一种交互式游戏系统及其控制方法与流程

本发明属于游戏机领域，具体涉及一种交互式游戏系统及其控制方法。

背景技术：

随着电子游戏的快速发展，孩子们对电子游戏的选择性也越来越多，然而，目前，大多数电子游戏机均通过显示屏播放视频的模式，这样孩子们就会花费太多的时间坐在屏幕前，大大减少了运动时间，对于小孩子来说，他们还没有成熟到可以理解，每天需要做一定数量的体力运动，对他们的发展是重要的，他们会花费大量的时间坐在游戏机前，孩子们玩视频或屏幕游戏时所遵循的游戏模式是他们在虚拟世界被虚拟角色引导，在虚拟世界里控制和唤醒虚拟人物，通过简单的游戏模式，吸引孩子们来玩，控制虚拟角色在虚拟世界里跑动和跳跃，在有限的时间里尽力获得多的分数。所有的游戏模式都是建立在虚拟世界的基础上，而不是在现实生活中，因此，这意味着孩子们不遵循“自然”的游戏模式，大部分时间都花在视频游戏或屏幕前(智能手机，平板电脑，游戏机，电视等)。

最近热门的儿童的游戏产品的缺点是游戏的整个过程均需要通过屏幕(电视或手机或游戏机)实现，他们每天不再有足够的运动，缺少得到健康发展必要的体力活动量。

孩子们运动不够，不论是从儿童本身还是社会角度，后果都是很严重的，对于儿童本身来说，小时候缺乏体力活动，会导致不健康的生活方式。诸多疾病也会随之而来，如糖尿病、肥胖以及与缺少运动引起的各种疾病。

对于社会来说，人们长时间不运动及久坐导致不健康的生活方式，会使得公共卫生状况越来越差，维持公共卫生的成本也会不断增加，因此，确保年轻一代从小养成一个积极的和健康的生活方式，是至关重要的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种交互式游戏系统及其控制方法，解决了儿童长时间坐在屏幕前玩游戏缺少运动的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种交互式游戏系统，包括一个主机和至少一个从机，主机和从机之间具有空间距离，且主机和从机之间、任意两个从机之间均能够互动传输游戏数据。

所述主机和从机均能够连接互联网。

所述主机包括中央处理单元、显示单元、键盘输入单元、数据传输单元、存储单元、数据输出单元，

键盘输入单元用于输入游戏操作指令；

显示单元用于显示游戏界面、游戏模式及实时状态；

数据传输单元用于向从机发送控制指令和接收从机的反馈指令；

存储单元用于存储游戏数据；

数据输出单元用于输出声、光或振动提示指令；

中央处理单元用于对接收的指令进行处理，并发出控制指令。

所述数据输出单元包括蜂鸣器、发光元件、振动元件中的至少一种。

所述主机与从机之间通过有线和/或无线方式传输游戏数据。

所述从机包括指令输入单元、数据接收单元、数据发送单元、指示单元、数据处理单元，其中，

指令输入单元用于接收外部的操作指令；

数据接收单元用于接收主机或任意从机发出的指令信息；

数据发送单元用于向主机发送反馈数据或者向任意从机发送提示指令；

指示单元用于发出声、光或振动指示信号；

数据处理单元用于对接收的数据进行处理，并发出相应的控制信息。

所述指令输入单元包括触控传感器、运动传感器、磁传感器、红外传感器、湿度传感器、温度传感器、速度传感器、加速度传感器、位置传感器、压力传感器、拉力传感器中的至少一种。

所述指示单元包括光传感器、颜色传感器、声传感器、超声波传感器、电传感器中的至少一种。

还包括定时单元，用于设定从机被触发时间计时。

进一步的，还提供一种交互式游戏系统的控制方法，首先，通过主机设定游戏模式；其次，延时设定的时间后发出操作指令，并向第一个目标从机发送控制指令；然后，用户根据操作指令进行操作后，目标从机向下一个目标从机发送提示指令或者发送游戏结束指令同时向主机发送该目标从机的反馈信息，最后，主机对接收的反馈信息进行处理并将处理结果进行显示。

所述反馈信息包括从机本身的状态及发出的指令。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、游戏主机和从机之间具有可自动设置的空间距离，孩子们必须通过不停的跑动来获取更高的分数，在游戏的过程中有效激励了孩子的运动热情。

2、通过发出声音、光或者振动来吸引孩子的注意力和游戏兴趣，更进一步的促进了孩子的运动兴趣。

3、具有多种游戏模式，可以通过互联网下载不同的游戏，丰富了游戏内容，吸引孩子的注意力，使得孩子更多的参与到游戏和运动中。

附图说明

图1为本发明交互式游戏系统的结构框图。

图2为本发明交互式游戏系统从机结构简图。

图3为本发明系统控制方法流程图。

其中，图中的标识为：

1-连接部件；2-防震外壳；3-构造壳；4-处理器；5-扬声器；6-usb端口；7-电池盒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。

一种交互式游戏系统，包括一个主机和至少一个从机，主机和从机之间具有空间距离，且主机和从机之间、任意两个从机之间均能够互动传输游戏数据。

如图1所示，交互式游戏系统是一组网络模块化产品，包括一个主机和多个从机，主机上设置显示屏、输入指令按钮、扬声器，主机和多个从机之间、相邻两个从机之间均能够双向通信，主机和从机均能够与外部控制终端(手机、电脑、电视等)通过互联网或局域网进行连接，外部控制终端(手机、电脑、电视等)能够作为主机对系统进行控制；从机是独立单元，每个从机均安装有发光元件、发声元件、振动元件中的至少一种，从机上设置至少一个传感器。从机和主机之间通过有线和/或无线方式进行通信。

本发明的从机构造图如图2所示，包括连接部件1、防震外壳2、构造壳3、处理器4、扬声器5、usb端口6、电池盒7，其中，构造壳3分为相互扣在一起的两部分，两部分之间设置扬声5，壳体上设置usb端口6，usb端口6的外部设置用于防水和保护的硅胶盖，usb端口6可用于数据传输和充电；上部分构造壳的上端设置处理器4，处理器4与颜色识别器、传感器、射频模块连接，这些颜色识别器、传感器、射频模块也安装于构造壳3与防震外壳2之间；处理器4上部为防震外壳2，防震外壳2的材质防震，与战斗机的覆盖材料相同；防震外壳2和构造壳3之间通过连接部件1连接，对处理器4进行密封，该连接部件1的材质坚固，安装牢固，有效避免了脱落；下部分构造的底部设置电源盒7，该电池盒7为集成电池盒模式，适合安装aa电池，该实施例可以选择3个aa电池，构造壳3使用超级耐用的环保abb和pc材料。

本系统的工作原理如下：

将主机和多个从机均设置于不同的物理位置，相邻两个设备之间具有一定的空间距离，通过主机设置游戏模式，这种游戏模式可以通过预先设定于主机的存储单元，也可以通过互联网下载，至主机的存储单元，通过主机屏幕设置游戏参数，游戏模式设定后，主机向所有从机发送游戏模式指令，主机和所有从机完成初始化过程比如，可以为简单的类似“神庙逃亡”或“赛跑者”的视频游戏模式，也可以为复杂的游戏模式，该系统需要的所有的游戏均采用自主研发，可根据用户需求进行高端定制，避免与现有技术中的游戏模式相同，保证游戏的新颖性，对用户的吸引力更大。

游戏开始，从机处于待机状态，不会发出任何光、声或振动信号，所有主机均需要基于玩家的触发去激活和停用，主机向任一个从机发送控制指令，接收到该控制指令的从机发出光或声音，提示游戏者需要在一定的时间内对从机进行触发，通过这种方式来吸引游戏者在最短的时间内跑或者跳转到待触发的从机处并对从机进行触发，当游戏者在规定的时间内触发了该从机，该从机发出的光或声音发生改变，或者发出振动信号表示该从机被触发，并发出下一个控制指令，指示游戏者进行下一步游戏，同时，向主机反馈发送一个触发完成指令，主机接收到该指令，相应的游戏分数增加或者进行相应的操作。游戏和游戏分数的数据可以存储于主机存储单元、后台控制器、或者网络虚拟存储空间。

这样，在一个游戏周期内，主机计算时间和分数并实时向游戏者提示，让游戏者总是积极地尝试，以提高自己的得分或队友的得分。通过这种方式，能够有效的激发游戏者不停的进行运动，并刺激游戏者内在的运动动力。为了获得更高的分数，游戏者会更多的进行跑、跳跃或其他运动。

该系统的从机具有多种结构，其中一个结构如图2所示，包括盖体、壳体、扬声器、接口、电源盒、处理器，其中，壳体包括两部分，两部分壳体能够组成一个封闭式腔体，封闭式腔体内设置扬声器、接口和电源盒，封闭式腔体的上部具有一个凹槽，凹槽内设置处理器，凹槽的上部设置防震的密封上盖，电源盒的下部设置一个密封下盖。

从机的传感元件的实施案例包括触碰传感器、运动传感器、光传感器、颜色传感器、磁传感器、红外传感器、湿度传感器、水分传感器、速度传感器、位置传感器、距离传感器、压力传感器、温度传感器、速度传感器、力传感器、扭矩传感器、电传感器、声音传感器、超声波传感器、加速度传感器或其它传感器或rfid读取装置中的至少一种。

主机对接收到的不同传感器发出的信号进行处理，可同时接收并区分几个不同传感器的信号。

该系统还包括被一个可编程控制器，可编程控制器可以集成于主机上，也可以采取单独控制器，或者通过智能手机、平板电脑、pc的应用软件实现控制，该可编程控制器具有以下工作过程：

(a)编辑游戏控制进程，该游戏的控制进程通过一系列连续的网状游戏动作实现，依次对各个连续的动作进行编辑；

(b)游戏进程中的游戏动作通过从机上的一个或多个传感器接收输入；

(c)从机上的传感器接收输入动作后激活，按照预先设定好的顺序发送游戏动作系列中的下一个动作通知，直至整个游戏进程完成。

该系统的典型实施方案运用无线网，但在主机、从机或其它部件之间可包括有线连接。

下面通过具体实施例详细介绍本方案系统的结构及工作原理。

具体实施例一，

本发明提供了一种交互式游戏系统，包括一个主机和多个从机，主机首先向其中任一个从机发出控制指令，接收到该控制指令的从机向下一个从机发送控制指令，每个从机包括一个或多个提示元件(如光效、音效、振动效应等)，并且包括一个或多个传感元件，这些传感元件用于接收外部触控信息，并且向下一个从机发送控制指令。

每个从机可以包括游戏玩家可见的打开的一个或多个灯；可以包括一个或多个能够发出游戏玩家可听到声音的声音发射器；可以包括一个或多个能够发射振动的振动发射器。灯可以设置为单个灯，或有一簇灯，如果有多个灯，根据游戏控制进程，可以在同时或以任何顺序打开任意组合的一个或多个灯。同样，声音发射器也可以设置为单一的，或多个，可以采用任何传统的声音形式，如蜂鸣或铃声，或者任意声音的组合，这些可通过可编程控制器进行设置。振动发射器也可以有不同的振动模式。

具体实施例二，

该实施例中，系统包括音频扬声器，可编程控制器设置游戏逻辑方式和设定扬声器的模式，控制扬声器的音频输出。扬声器可以设置在主机、从机上，也可以作为系统内的独立组件与可编程控制器通信。扬声器可以与互联网连接，播放任何形式的音乐文件。

具体实施例三，

系统包括数字音乐播放器，可编程控制器根据游戏逻辑的方式控制该数字音乐播放器，数字音乐播放器可以与音频扬声器通信。数字音乐播放器可以集成到主机或从机内，也可以作为系统内的独立组件，并与可编程控制器、扬声器通信。可编程控制器可以通过因特网连接到远程服务器或应用程序将与游戏有关的数据进行传输，通过网络控制扬声器、数字音乐播放器工作。

具体实施例四，

系统包括由可编程控制器控制的序列发生器和一个定时器，序列发生器用于产生对主机和从机的控制系列，定时器用于记录在该系列中的顺序触发输入之间的间隔时间。该间隔时间反应了游戏者两次触发不同的设备的时间；序列发生器包括大量可供选择的序列，或者在每一个游戏周期内产生一个随机序列。

具体实施例五，

本实施例为该交互式游戏系统的控制方法，该方法首先下载网络游戏，并设定网络游戏的逻辑控制流程，其次，根据游戏逻辑，激活主机，根据正确的游戏逻辑控制流程，继续顺序激活所有从机，然后，激活系统内的相应的指示单元，将激活信号反馈至主机，最后，主机对反馈信息进行处理，激活控制信号和指示单元信号独立工作，互不影响。

具体实施例六，

一种具有声光提示的交互式游戏系统，主机和每个从机上均设置扬声器、led灯和定时器，该系统的控制方法如图3所示，包括如下步骤：

步骤1、对主机和所有从机初始化，设定主机游戏控制模式；

步骤2、控制主机向第一个从机发送声音和光电指令信息；

步骤3、接收到声音和光电指令信息的从机，控制本机上的扬声器发出声音、点亮led灯，并启动自身定时器进行计时，等待外部触发信号；

步骤4、判断是否有外部触发信号，如果有，执行步骤5，否则，执行步骤6；

步骤5、判断游戏是否结束，如果没有结束，向下一个从机发送声音和光电执行信息，重复执行步骤3、步骤4，否则，执行步骤7；

步骤6、判断计时时间是否大于预先设定的时间阈值，如果大于，向主机发送延时未触发标志，否则，返回执行步骤3；

步骤7、向主机发送游戏结束指令。

该实施例可包括一个玩家或者多个玩家进行一系列的从机触发动作，一个玩家顺序移动触发所有的从机，或者多个玩家同时移动。通常情况下，所有的从机都包含在游戏控制流程中，但也不完全是这样，也可以只包含部分从机；每个从机不必要包含在每个游戏周期中。可以根据游戏模式自由组合，任何从机都可以在游戏周期中被触发多次。

另外，一个游戏周期可能包含内部重复过程。例如，一个游戏周期内可能包括从机数据反馈至主机或可编程控制器后，再通过主机或可编程控制器控制下一个从机的工作，主机或可编程控制器被作为一个需要被标记的“家庭基站”。

该实施例系统中包括多种指示元件，这些指示元件包括任何发出的声音的音频元件，发出的光的发光元件，产生振动的振动元件，或这些元件的任何组合，例如同时提示光和声音，音频元件可以包括发出蜂鸣或铃声的任何形式的声音发射器，或任何常规的声音发射器，或音频扬声器。

扬声器发出的声音作为一个指示，除了简单的，如一个嗡嗡声或铃铃声，也可以是复杂的，如音乐或铃声。声音的使用作为一个提示是可供选择的，这样，即使从机放在视线外，仍能吸引玩家注意它，对其进行触发操作。

声与光的混合使用具有更大的灵活性，不仅可以作为发出普通提示通知，还可以根据视障或者听障的玩家进行适当的修改，适应这类玩家进行游戏。

定时器还可以记录相邻两次发送触发信号的间隔时间。

在该实施例中，将现有技术的视频游戏模式复制到该系统内，将单纯的视频游戏改变为通过结合场景及玩家的物理位置变换并对从机进行触发才能够完成游戏的模式，玩家必须追逐不同的声音，光和触觉，才能够进行下一个过程。这样，游戏模式是玩家们熟悉的，只是刺激他们到处跑动和跳，通过结合体力活动才能够完成，增加了趣味性和参与感。

目前，随着电子科技的发展，数不清的“智能设备”充斥在孩子们的生活中，使得孩子在生活中对高科技的智能设备产生了浓厚的兴趣，该系统利用孩子们这种对高科技的浓厚兴趣，结合现在孩子们越来越少的运动现状，采用无线通信和多个传感器的结合使用来激发孩子在悠闲的时间里探索，游戏的过程中可以有足够的玩，跑，跳和运动的时间。

具体实施例七，

一种交互式游戏系统，主机和每个从机上均设置扬声器、led灯和定时器，该实施例系统采用计分式游戏控制方式，首先启动主机和从机，等待系统初始化完成，分数显示清零，其次，主机和从机分别执行各自的进程，其中，主机控制方法的具体步骤为：

步骤a、向第一个从机发送声音和光电指令信息；

步骤b、判断是否收到从机已触发指令，如果收到，分数加1，否则，执行步骤c；

步骤c、判断游戏是否结束，如果是，输出该游戏周期的总分数，否则，输出游戏未完成提示信息，并输出当前的游戏得分。

从机控制方法的具体步骤为：

步骤a、接收到声音和光电指令信息的从机，控制本机上的扬声器发出声音、点亮led灯，并启动自身定时器进行计时，等待外部触发信号；

步骤b、判断是否有外部触发信号，如果有，执行步骤c，否则，执行步骤d；

步骤c、向主机发送已触发信息，关闭本机的扬声器、led灯；判断游戏是否结束，如果没有结束，向下一个从机发送声音和光电执行信息，重复执行步骤a、步骤b，否则，执行步骤e；

步骤d、判断计时时间是否大于预先设定的时间阈值，如果是，向主机发送延时未触发标志，否则，返回执行步骤3；

步骤e、向主机发送游戏结束指令。

该系统由一个主机和多个从机组成，主机和从机上设置多个传感器，从机和传感器可以构成模块化扩展产品，该系统可以由无限数量的模块化扩展产品组成。扩展产品可以单独使用，也可以集成应用。

从机可以设置成多种不同的形状，具有被触发感应模块，并能够与主机进行有线和/或无线通信。该游戏系统及其所有的扩展产品均通过一个动态软件平台进行管理。

所有的游戏模式均可通过基本的游戏控制方法进行扩展。

该系统的主机和从机还可以设置一个存储在rfid芯片上的rfid阅读设备，用于存储玩家的用户信息。

本系统可以改变游戏的总体时间，以及玩家的运动速度，包括触发两个从机之间的持续时间，在触发一个从机后，如果在一定的时间内没有触发下一个从机，则会影响游戏得分的结果。这样可以激励玩家提高速度获取更多的分数。

本系统包括剩余时间提醒、当前得分情况、游戏剩余步骤提醒等功能，方便玩家能够实时掌握游戏进度。

游戏周期和玩家速度这些参数可以通过主机或可编程控制器任意设置，针对不同的玩家可以设定不同的参数。

所有的玩家可以注册为个人玩家，也可以加入团队作为团队成员，个人数据和团队数据均可以存储至本地数据库，个人数据信息，以便于下载和共享数据。

所有的游戏数据可以传输至远程数据库进行存储，玩家可以将本次未完成的游戏进行存储，下次输入玩家信息后下载远程存储的数据，继续上一次的游戏。

为了使游戏模式更有趣，玩家可以通过显示屏自己设定游戏模式，通过自定义各种传感器和不同知识元件的组合，实现“再造一个视频游戏在现实生活中再现”，通过这样做，孩子们发现自己在现实中参与到自己喜欢和熟悉的视频游戏场景的娱乐方式里。

体育活动对儿童的健康成长带来的好处是不容置疑的。在一个越来越久坐的生活中，孩子们把大部分时间花在屏幕前玩电子游戏，对于孩子的成长，危害是非常大的，每天找到办法让他们远离屏幕一段时间参加一些户外的体育运动是至关重要的。本方案的系统及方法复制了孩子们喜欢的视频游戏模式，并使用这个让孩子们通过跑，跳，玩等运动形式参与到游戏之中，不仅能够使孩子们远离屏幕，而且帮助孩子们建立一个更活跃，更健康的生活方式。