可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘及对弈方法
【专利摘要】本发明涉及一种可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘及对弈方法，包括棋盘，该棋盘又包括棋子检测矩阵；棋子指示矩阵；按键，用于输入棋手的行棋指令；主显示屏，用于对弈规则设置以及模拟键盘和鼠标的操作；通信接口，用于与局域网或互联网通信连接实现在线网络对弈；控制器，装有嵌入式操作系统，处理棋子检测信息、人机对弈或网络对弈时对手的下子位置信息、行棋过程中的行棋指令传送、触摸屏扫描及显示屏显示、行棋过程中的按键状态监测等主要操作。本发明技术效果在于：本发明的电子围棋盘是一个完整的数据处理系统，不需要任何其他设备，即可实现网络对弈；使用方便，占用空间小；成本低，系统可靠性高等。
【专利说明】可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘及对弈方法
[0001]
技术领域本发明涉及计算机技术，特别涉及电子围棋盘及对弈方法。
[0002]
【背景技术】大量实战可以说是提高棋力的最重要途径之一。在互联网时代，顶尖职业棋手对网络对弈的重视程度与日俱增。目前新锐少年职业围棋棋手网上对弈的数量高达数百盘/年。但是，目前棋类网络对弈及人机对弈软件严重依赖于数据处理设备如PC、平板电脑或智能手机等，其行棋显示、落子与实际人--人面对面对弈的场景差别巨大，存在不少问题。一、通过电脑显示器进行对弈的感觉与人--人对弈很不相同，需要较长时间适应，很容易下出随手棋、漏勺。比如通常网络对弈下子是通过鼠标点击来完成，没有拍下实体棋子的感觉，鼠标有时会不小心滑到错误的位置等等；二、稍有水平的围棋对弈，下一盘棋起码在半小时以上，水平越高时间越长。而长期在电脑上下棋，紧盯屏幕，容易导致视力损伤，对于少年儿童尤其如此。因此，如何既最大限度保留网络对弈棋战的现实实战感，又能最大程度保护棋手尤其是少儿棋手的视力，就成了一个重要的课题。
[0003]CN101380515A公开了一种电子棋类棋盘与电脑系统进行交互的方法，CN101829426A公开了一种电子围棋盘对弈系统及其配置方法和电脑系统，可实现电子人机、网络对弈，电子围棋盘通过自身的人机界面获取用户的配置需求信息，并将所述配置需求信息发送给电脑系统；电脑系统根据所述配置需求信息确定对应的配置参数，完成相应的电脑系统配置，并向电子围棋盘发送携带所述配置参数的配置请求；电子围棋盘根据所述配置请求中的配置参数完成棋盘配置。上述两项专利，电子围棋盘是作为电脑的附属设备而存在的。无论人机对弈还是网络对弈，参数配置必须通过电子围棋盘一电脑之间的交互通信来完成，电子围棋盘内部必须有处理器，通过RS232、USB等实体接口与PC或平板电脑相连接，否则无法进行任何有关对弈、打谱的操作。上述技术方案存在以下不足:
一、离开了与电脑的连接，电子围棋盘无法进行人机和网络对弈；
二、要实现网络或人机对弈，需要电子围棋盘、电脑及显示器以及USB连接线等，并建立相互间的连接，准备工作复杂；
三、对弈时系统连接松散复杂，需要的空间大，当位置紧凑时，下棋较不方便。
[0004]
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是为了避免现有技术中不足之处而提出的一种不需要借助现有的数据处理设备而可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘。
[0005]本发明可以通过采用以下技术方案来实现:
提供一种可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘，包括棋盘，该棋盘又包括棋子检测矩阵，用于检测各棋盘交叉点上是否有棋子存在；棋子指示矩阵，用于对弈过程中显示对方下子在棋盘上的对应交叉点位置；按键，设置于棋盘的棋手位置侧，用于输入棋手的行棋指令；主显示屏，带触摸屏，用于对弈规则设置以及模拟键盘和鼠标的操作；通信接口，用于与局域网或互联网通信连接实现在线网络对弈；电源接口，用于给所述电子围棋盘供电；存储器，用于存储包括操作系统程序、对弈程序和棋谱数据；控制器，装有嵌入式操作系统，处理棋子检测信息、人机对弈或网络对弈时对手的下子位置信息、行棋过程中的行棋指令传送、触摸屏扫描及显示屏显示、以及行棋过程中的按键状态监测，用于控制整个系统的运行。
[0006]进一步地，还包括设置于棋盘的棋手位置侧的用于显示棋手的行棋状态信息的小显示屏。
[0007]进一步地，还包括用于将所述电子围棋盘连接至电脑液晶显示器或高清数字电视机的HDMI接口。
[0008]进一步地，所述电子围棋盘还包括用于对行棋状态信息进行播放的语音播放电路。
[0009]提出一种基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈的方法，基于电子围棋盘的控制器装有嵌入式操作系统，该操作系统包括但不限于android、Iinux或windows,包括以下步骤:
电子围棋盘上的主显示屏模拟键盘和鼠标的操作，借助该主显示屏进行对弈规则设置；
对弈开始，电子围棋盘的棋子检测矩阵检测本方是否下子，如果有下子，则电子围棋盘的控制器将本方下子信息实时传送至对方，对方下子后，所述控制器获得对方下子坐标并控制电子围棋盘的棋子指示矩阵中的对应交叉点位置的指示灯闪亮，以便棋手在棋盘上摆放对方棋子；
行棋过程中，设置于棋盘棋手位置一侧的按键输入本方的行棋指令。
[0010]进一步地，CPU通过控制接口实现对棋盘交叉点上的下子状态检测；黑子还是白子指示；对手下子位置指示；对局双方剩余时间、长考剩余次数和读秒剩余次数指示；以及按键的状态检测。
[0011]进一步地，行棋过程中，所述主显示屏显示19*19电子围棋盘，本方和对方的下子均实时在主显示屏对应坐标处显示。
[0012]进一步地，所述主显示屏采用电子墨水屏或IXD，当主显示屏分辨率不小于800*480，尺寸不小于5吋时，可通过触摸电子围棋盘交叉点来进行对局。
[0013]进一步地，所述行棋状态信息包括比赛用时、读秒信息、己方是黑方还是白方和轮下子指示，所述行棋指令包括棋局开始、放弃一手、数子请求、认输、和放置黑子/白子。
[0014]进一步地，行棋过程中，设置于棋盘棋手位置一侧的小显示屏显示本方的行棋状态息O
[0015]同现有技术相比较，本发明技术效果在于:
1)现有技术中的电子围棋盘只能作为电脑的一个外设来使用，离开电脑无法完成预期工作；本发明的电子围棋盘是一个完整的数据处理系统，不需要任何其他设备，即可实现网络对弈；
2)现有技术中的电子围棋盘使用时，需要进行复杂的连接。其完整系统需要电脑及显示器、专用USB连接线和电子围棋盘。需要在电脑上安装相应的驱动程序及对弈程序，操作复杂。本棋盘只需拷入应用程序，接上电源就可使用，整体性非常强，整个系统占用的空间小;
3)通过本发明的主显示屏，如带触摸屏的电子墨水屏或LCD显示屏，或者将本棋盘的HDMI接口接至液晶显示器或高清电视，可以获得很好的下棋体验，也方便大盘讲解。使用带触摸屏的大屏电子墨水屏时，既可以有效保护视力，又能获得如电脑下棋般的便利性。
[0016]4)相对目前已知方案，本电子围棋盘系统成本显著降低，可靠性更高。
[0017]
【附图说明】
[0018]图1是本发明可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘的系统原理框图；
图2是本发明电子围棋盘的外观布局示意图；
图3是所述电子围棋盘的实体棋盘模块的原理框图；
图4是基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈方法的主流程图；
图5是基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈方法中人-人对弈流程图；
图6是基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈方法中人-机对弈流程图；
图7是基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈方法中网络对弈流程图。
[0019]
【具体实施方式】以下结合附图所示之实施例作进一步详述。
[0020]本发明是一种独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘，包括棋盘、设置在棋盘内的19路棋子检测矩阵、19路棋子指示矩阵、存储器和控制器，设置在棋盘上的按键、小显示屏、主显示屏、通信接口、USB接口、HDMI接口和电源接口。其中，棋子检测矩阵，用于检测各棋盘交叉点上是否有棋子存在；棋子指示矩阵，用于对弈过程中显示对方下子在棋盘上的对应交叉点位置；按键，设置于棋盘的棋手位置侧，用于输入棋手的行棋指令；小显示屏，设置于棋盘的棋手位置侧，用于显示棋手的行棋状态信息；主显示屏，包括用于对弈规则设置以及模拟键盘和鼠标的操作；通信接口，用于与局域网或互联网通信连接实现在线网络对弈；电源接口，用于给所述电子围棋盘供电；存储器，用于存储包括操作系统程序、对弈程序和棋谱数据等；控制器，装有嵌入式操作系统，处理棋子检测信息、人机对弈或网络对弈时对手的下子位置信息和行棋过程中的行棋指令传送及其LED指示，触摸屏扫描及显示屏显示、行棋过程中的按键状态监测等主要操作，用于控制整个系统的运行，是系统的核心处理部件。
[0021]电子围棋盘还包括扩展存储接口，包括但不限于SD卡接口和/或TF接口，用于上传系统程序及各类应用程序。还包括可将记录的对局棋谱下载的USB接口。系统设置了HDMI接口，用于将所述电子围棋盘连接至电脑液晶显示器或高清数字电视机。系统还包括语音播放电路，用于对行棋状态等信息进行播放。
[0022]一种基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈的方法，包括以下步骤:
通过电子围棋盘上的主显示屏上的触摸屏模拟键盘和鼠标的操作，借助该主显示屏进行对弈规则设置；
对弈开始，电子围棋盘的棋子检测矩阵检测本方是否下子，如果有下子，则电子围棋盘的控制器将本方下子信息实时传送至对方，对方下子后，所述控制器获得对方下子坐标并控制电子围棋盘的棋子指示矩阵中的对应交叉点位置的指示灯闪亮，以便棋手在棋盘上摆放对方棋子；
行棋过程中，设置于棋盘棋手位置一侧的小显示屏显示本方的行棋状态信息； 行棋过程中，设置于棋盘棋手位置一侧的按键用于输入本方的行棋指令。
[0023]所述控制器装有嵌入式操作系统，该操作系统包括但不限于android、linux、或windows。行棋过程中，所述主显示屏显示一个完整的电子围棋盘，本方和对方的下子均实时在主显示屏对应坐标处显示。所述主显示屏采用电子墨水屏或IXD，当主显示屏分辨率不小于800*480，尺寸不小于5吋时，可通过触摸电子围棋盘交叉点来进行对局。所述行棋状态信息包括比赛用时、读秒信息、己方是黑方还是白方和轮下子指示等，所述行棋指令包括棋局开始、放弃一手、数子请求、认输和放置黑子/白子等。
[0024]本发明可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘，采用智能手机、平板电脑等嵌入式系统相关技术，采用但不限于windows、Iinux或android等操作系统,采用电子屏幕及传统棋盘同步显示的方式，实现对弈规则、对弈时间、行棋先后等协商和交互设置，从而在实体棋盘上进行网络对弈、人机对弈和打谱等操作。当然，也能很容易地管理人一人对弈的过程并记录棋谱。具体如下:
如图2所示，本电子围棋盘整体外形类似普通围棋棋盘，所有电路均安装在围棋棋盘内部，外观与普通棋盘不同之处在于:1、每个棋盘交叉点下面藏有棋子感应检测电路及LED指示灯；2、为行棋需要在棋盘上棋手两边各设置了一些按键、指示灯，以及小显示屏，如小型0LED/IXD显示屏；3、棋盘一侧设置了，如带触摸屏功能的电子墨水屏/IXD显示屏；4、具有LAN/WIFI/蓝牙通信接口 ；5、提供USB接口、HDMI接口、电源接口、等供标准接插件连接，以扩展系统功能。
[0025]如图1所示，电子围棋盘从功能上分为8个部分:
语音播放电路1，可以通过播放存储器内的语音文件实现任意高保真语音播放，比如读秒提醒，违规提醒，黑白子选择等，且可通过触摸屏调节音量大小或者静音。
[0026]实体棋盘模块2，棋盘的交叉点具有自动检测功能，可以检测交叉点上是否有棋子存在，是否有下子；同时每个交叉点具有行棋指示功能，用于指示该位置是否下子，借助行棋规则以及轮流下棋逻辑来判断黑方还是白方下子。
[0027]板上存储器3，本电子围棋盘内带存储设备，支持板上存储器，用于存储重要配置数据、操作系统程序、各种对弈程序，包括第三方对弈程序和自编对弈程序等。
[0028]通信接口 4，本电子围棋盘支持但不限于LAN局域网、WIFI无线局域网络接口，蓝牙接口，通过上述接口本电子围棋盘可连接至局域网或internet (互联网)，从而实现在线网络对弈
CPU及外围电路、RAM 5，本电子围棋盘采用ARM/INTEL但不限于该类型CPU，带有足够容量RAM,支持各种高级操作系统，比如android、Iinux或windows操作系统,支持TCP/IP协议及Internet有关协议
主显示屏及显示接口 6，本电子围棋盘支持带触摸屏的电子墨水屏/LCD液晶显示屏，分辨率在800*480及以上。显示接口带HDMI接口输出，可接带HDMI接口的液晶显示器或高清电视，用于实时显示棋局状态。主显示屏用于显示整个对局，以及对弈规则设置、对弈时长设置、黑/白方选择等交互操作；触摸屏用于进行对弈时的各种设置，模拟实现键盘和鼠标的各种操作。
[0029]存储器接口 7，支持但不限于SD卡接口、TF卡接口和USB接口。SD卡接口和TF卡接口用于扩展系统存储器容量，USB接口用于连接U盘等实现程序上传、棋谱下载等。
[0030]电源接口 8，直流电源输入，用于给整个电子系统供电。
[0031]如图3所示，实体棋盘模块2包括6部分，说明如下:
LED指示灯21，用于指示各种必要的对弈状态，在棋盘的每一方均有设置。
[0032]19*19棋子检测矩阵22，用于检测棋盘上的每个交叉点是否有下子。通过设置在每个交叉点下的传感器，当棋盘某交叉点有下子时，该交叉点的A/D转换值将会产生变化，CPU及外围电路/RAM 5通过控制接口 26可读出此信息，同时在主显示屏及显示接口 6显示此下子。
[0033]小显示屏23，采用OLED或IXD显示屏，用于显示比赛用时、读秒信息及其他行棋中的状态，也包括己方是黑方或白方、轮下子指示等。对弈的双方各一块，共两块。
[0034]按键24，为保证对弈接近人一人对弈的实战要求，给对弈的每一方均提供了一些必要的功能键，放置在每个棋手的一边，以方便操作。
[0035]19*19LED指示矩阵27，即棋子指示矩阵，对弈过程中用LED的周期性闪亮显示对方的下子在棋盘上的对应交叉点位置。
[0036]控制接口 26，用于将CPU的硬件控制命令转化为对具体端口的操作。包括:1、对棋盘19*19棋子检测矩阵22的指定交叉点选择，A/D转换数值读取接口 ；2、对LED指示矩阵任一LED控制点亮/熄灭控制及锁存的接口 ；3、小显示屏地址译码及显示控制命令接口 ；
4、其他LED指示灯控制锁存接口 ；5、按键状态扫描读取接口。通过该接口，CPU实现对LED指示灯21，19*19棋子检测矩阵22、小显示屏23、按键24和LED指示矩阵27的控制。
[0037]针对基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈方法的实施例说明如下:
1.本棋盘采用但不限于windows、Iinux或android等操作系统,操作系统支持TCP/IP协议及Internet有关协议。
[0038]2.本棋盘运行时，必须安装自编对弈软件或第三方对弈软件(以下统称对弈程序)。
[0039]3.主显示屏除进行对局邀请及规则设置外，总是显示19*19棋盘和棋子，可显示该棋子的手数，且与实体棋盘的坐标完全--对应。在棋盘上下子，棋盘上的主显示屏会根据上下文逻辑判断是黑子还是白子，并在显示屏上的对应坐标位值显示该子。比如正常对弈开始时，第一手是黑子，按“开始”键后，棋盘第一次检测到下子就认为是黑方下子，第二次检测到下子就认为是白方下子，如此类推。
[0040]电子围棋盘工作过程如下:
如图4所示，首先在主显示屏上点击运行对弈程序，进入工作模式选择。包括:打谱、人一人对弈、人机对弈、网络对弈等。其中人机对弈与网络对弈的流程基本相同，只是对方的着手一个是来自CPU的运算结果，一个是来自网络。
[0041]打谱流程如下:先选择放置棋子菜单，放置所需的黑/白子，以保证下棋的初始局面与棋谱相符；然后按下“开始”按键，系统根据语音提示“黑”或“白”，并使相应位置LED闪亮，提示在棋盘对应交叉点下棋，放置棋子后对应LED自动熄灭，下一个下子位置对应LED闪亮；如此直至结束。
[0042]人一人对弈流程如图5所示，首先选择对弈规则如中国规则或日本规则、对弈时长、长考次数、读秒次数和本方执黑/执白。协商完毕点击0K，对局开始，同时开始给黑方倒计时，黑方下子后，给白方倒计时，如此直至终局。对局过程中，棋盘会记录并显示对局每一方所剩时间、所剩长考次数、所剩读秒次数(在对弈的每一方的次显示屏23上同时显示上述信息)，并将对局中每方下子位置及次序(即手数)记录为通用棋谱格式，需要时，用语音提示读秒的所剩秒数等。如违反所选择的围棋规则，根据规则提示处罚，如罚子、停一手或直接判负等。人一人对弈过程中，LED矩阵指示灯处于熄灭状态。
[0043]人机对弈流程和网络对弈流程分别如图6和图7所示，首先选择对弈规则如中国规则或日本规则、对弈时长、长考次数、读秒次数和本方执黑/执白。协商完毕点击0K，对局开始，同时开始对黑方倒计时，黑方下子后，给白方倒计时，如此直至终局。对局过程中，棋盘会记录并显示对局每一方所剩时间、所剩长考次数、所剩读秒次数(在对弈的每一方的次显示屏上同时显示上述信息)，并将对局中每方下子位置及次序(即手数)记录为通用棋谱格式，需要时，用语音提示读秒的所剩秒数等。需要注意的是，此两种对弈方式，对方的下棋位置是用LED矩阵的LED闪亮来提示的，直至在对应位置放上对应棋子，LED熄灭。网络对弈时，有关时间值(包括所剩时间、长考、读秒等)及语音提示一律以从网络服务器接收到的数据为准。人机对弈时，CPU作为对手，直接计算出下子位置，并在棋盘对应坐标位置使LED闪亮，棋手据此在棋盘上摆放对方棋子，同时，本方的全部下棋信息根据规定格式传送给CPU。网络对弈时，对弈程序通过网络从服务器获取对方下棋的全部信息。获得对方下棋坐标后，CPU控制棋盘对应位置的LED闪亮，棋手据此在棋盘上白方对方棋子，并将本方下棋的全部信息通过服务器传送至对方。
[0044]本发明的主要特点在于:
1.不同于其他电子围棋盘方案，该棋盘的全部控制由电子围棋盘的控制器完成，在嵌入式操作系统支持下，它处理棋子检测信息、人机对弈或网络对弈时对手的下子位置信息、行棋过程中的行棋指令传送、触摸屏扫描及显示屏显示、行棋过程中的按键状态监测等主要操作，系统简洁紧凑，成本低廉，且提高了可靠性。
[0045]2.在上文所述操作系统软件支持下，本电子围棋盘可通过WIFI/LAN (以太网)直接连接至互联网或局域网，通过自编客户端软件或第三方软件如TOM对弈，弈城围棋，QQ对弈，联众和棋魂等实现网络在线对弈。
[0046]3.本电子围棋盘可独立实现人机对弈或打谱学习功能。可不需要借助PC/平板电脑，使得电子围棋盘的功能得到了大大加强，首次摆脱了对PC(个人电脑)/平板电脑的依赖。
[0047]以上实施例的描述仅用于进一步阐述本发明而不用于限制本发明的范围。应该理解，在阅读了本发明所公开的内容后，本领域的技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些变动形式同样属于本发明权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘，包括棋盘，其特征在于，还包括: 该棋盘又包括棋子检测矩阵，用于检测各棋盘交叉点上是否有棋子存在；棋子指示矩阵，用于对弈过程中显示对方下子在棋盘上的对应交叉点位置；按键，设置于棋盘的棋手位置侧，用于输入棋手的行棋指令； 主显示屏，带触摸屏，用于对弈规则设置以及模拟键盘和鼠标的操作； 通信接口，用于与局域网或互联网通信连接实现在线网络对弈； 电源接口，用于给所述电子围棋盘供电； 存储器，用于存储包括操作系统程序、对弈程序和棋谱数据； 控制器，装有嵌入式操作系统，处理棋子检测信息、人机对弈或网络对弈时对手的下子位置信息、行棋过程中的行棋指令传送、触摸屏扫描及显示屏显示、以及行棋过程中的按键状态监测，用于控制整个系统的运行。2.根据权利要求1所述的可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘，其特征在于，还包括设置于棋盘的棋手位置侧的用于显示棋手的行棋状态信息的小显示屏。3.根据权利要求1所述的可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘，其特征在于，还包括用于将所述电子围棋盘连接至电脑液晶显示器或高清数字电视机的HDMI接口。4.根据权利要求1所述的可独立实现人机或网络对弈的电子围棋盘，其特征在于，所述电子围棋盘还包括用于对行棋状态信息进行播放的语音播放电路。5.一种基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈的方法，其特征在于，基于电子围棋盘的控制器装有嵌入式操作系统，该操作系统包括但不限于android、Iinux或windows,包括以下步骤: 电子围棋盘上的主显示屏模拟键盘和鼠标的操作，借助该主显示屏进行对弈规则设置； 对弈开始，电子围棋盘的棋子检测矩阵检测本方是否下子，如果有下子，则电子围棋盘的控制器将本方下子信息实时传送至对方，对方下子后，所述控制器获得对方下子坐标并控制电子围棋盘的棋子指示矩阵中的对应交叉点位置的指示灯闪亮，以便棋手在棋盘上摆放对方棋子； 行棋过程中，设置于棋盘棋手位置一侧的按键输入本方的行棋指令。6.根据权利要求5所述的基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈的方法，其特征在于，CPU通过控制接口实现对棋盘交叉点上的下子状态检测；黑子还是白子指示；对手下子位置指示；对局双方剩余时间、长考剩余次数和读秒剩余次数指示；以及按键的状态检测。7.根据权利要求5所述的基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈的方法，其特征在于，行棋过程中，所述主显示屏显示19*19电子围棋盘，本方和对方的下子均实时在主显示屏对应坐标处显示。8.根据权利要求7所述的基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈的方法，其特征在于，所述主显示屏采用电子墨水屏或IXD，当主显示屏分辨率不小于800*480，尺寸不小于5吋时，可通过触摸电子围棋盘交叉点来进行对局。9.根据权利要求5所述的基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈的方法，其特征在于，所述行棋状态信息包括比赛用时、读秒信息、己方是黑方还是白方和轮下子指示，所述行棋指令包括棋局开始、放弃一手、数子请求、认输、和放置黑子/白子。10.根据权利要求5所述的基于电子围棋盘独立实现人机或网络对弈的方法，其特征在于，行棋过程中，设置于棋盘棋手位置一侧的小显示屏显示本方的行棋状态信息。
【文档编号】A63F3/02GK105983229SQ201510052250
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月2日
【发明人】南君钰
【申请人】南君钰