一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制方法及系统与流程

本发明涉及益智游戏技术领域，尤其涉及一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制方法及系统。

背景技术：

益智游戏作为老少皆宜的益智娱乐活动从古至今一直深受人们的喜爱，发明创造出各种的玩法，如围棋、扑克、国际象棋等等。更得力于智能设备以及游戏设备的发展和普及，很多线下的游戏玩法也被移植到了智能设备上，也同时创造出了更丰富的游戏类型和玩法如益智桌面游戏、塔防类、动作格斗类等等，在网上很容易就能找到各种玩伴。但有些游戏离开实际物理操作也会失去很多乐趣性，另外针对老年、儿童用户群，又不能过于沉迷于智能手机、游戏。如何既能保留物体实体操作的乐趣，又能迎合利用发达的互联网乐趣等优点，给用户提供更好的产品和玩法，给复杂的游戏行业带来了挑战，也同时带来了新的市场机会。

游戏行业已经出现了很多实物与虚拟游戏相结合的体验玩法，如射击类游戏，模拟真实的设计体验，把设计信息传入射击游戏从而出现相应的射击效果。目前，在各行业中或者个别游戏，nfc或者rfid方案一般都是单天线方案，其问题和不足如下：

1）只能够同时识别一个标签，无法满足那些要求同时多点感应和识别的游戏；

2）无法进行位置定位，也即标签放置在任何位置都是一样的，从而不能够支持有位置识别情景类的游戏；

3）集成到游戏中的驱动sdk比较单一，只为某一种设备或者应用开发，无法智能设备的游戏开发需求，如手机、平板、智能电视等，游戏公司单独开发成本太高。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制方法及系统，能够通过通过多线圈、多标签的方式，对智慧模块进行位置定位和多点非接触式感应，提高了益智游戏、趣味教学的用户体验。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制方法，包括：

在智慧模块中设置标签，在所述智慧模块的操作装置内设置有多个线圈；

通过矩阵天线多线圈处理模块依次对所述多个线圈进行控制，轮询每个线圈是否感应到标签；

对感应到标签的线圈进行识别，根据线圈的编号进行位置定位，并读取所述线圈对应的标签的信息。

可选地，所述标签为近距离无线通讯nfc标签或无线射频识别rfid标签。

可选地，所述通过矩阵天线多线圈处理模块依次对所述多个线圈进行控制，轮询每个线圈是否感应到标签包括：

所述矩阵天线多线圈处理模块内设置有n个射频开关，每个射频开关最多可控制m个线圈，所述射频开关可在m个线圈中任意任选一个进行切换控制；

对所述线圈进行编号，所述编号最大值为n*m；

通过所述射频开关选择1号线圈并开启感应场，感应所述感应场内是否存在标签，若存在，则记录所述标签的id号，并记录1号线圈与所述标签的对应关系；

关闭1号线圈的感应场，依次轮询所有线圈，并记录存在标签的线圈的编号及所述线圈与所述标签的对应关系。

可选地，所述射频开关包括复合切换开关和切换开关。

可选地，所述智慧模块包括：游戏智件、教学软件和棋牌赛事软件。

作为本发明的另一方面，提供的一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制系统，其特征在于，包括：智慧模块、mcu模块、数据传输模块和矩阵天线多线圈处理模块，其中，

所述智慧模块，用于在智慧模块中设置标签，在所述智慧模块的操作装置内设置有多个线圈；

所述mcu模块，用于控制所述智慧模块和矩阵天线多线圈处理模块，对感应到标签的线圈进行识别，根据线圈的编号进行位置定位，并读取所述线圈对应的标签的信息；

所述矩阵天线多线圈处理模块，用于依次对所述多个线圈进行控制，轮询每个线圈是否感应到标签；

所述数据传输模块，用于mcu模块、智慧模块和矩阵天线多线圈处理模块之间的数据传输。

可选地，所述标签为近距离无线通讯nfc标签或无线射频识别rfid标签。

可选地，所述矩阵天线多线圈处理模块包括：

开关设置单元，用于在所述矩阵天线多线圈处理模块内设置n个射频开关，每个射频开关最多可控制m个线圈，所述射频开关可在m个线圈中任意任选一个进行切换控制；

编号单元，用于对所述线圈进行编号，所述编号最大值为n*m；

感应单元，用于通过所述射频开关选择1号线圈并开启感应场，感应所述感应场内是否存在标签，若存在，则记录所述标签的id号，并记录1号线圈与所述标签的对应关系；

轮询单元，用于关闭1号线圈的感应场，依次轮询所有线圈，并记录存在标签的线圈的编号及所述线圈与所述标签的对应关系。

可选地，所述射频开关包括复合切换开关和切换开关。

可选地，还包括电源管理模块和扩展电路模块。

本发明提出的一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制方法及系统，该方法包括：在智慧模块中设置标签，在所述智慧模块的操作装置内设置有多个线圈；通过矩阵天线多线圈处理模块依次对所述多个线圈进行控制，轮询每个线圈是否感应到标签；对感应到标签的线圈进行识别，根据线圈的编号进行位置定位，并读取所述线圈对应的标签的信息，能够通过通过多线圈、多标签的方式，对智慧模块进行位置定位和多点非接触式感应，提高了益智游戏、趣味教学的用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制方法流程图；

图2为图1中步骤s20的方法流程图；

图3为本发明实施例一提供的矩阵天线多线圈处理模块功能示意图；

图4为本发明实施例一提供的软件开发工具包功能示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制系统示范性结构框图；

图6为图5中矩阵天线多线圈处理模块的示范性结构框图；

图7为本发明实施例二提供的另一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制系统示范性结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。

实施例一

如图1所示，在本实施例中，一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制方法，包括：

s10、在智慧模块中设置标签，在所述智慧模块的操作装置内设置有多个线圈；

s20、通过矩阵天线多线圈处理模块依次对所述多个线圈进行控制，轮询每个线圈是否感应到标签；

s30、对感应到标签的线圈进行识别，根据线圈的编号进行位置定位，并读取所述线圈对应的标签的信息。

在本实施例中，能够通过通过多线圈、多标签的方式，对智慧模块进行位置定位和多点非接触式感应，提高了益智游戏、趣味教学的用户体验。

在本实施例中，本方法适用于棋牌、塔防等对位置定位、同时多点感应触发需求的一切游戏等，也适用于其他的互动内容方式，如趣味教学软件、棋牌赛事等；所述智能模块可以为棋牌游戏中的某个棋子、虚拟角色或实体产品，也可以称为游戏智件；所述操作装置为智能模块的承载装置，比如用于下棋的棋盘，用于教学的虚拟黑板等；本方法主要应用在游戏、动漫虚实互动场景中，但不限于游戏动漫行业，还包括如教育等行业，也不限于集成游戏动漫两种软件格式，还包括音视频扥各种软件。

在本实施例中，所述标签为近距离无线通讯nfc（nearfieldcommunication）标签或无线射频识别rfid（radiofrequencyidentification）标签。

如图2所示，在本实施例中，所述步骤s20包括：

s21、矩阵天线多线圈处理模块内设置有n个射频开关，每个射频开关最多可控制m个线圈，所述射频开关可在m个线圈中任意任选一个进行切换控制；

s22、对所述线圈进行编号，所述编号最大值为n*m；

s23、通过所述射频开关选择1号线圈并开启感应场，感应所述感应场内是否存在标签，若存在，则记录所述标签的id号，并记录1号线圈与所述标签的对应关系；

s24、关闭1号线圈的感应场，依次轮询所有线圈，并记录存在标签的线圈的编号及所述线圈与所述标签的对应关系。

在本实施例中，轮询步骤具体为：选择连接1号线圈并开启感应场，激活感应场中标签如若感应场中存在标签则记录这张标签的id号，同时记录这张标签在1号线圈，关闭感应场，如若感应场中无标签则直接关闭感应场；接着再切换连接到2号线圈，操作方式如1号线圈；接着再就是3号线圈、4号线圈……直到所有的线圈都切换完成。所有的线圈都在内存中预置了信息以及在mcu中处理过程中可以进行激活识别，这样当在某一个线圈中检测到了标签的动作，我们也就知道了这个标签的位置了。

在本实施例中，矩阵天线多线圈处理模块首先满足了单天线线圈多标签的需求，理论上能够支持n*m个标签识别，实际应用中需要根据游戏场景需求进行实际的配置。

矩阵天线多线圈处理模块增加了标签的位置定位功能，这个功能能够满足各种复杂的场景需求，如拼图、下棋（象棋、围棋等）、以及对战类游戏的玩法，还可用在棋赛讲解中（比如赛手用此解决方案设计的围棋或者象棋比赛时，讲解员不必再根据下棋情况再摆棋或者录制视频进行讲解，可以同步进行）。

矩阵天线多线圈处理模块需要使用专用于高频器件开关切换的射频开关管管理进行方案设计，组成的电路系统是高频电路，选择射频开关除了能够达到快速切换天线，另一个是减小电抗的影响。一般射频开关支持2路、4路、8路，一般最高支持8路。用c表示实际线圈数量，n代表用到的开关数量，m表示其能够支持的路数，当然在实际电路中需要用到的开关数量为，部分开关用于复合管理切换开关。设计原理图如图3所示，其中，所述射频开关包括复合切换开关和切换开关。

该处理方案在理论和实际应用中能实现到之间任意个数线圈，根据游戏场景需要具体设定线圈个数。比较重要的一点是需要调试时效性满足应用需求（即识别标签的响应时间）。在实际实验测试调试中，读卡器主频为24m，支持16个矩阵天线多线圈的识别时间为100ms，支持100个矩阵天线识别时间为800ms，满足本专利定位的游戏场景需要。如果选择的读卡器芯片主频相应提高，识别时间会成比例下降。所以该方案在实际应用和生产中，完全具备实用性和可生产性。

在本实施例中，所述智慧模块包括：游戏智件、教学软件和棋牌赛事软件。

在本实施例中，为实现本方案，还需要开发中间件sdk（软件开发工具包，softwaredevelopmentkit），其功能模块如图4所示，sdk技术实现方案由四个层次：一、需要给各游戏引擎、软件做开发集成插件；二、需要适配游戏引擎；三、针对不同目标设备的os不同，需要实现如android、ios等适配；四、sdkapi各接口功能的逻辑代码实现。

实施例二

如图5所示，在本实施例中，一种基于无线通讯技术的智慧模块的控制系统，其特征在于，包括：智慧模块10、mcu模块20、数据传输模块30和矩阵天线多线圈处理模块40，其中，

所述智慧模块10，用于在智慧模块中设置标签，在所述智慧模块的操作装置内设置有多个线圈；

所述mcu模块20，用于控制所述智慧模块和矩阵天线多线圈处理模块，对感应到标签的线圈进行识别，根据线圈的编号进行位置定位，并读取所述线圈对应的标签的信息；

所述矩阵天线多线圈处理模块40，用于依次对所述多个线圈进行控制，轮询每个线圈是否感应到标签；

所述数据传输模块30，用于mcu模块、智慧模块和矩阵天线多线圈处理模块之间的数据传输。

在本实施例中，能够通过通过多线圈、多标签的方式，对智慧模块进行位置定位和多点非接触式感应，提高了益智游戏、趣味教学的用户体验。

在本实施例中，本方法适用于棋牌、塔防等对位置定位、同时多点感应触发需求的一切游戏等，也适用于其他的互动内容方式，如趣味教学软件、棋牌赛事等；所述智能模块可以为棋牌游戏中的某个棋子、虚拟角色或实体产品，也可以称为游戏智件；所述操作装置为智能模块的承载装置，比如用于下棋的棋盘，用于教学的虚拟黑板等；本方法主要应用在游戏、动漫虚实互动场景中，但不限于游戏动漫行业，还包括如教育等行业，也不限于集成游戏动漫两种软件格式，还包括音视频扥各种软件。

在本实施例中，所述标签为近距离无线通讯nfc标签或无线射频识别rfid标签。

如图6所示，在本实施例中，所述矩阵天线多线圈处理模块包括：

开关设置单元31，用于在所述矩阵天线多线圈处理模块内设置n个射频开关，每个射频开关最多可控制m个线圈，所述射频开关可在m个线圈中任意任选一个进行切换控制；

编号单元32，用于对所述线圈进行编号，所述编号最大值为n*m；

感应单元33，用于通过所述射频开关选择1号线圈并开启感应场，感应所述感应场内是否存在标签，若存在，则记录所述标签的id号，并记录1号线圈与所述标签的对应关系；

轮询单元34，用于关闭1号线圈的感应场，依次轮询所有线圈，并记录存在标签的线圈的编号及所述线圈与所述标签的对应关系。

在本实施例中，轮询步骤具体为：选择连接1号线圈并开启感应场，激活感应场中标签如若感应场中存在标签则记录这张标签的id号，同时记录这张标签在1号线圈，关闭感应场，如若感应场中无标签则直接关闭感应场；接着再切换连接到2号线圈，操作方式如1号线圈；接着再就是3号线圈、4号线圈……直到所有的线圈都切换完成。所有的线圈都在内存中预置了信息以及在mcu中处理过程中可以进行激活识别，这样当在某一个线圈中检测到了标签的动作，我们也就知道了这个标签的位置了。

在本实施例中，矩阵天线多线圈处理模块首先满足了单天线线圈多标签的需求，理论上能够支持n*m个标签识别，实际应用中需要根据游戏场景需求进行实际的配置。

矩阵天线多线圈处理模块增加了标签的位置定位功能，这个功能能够满足各种复杂的场景需求，如拼图、下棋（象棋、围棋等）、以及对战类游戏的玩法，还可用在棋赛讲解中（比如赛手用此解决方案设计的围棋或者象棋比赛时，讲解员不必再根据下棋情况再摆棋或者录制视频进行讲解，可以同步进行）。

矩阵天线多线圈处理模块需要使用专用于高频器件开关切换的射频开关管管理进行方案设计，组成的电路系统是高频电路，选择射频开关除了能够达到快速切换天线，另一个是减小电抗的影响。一般射频开关支持2路、4路、8路，一般最高支持8路。用c表示实际线圈数量，n代表用到的开关数量，m表示其能够支持的路数，当然在实际电路中需要用到的开关数量为，部分开关用于复合管理切换开关。设计原理图如图3所示，其中，所述射频开关包括复合切换开关和切换开关。

该处理方案在理论和实际应用中能实现到之间任意个数线圈，根据游戏场景需要具体设定线圈个数。比较重要的一点是需要调试时效性满足应用需求（即识别标签的响应时间）。在实际实验测试调试中，读卡器主频为24m，支持16个矩阵天线多线圈的识别时间为100ms，支持100个矩阵天线识别时间为800ms，满足本专利定位的游戏场景需要。如果选择的读卡器芯片主频相应提高，识别时间会成比例下降。所以该方案在实际应用和生产中，完全具备实用性和可生产性。

在本实施例中，所述智慧模块包括：游戏智件、教学软件和棋牌赛事软件。

在本实施例中，为实现本方案，还需要开发中间件sdk，其功能模块如图4所示，sdk技术实现方案由四个层次：一、需要给各游戏引擎、软件做开发集成插件；二、需要适配游戏引擎；三、针对不同目标设备的os不同，需要实现如android、ios等适配；四、sdkapi各接口功能的逻辑代码实现。

如图7所示，在本实施例中，还包括电源管理模块50和扩展电路模块60，所述电源管理模块用于给系统提供电源，所述扩展电路模块用于给系统提供辅助功能。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如rom/ram、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。