實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋。
[0045]如圖1、圖2(a)、圖2(b)所示，一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，包括棋盤1本體、裁判單元4和計(jì)時(shí)器3，其中:棋盤1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23，棋子2內(nèi)部嵌有接收線圈磁芯7和諧振回路；
[0046]如圖3所示，裁判單元4包括頻率發(fā)生電路19、無(wú)線收發(fā)模塊14、掃描電路21、發(fā)射線圈陣列23和微控制器I 11，其中微控制器I 11連接頻率發(fā)生器，頻率發(fā)生器通過(guò)電壓放大器20連接掃描電路21，掃描電路21連接發(fā)射線圈陣列23，微控制器I 11控制發(fā)射線圈陣列23依次發(fā)射不同頻率的電磁波，棋子2內(nèi)的接收線圈9接收相應(yīng)的頻率進(jìn)行響應(yīng)，以此檢測(cè)處棋子2相對(duì)應(yīng)的位置，微控制器I 11通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊14向計(jì)時(shí)器3傳遞相應(yīng)的信息，使計(jì)時(shí)器3完成相應(yīng)的計(jì)時(shí)或讀秒動(dòng)作；
[0047]如圖6所示，計(jì)時(shí)器3包括微控制器II 32、語(yǔ)音播放模塊、無(wú)線收發(fā)模塊14和控制按鍵，其中，無(wú)線收發(fā)模塊接收裁判單元4的信息，將其傳輸給微控制器II 32，所述微控制器II 32連接有語(yǔ)音播放模塊和控制按鍵，并通過(guò)顯示模塊31顯示時(shí)間。
[0048]如圖4所示，掃描電路21，包括選通三極管陣列22、列多路模擬開(kāi)關(guān)13和行多路模擬開(kāi)關(guān)12，其中，所述列多路模擬開(kāi)關(guān)13為一個(gè)單16路模擬開(kāi)關(guān)芯片(只用9路)，每一路分別連接選通三極管陣列22中一列選通三極管26的發(fā)射極(通過(guò)發(fā)射極電阻連接);所述行多路模擬開(kāi)關(guān)12為一個(gè)單16路模擬開(kāi)關(guān)芯片(只用10路)，每一路分別連接選通三極管陣列22中每行選通三極管26的基極(通過(guò)基極電阻連接)，選通三極管陣列22中每個(gè)三極管的集電極通過(guò)隔直電容器及電線束(90根電線)連接發(fā)射線圈陣列23。90根電線用一根粗線表不，90根電線與90個(gè)0CL放大器的輸入端對(duì)應(yīng)相連接。
[0049]如圖5所示，發(fā)射線圈陣列23，包括若干行若干列的發(fā)射線圈10，且每個(gè)發(fā)射線圈10前端均連接有0CL功率放大器27，發(fā)射線圈10的另一端均通過(guò)采樣電阻24接地。
[0050]比較器25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?VR)，比較器25輸出端連接微控制器I 11。
[0051]計(jì)時(shí)器3，包括微控制器II 32、兩個(gè)計(jì)時(shí)按鍵37、IXD模塊31、設(shè)置按鍵33和開(kāi)始、暫停按鍵36，語(yǔ)音模塊38連接喇叭39。
[0052]列多路模擬開(kāi)關(guān)13和行多路模擬開(kāi)關(guān)12連接微控制器I 11，行多路模擬開(kāi)關(guān)12的輸入端連接電壓放大器，列多路模擬開(kāi)關(guān)13的輸出端接地。
[0053]諧振回路，包括依次并聯(lián)的諧振電感28、諧振電容29和吸收電阻30，不同種類的棋子2的諧振回路的諧振頻率不同，諧振電感28由接收線圈9和接收線圈磁芯7構(gòu)成.
[0054]頻率發(fā)生器，包括DDS芯片17和低通濾波器18，其中，DDS芯片17連接微控制器I 11，所述低通濾波器18連接電壓放大器20，電壓放大器20連接掃描電路21。
[0055]微控制器I 11還連接有充電模塊15，充電模塊15連接有充電電池16，微控制器I 11還設(shè)有USB接口 5和充電器接口 6。
[0056]本發(fā)明的工作原理為:利用無(wú)線電進(jìn)行識(shí)別(即射頻識(shí)別)，通過(guò)設(shè)在棋盤1盤面下的發(fā)射線圈10，向設(shè)在棋子2中的接收線圈9發(fā)送不同頻率的電磁波，當(dāng)發(fā)送頻率與棋子2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(guò)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29的電容量可以改變諧振頻率，讓14種不同容量的諧振電容29分別代表14種棋子2(紅棋和黑棋各有:帥、車、馬、炮、士、相、兵共14種)，設(shè)定一組發(fā)射頻率(14個(gè)頻點(diǎn))與相應(yīng)的諧振頻率對(duì)應(yīng)，通過(guò)發(fā)射相應(yīng)的頻率就可以確定是那一種棋子2及其所在的位置。
[0057]工作流程為:首先微控制器控制頻率發(fā)生電路19產(chǎn)生第一個(gè)頻點(diǎn)(檢測(cè)一種棋子
2)，再由控制器控制掃描電路21掃描使0CL放大器依次工作，讓設(shè)在棋盤1盤面下的90個(gè)發(fā)射線圈10 (于盤面上的90個(gè)交叉點(diǎn)一一對(duì)應(yīng))依次發(fā)射，當(dāng)某個(gè)交叉點(diǎn)上的棋子2中的諧振回路的頻率與發(fā)射頻率相同時(shí)，該諧振電容29代表的相應(yīng)棋子2就被確定(此時(shí)采樣電阻24上的電壓變大，通過(guò)比較器25得到判定)，然后微控制器控制頻率發(fā)電路生產(chǎn)生第二個(gè)頻點(diǎn)(檢測(cè)另一種棋子2)，再由控制器控制設(shè)在棋盤1盤面下的90個(gè)發(fā)射線圈10依次發(fā)射，檢測(cè)相對(duì)應(yīng)的棋子2的位置，再重復(fù)上述過(guò)程直至第14個(gè)頻點(diǎn)完成對(duì)14種棋子2的檢測(cè)。如此反復(fù)可以確定各種棋子2的位置以及變化情況(如果沒(méi)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2以被吃掉)，并通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊14向計(jì)時(shí)器3傳遞相關(guān)信息使計(jì)時(shí)器3做出相應(yīng)的動(dòng)作(如計(jì)時(shí)和讀秒等)。
[0058]實(shí)際掃描可根據(jù)具體的棋子種類進(jìn)行掃描(如帥可只掃描九宮的9個(gè)位置，士只掃九宮的5個(gè)位置等。
[0059]掃描電路21的工作原理為，90個(gè)高頻三極管26的基極和發(fā)射極通過(guò)相應(yīng)的電阻分別連接到行多路模擬開(kāi)關(guān)12和列多路模擬開(kāi)關(guān)13上，由控制器控制行和列多路模擬開(kāi)關(guān)13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。
[0060]本發(fā)明的工作頻率選在1MHZ-1.5MHZ范圍內(nèi)。
[0061]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于射頻識(shí)別的棋盤，其特征是: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(wú)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(guò)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(guò)無(wú)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。2.一種與權(quán)利要求1相匹配的棋子，其特征是: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。3.—種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，其特征是:包括棋盤本體、裁判單元和計(jì)時(shí)器，其中: 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； 所述裁判單元，包括頻率發(fā)生電路、無(wú)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(guò)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(guò)無(wú)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； 所述計(jì)時(shí)器，包括微控制器I1、語(yǔ)音播放模塊、無(wú)線收發(fā)模塊和控制按鍵，其中，無(wú)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(yǔ)音播放模塊和控制按鍵，并通過(guò)顯示模塊顯示時(shí)間。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，其特征是:所述掃描電路，包括選通三極管陣列、列多路模擬開(kāi)關(guān)和行多路模擬開(kāi)關(guān)，其中，所述列多路模擬開(kāi)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(kāi)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(guò)隔直電容器及電線束連接發(fā)射線圈陣列。5.如權(quán)利要求3所述的一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，其特征是: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OCL功率放大器，發(fā)射線圈的另一端均通過(guò)采樣電阻接地。6.如權(quán)利要求3所述的一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，其特征是: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茧妷海容^器輸出端連接微控制器I。7.如權(quán)利要求3所述的一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，其特征是:所述列多路模擬開(kāi)關(guān)和行多路模擬開(kāi)關(guān)連接微控制器I。行多路模擬開(kāi)關(guān)的輸入端連接電壓放大器，列多路模擬開(kāi)關(guān)的輸出端接地。8.如權(quán)利要求3所述的一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，其特征是: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。9.如權(quán)利要求3所述的一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，其特征是: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。10.如權(quán)利要求3所述的一種基于射頻識(shí)別的棋類自動(dòng)裁判裝置，其特征是: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。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于射頻識(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：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)部嵌有并聯(lián)的接收線圈和諧振回路；裁判單元，包括頻率發(fā)生電路、無(wú)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(guò)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(guò)無(wú)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)器完成動(dòng)作，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確可靠，容易制造。
【IPC分類】A63F3/00, G06K7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105233492
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510742621
【發(fā)明人】孫曉明, 李冬梅, 孫文健, 蓋志剛
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日