心控制模塊組成。操作系統(tǒng)是整個(gè)軟件系統(tǒng)的運(yùn)行平臺(tái)，向下通過驅(qū)動(dòng)層430訪問各硬件資源，向上為應(yīng)用層410提供基礎(chǔ)服務(wù)。核心控制模塊是實(shí)現(xiàn)整個(gè)積木功能的控制核心，其提供一系列的應(yīng)用程序接口供應(yīng)用層410進(jìn)行調(diào)用。核心控制模塊可以采用以循環(huán)為基礎(chǔ)的事件處理結(jié)構(gòu)，各事件之間的優(yōu)先級(jí)相同，事件觸發(fā)后由驅(qū)動(dòng)層430負(fù)責(zé)將事件送入進(jìn)入事件處理隊(duì)列，核心控制模塊按照先進(jìn)先出順序處理。在核心控制模塊中，還設(shè)置有事件處理過濾器，其實(shí)際是一個(gè)判斷結(jié)構(gòu)，可通過程序設(shè)置忽略對(duì)某種類型事件，以提高事件結(jié)構(gòu)的處理效率。

應(yīng)用層410用于對(duì)積木的基礎(chǔ)功能進(jìn)行運(yùn)用組合，實(shí)現(xiàn)用戶交互等相對(duì)復(fù)雜的積木功能。

基于以上積木塊100的功能層次結(jié)構(gòu)模型，積木塊100可以實(shí)現(xiàn)以下基礎(chǔ)功能：顯示功能、空間姿態(tài)檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(搖晃狀態(tài)檢測(cè))、識(shí)別積木塊100所在位置、感應(yīng)周圍其他積木塊100、無(wú)線通信、音頻播放、振動(dòng)。

在進(jìn)行顯示時(shí)，驅(qū)動(dòng)層430在硬件層440的隨機(jī)存儲(chǔ)器中開辟了一塊存儲(chǔ)空間用于存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)，稱之為顯示緩沖區(qū)，該空間構(gòu)建為矩陣形式，矩陣中的元素對(duì)應(yīng)顯示屏122的象素點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)層430讀取顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，寫入顯示屏122接口的虛擬物理地址，顯示屏122的硬件電路獲取到數(shù)據(jù)后對(duì)屏幕進(jìn)行刷新。

核心層420在硬件層440同樣開辟了一塊存儲(chǔ)空間用于處理顯示數(shù)據(jù)，該空間被劃分為多個(gè)矩陣，每個(gè)矩陣用于存儲(chǔ)一個(gè)顯示圖層，當(dāng)圖片需要更新到某一圖層時(shí)，即將其寫入到相應(yīng)的矩陣中。當(dāng)顯示數(shù)據(jù)更新時(shí)，將各圖層矩陣相同位置元素按照優(yōu)先級(jí)由高至低順序進(jìn)行讀取，在讀取過程中，只要讀到的數(shù)據(jù)非空，即將該數(shù)據(jù)寫入顯示緩沖區(qū)的對(duì)應(yīng)位置，以此過程循環(huán)往復(fù)，直到顯示緩沖區(qū)所有元素更新完畢。該過程保證了高優(yōu)先級(jí)圖層對(duì)低優(yōu)先級(jí)圖層進(jìn)行覆蓋，同時(shí)縮短了圖層合并的時(shí)間。

在進(jìn)行空間姿態(tài)檢測(cè)時(shí)，積木塊100主要依靠調(diào)用三軸加速度傳感器130來(lái)實(shí)現(xiàn)，三軸加速度傳感器130輸出值為沿X，Y，Z軸方向的加速度值(其中包含重力加速度)。當(dāng)積木塊100處于靜態(tài)狀態(tài)時(shí)，加速度傳感器只感應(yīng)重力加速度。積木處于水平狀態(tài)時(shí)，重力方向與Z軸平行，而積木塊100處于傾斜狀態(tài)時(shí)，重力加速度與X，Y，Z軸分別構(gòu)成一定夾角。根據(jù)X，Y，Z軸上分布的重力加速度分量，可以反推出重力加速度與X，Y，Z軸的夾角，從而得到積木塊100的空間姿態(tài)。

驅(qū)動(dòng)層430定時(shí)讀取硬件層440中的三軸加速度傳感器130的硬件地址，獲取加速度數(shù)據(jù)，并隨即通過計(jì)算獲得積木的重力加速度與X，Y，Z軸的夾角信息，當(dāng)其中某個(gè)夾角超過設(shè)定閾值時(shí)，將該狀態(tài)變化更新至狀態(tài)存儲(chǔ)器。當(dāng)狀態(tài)存儲(chǔ)器中的傾斜狀態(tài)發(fā)生改變，將觸發(fā)傾斜事件請(qǐng)求，核心層420可根據(jù)事件開關(guān)設(shè)置決定響應(yīng)或忽略該事件請(qǐng)求，如果響應(yīng)該請(qǐng)求，則根據(jù)應(yīng)用層410定義的事情處理程序，進(jìn)行相應(yīng)的操作。

積木塊100可以通過檢測(cè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定積木塊100被搖晃的狀態(tài)，該功能同樣需要調(diào)用三軸加速度傳感器130來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要是檢測(cè)積木塊100的動(dòng)態(tài)狀態(tài)。當(dāng)積木塊100處于搖晃狀態(tài)時(shí)，其加速度必然呈現(xiàn)周期性變化的特征，此時(shí)如觀測(cè)X，Y，Z軸的加速度值，其中必然有一個(gè)或多個(gè)值呈周期性變化。通過采集加速度數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，可獲得晃動(dòng)的頻率信息。根據(jù)晃動(dòng)頻率，可將搖晃程度分為多個(gè)等級(jí)進(jìn)行區(qū)分。同時(shí)，還可以根據(jù)搖晃的方向定義不同的意義，如沿X或Y方向搖晃，屬于左右晃動(dòng)，類似于搖頭，可定義為否定，沿Z軸方向晃動(dòng)，屬于上下晃動(dòng)，類似于點(diǎn)頭，可以定義為確定。

驅(qū)動(dòng)層430定時(shí)讀取硬件層440中的三軸加速度傳感器130的硬件地址，獲取加速度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)按照X，Y，Z軸分類保存于隨機(jī)存儲(chǔ)器中。定時(shí)對(duì)隨機(jī)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)做快速傅里葉變換，對(duì)變換結(jié)果取峰值位置，取得晃動(dòng)頻率，該頻率超過設(shè)定閾值時(shí)，向核心層420發(fā)送事件請(qǐng)求，觸發(fā)搖晃事件。核心層420響應(yīng)事件請(qǐng)求后，根據(jù)應(yīng)用層410定義的事件處理程序，進(jìn)行相應(yīng)的操作。

識(shí)別積木塊100所在位置需要與印刷有光學(xué)辨識(shí)碼的底座或者底墊配合完成，驅(qū)動(dòng)層430調(diào)用硬件層440中的光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊110，獲取當(dāng)前位置的光學(xué)辨識(shí)碼信息，核心層420將該信息與已存儲(chǔ)在隨機(jī)存儲(chǔ)器中的查找表進(jìn)行比對(duì)，即可獲取積木當(dāng)前在底墊或者底座上所在位置。

感應(yīng)周圍其他積木塊100的功能通過接近傳感器實(shí)現(xiàn)，該傳感器根據(jù)電磁感應(yīng)線圈中獲得的感應(yīng)電流變化來(lái)判斷是否有金屬接近。積木塊100可以在多個(gè)方向安裝有多個(gè)接近傳感器，因此可以感應(yīng)多個(gè)方向積木存在與否。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)層430定時(shí)讀取硬件層440中接近傳感器的輸出端口，獲得各方向積木的接近情況，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在狀態(tài)存儲(chǔ)器中。在一些可選實(shí)施例中，積木塊100也可以采用近場(chǎng)通信模塊，工作于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式，以和相鄰的積木塊100交換身份編碼信息，以確定積木塊100的某一面相鄰的積木塊100的身份信息。

積木塊100的無(wú)線通信功能由驅(qū)動(dòng)層430訪問硬件層440中無(wú)線通信模塊的虛擬端口來(lái)實(shí)現(xiàn)。底層的通信協(xié)議內(nèi)置于無(wú)線通信模塊中，為減少功耗，無(wú)線通信模塊只有在通信期間喚醒，非通信期間將休眠。

積木塊100的無(wú)線通信模塊可以組建成組建分布式網(wǎng)絡(luò)，完成游戲數(shù)據(jù)的傳輸。積木塊100無(wú)線通信模塊可以采用Zigbee、藍(lán)牙等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

積木塊100進(jìn)行音頻播放時(shí)，由核心層420將音頻數(shù)據(jù)讀入隨機(jī)存儲(chǔ)器，隨后由驅(qū)動(dòng)層430將數(shù)據(jù)寫入硬件層440中的音頻模塊124，以由音頻模塊124進(jìn)行聲音輸出。

積木塊100在進(jìn)行振動(dòng)反饋時(shí)，驅(qū)動(dòng)層430調(diào)用硬件層440中的振動(dòng)馬達(dá)，可通過輸出不同占空比和頻率的脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)度和節(jié)奏的振動(dòng)效果。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種智能積木系統(tǒng)10的控制方法，該控制方法可以對(duì)上述實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10進(jìn)行控制，利用上述介紹的積木塊100的功能層次結(jié)構(gòu)模型實(shí)現(xiàn)多種游戲。圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10的控制方法的示意圖。該智能積木系統(tǒng)10的控制方法一般性地可以包括以下步驟：

步驟S502，利用光學(xué)辨識(shí)碼讀取模塊110讀取積木塊100所在位置處預(yù)先配置的光學(xué)辨識(shí)碼；

步驟S504，識(shí)別出光學(xué)辨識(shí)碼對(duì)應(yīng)的位置信息；

步驟S506，根據(jù)位置信息向使用智能積木系統(tǒng)10的用戶輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)。

在主控裝置200對(duì)游戲進(jìn)行處理的情況下，步驟S506可以包括：向智能積木系統(tǒng)10的主控裝置200發(fā)送述位置信息，以供主控裝置200根據(jù)位置信息匹配出游戲進(jìn)度；接收主控裝置200提供的與游戲進(jìn)度對(duì)應(yīng)的游戲響應(yīng)數(shù)據(jù)，并按照輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)。

在積木塊100啟動(dòng)后，可以首先確定進(jìn)行的游戲模式，并輸出與游戲模式對(duì)應(yīng)的初始信號(hào)，例如顯示初始設(shè)定圖像，并播放初始設(shè)定的聲音。

在完成初始化后，還可以利用積木塊100中設(shè)置的三軸加速度傳感器130檢測(cè)積木塊100的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或空間姿態(tài)；以及在三軸加速度傳感器130檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或空間姿態(tài)符合設(shè)定的觸發(fā)條件后啟動(dòng)，執(zhí)行讀取光學(xué)辨識(shí)碼的步驟。例如積木塊100在確定被用戶移動(dòng)后，可以執(zhí)行步驟S502。

輸出游戲反饋信號(hào)或者游戲提示信號(hào)包括以下任意種方式：利用顯示屏122輸出游戲反饋圖像或者游戲提示圖像；利用音頻模塊124輸出游戲反饋聲音或者游戲提示聲音；利用振動(dòng)模塊126輸出游戲觸感反饋或者游戲觸感提示。

本實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10的控制方法中，核心控制模塊具體是以循環(huán)為基礎(chǔ)的事件處理結(jié)構(gòu)，各事件之間的優(yōu)先級(jí)相同，事件觸發(fā)后由驅(qū)動(dòng)層430負(fù)責(zé)將事件送入進(jìn)入事件處理隊(duì)列，核心控制模塊按照先進(jìn)先出順序處理。在核心控制模塊中，還設(shè)置有事件處理過濾器，其實(shí)際是一個(gè)判斷結(jié)構(gòu)，可通過程序設(shè)置忽略對(duì)某種類型事件，以提高事件結(jié)構(gòu)的處理效率。

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10的控制方法中核心控制模塊的具體處理流程圖。該處理流程包括以下步驟：

步驟S602，初始化，初始化主要是清空事件隊(duì)列，并設(shè)置事件過濾器，屏蔽某些類型的事件，事件過濾器可以屏蔽與當(dāng)前游戲無(wú)關(guān)的事件。

步驟S604，檢查事件處理隊(duì)列；

步驟S606，判斷事件處理隊(duì)列是否為空，如果隊(duì)列非空，則說明有事件待處理，順序執(zhí)行步驟S608；如果隊(duì)列是空的，可以循環(huán)執(zhí)行檢查事件處理隊(duì)列；

步驟S608，從隊(duì)列中提取事件；

步驟S610，判斷事件是否為過濾事件，若是則忽略該事件返回執(zhí)行檢查事件處理隊(duì)列的步驟；

步驟S612，若事件并非需要過濾的事件則響應(yīng)該事件，調(diào)用該類型事件的處理程序；

步驟S614，事件處理完畢后，再次檢查事件處理隊(duì)列，以此循環(huán)往復(fù)。

本實(shí)施的智能積木系統(tǒng)10的控制方法，可以實(shí)現(xiàn)多種游戲功能，例如實(shí)現(xiàn)桌面游戲功能，以下以飛行棋為例介紹進(jìn)行桌面游戲時(shí)，智能積木系統(tǒng)10的控制流程。

圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10的控制方法實(shí)現(xiàn)桌面游戲功能的流程圖，該流程適用于本實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10完成各類桌面游戲和棋類游戲，以下以飛行棋為例進(jìn)行介紹，。以下描述僅為本專利的實(shí)施個(gè)例，并不構(gòu)成對(duì)本專利的限制。在本實(shí)例中，智能積木系統(tǒng)10包括一個(gè)設(shè)置有主控裝置200的主積木塊，兩個(gè)從積木塊，以及印刷有光學(xué)辨識(shí)碼的棋盤構(gòu)成。主積木塊內(nèi)部存儲(chǔ)有棋盤的坐標(biāo)分布。

在進(jìn)行游戲時(shí)，執(zhí)行的流程如下：

步驟S702，初始化，主積木塊和兩個(gè)從積木塊分別進(jìn)行初始化，初始化過程是一次性過程，可以在上電后進(jìn)行。初始化的主要工作包括：開機(jī)自檢，檢查各外圍硬件設(shè)備是否工作正常；初始化狀態(tài)存儲(chǔ)器，事件隊(duì)列，事件過濾器，顯示緩沖區(qū)等軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；開啟必要的外圍傳感器設(shè)備和通信模塊，如光學(xué)辨別碼模塊、三軸加速度傳感器130和無(wú)線通信模塊，設(shè)定其進(jìn)入待機(jī)或工作狀態(tài)；初始化屏幕顯示；播放開機(jī)提示音頻等。

再見完成后，第一從積木塊和第二從積木塊分別通過無(wú)線通信向主積木塊簽到，待主積木塊判斷所有積木簽到完畢后，向從積木塊發(fā)送指令，顯示初始的元素圖像。

步驟S704，模擬擲骰子決定移動(dòng)距離，

用戶可通過搖晃主積木塊來(lái)模擬擲骰子。當(dāng)用戶拿起主積木搖晃時(shí)，主積木塊將觸發(fā)搖晃事件，在該游戲設(shè)置中，主積木塊的搖晃事件的處理程序是播放一段骰子滾動(dòng)動(dòng)畫，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，最終顯示隨機(jī)數(shù)對(duì)應(yīng)的骰子圖片，讀取和播放相應(yīng)的音頻提示文件。

步驟S706，第一從積木塊的游戲過程；用戶根據(jù)提示將第一從積木塊放置到指定的位置，第一從積木塊識(shí)別當(dāng)前所在位置的光學(xué)辨識(shí)碼，發(fā)現(xiàn)位置出現(xiàn)變化后，將該位置坐標(biāo)發(fā)送至主積木塊，主積木塊根據(jù)內(nèi)部存儲(chǔ)的棋盤坐標(biāo)分布判斷第一從積木塊是否處于正確位置(符合預(yù)設(shè)規(guī)則)，如果位置不正確，則播放提示圖片和提示音頻(游戲提示信號(hào))，提醒用戶將第一從積木塊放置到指定的位置；如果位置正確，則觸發(fā)故事情節(jié)，主積木塊指示從第一從積木塊播放指定的情節(jié)動(dòng)畫和提示音(游戲反饋信號(hào))，用戶需要根據(jù)提示進(jìn)行指定動(dòng)作，如移動(dòng)積木到指定位置、享受某種獎(jiǎng)勵(lì)或接受某種懲罰，這里具體設(shè)置與游戲規(guī)則有關(guān)，并非對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行限制。

步驟S708，第二從積木塊的游戲過程，另一用戶重復(fù)上述過程。由于游戲是雙方對(duì)弈，此時(shí)由另一用戶搖晃主積木塊，進(jìn)行模擬擲骰子，并將第二從積木塊移動(dòng)到指定位置，該過程與上述步驟S706過程相同，此處不再贅述。

在具體利用本實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10進(jìn)行桌面游戲時(shí)，使用積木塊100的數(shù)量以及具體的游戲規(guī)則可以靈活進(jìn)行配置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)上述技術(shù)思路設(shè)置各種不同的桌面游戲。

本實(shí)施的智能積木系統(tǒng)10的控制方法，還可以積木組合游戲功能。

在具體利用本實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10進(jìn)行組合游戲時(shí)，使用積木塊100的數(shù)量以及具體的游戲規(guī)則可以靈活進(jìn)行配置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)上述技術(shù)思路設(shè)置各種不同的組合游戲。為了便于描述智能積木系統(tǒng)10的具體工作流程，假設(shè)積木系統(tǒng)由一個(gè)主積木塊，兩個(gè)從積木塊構(gòu)。

組合類游戲的基本思路是由第一從積木塊和第二從積木塊分別顯示一個(gè)元素，該元素可以為偏旁部首，拼音字母，英文字母，數(shù)字，圖像等，兩個(gè)元素之間有匹配關(guān)系，比如，兩個(gè)部首組合可以成為一個(gè)漢字，兩個(gè)拼音組合可以成為一個(gè)漢字發(fā)音，兩部分英文字母可以組成一個(gè)英文單詞等等，用戶可以靠晃動(dòng)積木來(lái)更換積木上顯示的元素，然后將兩個(gè)積木塊100靠近，如果兩個(gè)積木塊100上的元素匹配成功，則積木塊100上顯示匹配成功的結(jié)果，如果匹配失敗，則給予提示。

圖8是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的智能積木系統(tǒng)10的控制方法實(shí)現(xiàn)組合游戲功能的流程圖，在具體進(jìn)行游戲時(shí)，可以進(jìn)行如下步驟：

步驟S802，初始化，初始化一般在上電后進(jìn)行。初始化的主要工作包括：開機(jī)自檢，檢查各外圍硬件設(shè)備是否工作正常；初始化狀態(tài)存儲(chǔ)器，事件隊(duì)列，事件過濾器，顯示緩沖區(qū)等軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；開啟必要的外圍傳感器設(shè)備和通信模塊，如三軸加速度傳感器130和無(wú)線通信模塊，設(shè)定其進(jìn)入待機(jī)或工作狀態(tài)；初始化屏幕顯示；播放開機(jī)提示音頻等。

初始化結(jié)束后，先由第一從積木塊與第二從積木塊通過無(wú)線通信向主機(jī)簽到，待主機(jī)判斷積木簽到完畢后，向積木發(fā)送指令，顯示初始的元素圖像。

步驟S804，更換元素。用戶可通過搖晃積木來(lái)改變積木上顯示的元素。當(dāng)用戶拿起從積木塊搖晃時(shí)，從積木塊將觸發(fā)搖晃事件，在該游戲設(shè)置中，搖晃事件的處理程序是從元素圖像庫(kù)中讀取另一個(gè)元素圖像，并將其送至屏幕上進(jìn)行顯示，同時(shí)讀取元素相應(yīng)的音頻提示文件，并播放?？蛇x地，可調(diào)用振動(dòng)馬達(dá)給用戶提供一個(gè)振動(dòng)作為反饋。

步驟S806，接近并判定匹配。用戶如認(rèn)為兩個(gè)從積木塊木上的元素可以進(jìn)行匹配時(shí)，可以將兩個(gè)從積木塊相互接近，此處要求兩個(gè)從積木塊的其中一個(gè)平面的相互距離不超過一定數(shù)值。此時(shí)，兩個(gè)從積木塊的接近傳感器都將感應(yīng)到對(duì)方的存在，從而觸發(fā)接近事件，該游戲設(shè)置中，接近事件的處理程序是將從積木塊當(dāng)前所顯示的元素編號(hào)發(fā)送至主積木塊。積木塊100接收到編號(hào)后，判斷兩個(gè)編號(hào)的元素是否匹配成功，如果成功，則發(fā)送指令讓從積木塊顯示匹配成功的提示，并播放提示音頻，否則，則顯示匹配失敗的提示，并播放提示音頻。至此，一個(gè)輪游戲結(jié)束，此時(shí)用戶可以通過搖晃從積木塊繼續(xù)進(jìn)行下一輪游戲。

上述兩種游戲模式，使得積木的靈活性和趣味性大大增加，在整個(gè)游戲過程，對(duì)用戶有圖像，聲音，動(dòng)作的各種配合刺激，有利于用戶的智力發(fā)育，以及動(dòng)手能力的鍛煉。并且利用一套積木系統(tǒng)可以開發(fā)出種類繁多的游戲規(guī)則，保持了用戶對(duì)積木的新鮮感，提升了積木的使用壽命，同時(shí)降低了用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

該智能積木系統(tǒng)10將傳統(tǒng)積木與現(xiàn)代電子玩具和游戲的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，既可以讓用戶享受到電子游戲的樂趣，又避免了長(zhǎng)期面對(duì)顯示屏122幕帶來(lái)的視力傷害。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。