一种基于nfc近场通信的益智玩具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及益智玩具领域，尤其涉及一种基于NFC近场通信的益智玩具，包括活动块和底座，所述活动块内设置有NFC标签，所述NFC标签内包含所述活动块的身份信息，所述底座上设置有NFC天线和人机交互装置，所述活动块摆放在底座上时，所述NFC天线与NFC标签近场通信连接，并通过人机交互装置实现益智玩具的互动操作，本实用新型通过NFC标签和NFC天线对益智玩具的组合位置数据进行读取，将电气功能植入益智玩具中，并通过人机互动装置的配合，提高了益智玩具的互动性。
【专利说明】一种基于NFC近场通信的益智玩具
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及益智玩具领域，尤其涉及一种基于NFC近场通信的益智玩具。
【背景技术】
[0002]积木作为一种儿童玩具，对儿童的智力开发、空间思维训练以及手眼协调能力培养有着很大的帮助，其以塑料或者木头拼接的方式，成本较低，广受欢迎。目前的市场上主要以无电气功能的积木为主，也有些积木在连接处设置有电极，将积木搭好后置入电池可以完成一些声光的控制，其缺点是这些积木缺乏生动的互动。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提出一种基于NFC近场通信的益智玩具，能够提高益智玩具的互动性。
[0004]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种基于NFC近场通信的益智玩具，包括活动块和底座，所述活动块内设置有包含所述活动块的身份信息的NFC标签，所述底座上设置有NFC天线群和人机交互装置，所述活动块摆放在底座上时，所述NFC天线群与NFC标签近场通信连接，并通过人机交互装置实现益智玩具与用户的互动操作。
[0006]其中，所述NFC天线群由若干个NFC天线组成NFC阵列，所述NFC天线均匀排列在底座上。
[0007]其中，所述底座上还设置有天线控制电路和选择开关，用于逐个检测所述NFC天线的识别区域内是否有活动块，所述活动块有一部分与所述识别区域重合时即可被所述NFC天线感应。
[0008]其中，所述天线控制电路还包括一个NFC阅读器，所述选择开关控制所述NFC天线逐个与NFC阅读器相连接。
[0009]进一步地，所述天线控制电路还包括多个NFC阅读器，所述NFC天线分组对应一个NFC阅读器，所述选择开关控制各组NFC天线逐个与对应的NFC阅读器相连接。
[0010]其中，所述底座上还设置有CPU，用于读取所述NFC标签所对应的活动块的身份信息及活动块在底座上的位置信息，识别活动块的摆放结果，将所述摆放结果通知人机交互装置进行所述互动操作。
[0011]其中，所述NFC标签内还包含用于区别不同NFC标签的序列号，所述序列号与所述
NFC标签——对应。
[0012]其中，所述底座上还设置有沟槽。
[0013]其中，所述活动块为积木、拼图或七巧板，所述人机交互装置包括喇叭和/或屏眷。
[0014]本实用新型的有益效果为:一种基于NFC近场通信的益智玩具，包括活动块和底座，所述活动块内设置有NFC标签，所述NFC标签内包含所述活动块的身份信息，所述底座上设置有NFC天线和人机交互装置，所述活动块摆放在底座上时，所述NFC天线与NFC标签近场通信连接，并通过人机交互装置实现益智玩具的互动操作，本实用新型通过NFC标签和NFC天线对益智玩具的组合位置数据进行读取，将电气功能植入益智玩具中，并通过人机互动装置的配合，提高了益智玩具的互动性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例一中的基于NFC近场通信的益智玩具结构示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例一中的人机交互装置结构示意图；
[0017]图3是本实用新型实施例一中益智玩具互动操作步骤示意图；
[0018]图4是本实用新型实施例二中活动块及底座示意图；
[0019]图5是本实用新型实施例二中活动块在底座上的摆放示意图；
[0020]图6是本实用新型实施例二中活动块在底座上的摆放不意图；
[0021]图7是本实用新型实施例四中活动块在底座上的摆放示意图；
[0022]图8是本实用新型实施例五中活动块在底座上的摆放示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合图1-图8并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0024]图1是本实用新型实施例中的基于NFC近场通信的益智玩具结构示意图。
[0025]一种基于NFC (Near Field Communication,近距离无线通讯技术)近场通信的益智玩具，包括活动块和底座，所述活动块内设置有包含所述活动块的身份信息的NFC标签，所述底座上设置有NFC天线群和人机交互装置，所述活动块摆放在底座上时，所述NFC天线群与NFC标签近场通信连接，并通过人机交互装置实现益智玩具与用户的互动操作，本实施例通过NFC标签和NFC天线对益智玩具的组合位置数据进行读取，将电气功能植入益智玩具中，并通过人机互动装置的配合，提高了益智玩具的互动性。
[0026]在本实施例中，NFC天线群由若干个NFC天线组成NFC阵列，所述NFC天线均匀排列在底座上。
[0027]如图1所示,活动块平时放置在活动块座内。
[0028]在本实施例中，NFC天线的形状为矩形，该矩形的大小与活动块的一个侧面的大小相配合，作为本实施例中的矩形NFC天线均匀排列在底座上，可以保证底座上无识别死角，当活动块摆放在底座上的任意位置都可以被NFC天线识别出来。
[0029]作为另一种实施例，NFC天线的形状为圆形。
[0030]在本实施例中，天线控制电路还包括一个NFC阅读器，所述选择开关控制所述NFC天线逐个与NFC阅读器相连接。设置一个NFC阅读器有利于降低产品的生产成本。
[0031]优选的，所述天线控制电路还包括多个NFC阅读器，所述NFC天线分组对应一个NFC阅读器，所述选择开关控制各组NFC天线逐个与对应的NFC阅读器相连接。
[0032]设置多个NFC阅读器，能有效提高玩具的响应速度，给儿童以更好的游戏体验。
[0033]在本实施例中，底座上还设置有天线控制电路和选择开关，用于逐个检测所述NFC天线的识别区域内是否有活动块，所述活动块有一部分与所述识别区域重合时即可被所述NFC天线识别。[0034]在本实施例中，底座上还设置有CPU，用于读取所述NFC标签所对应的活动块的身份信息及活动块在底座上的位置信息，识别活动块的摆放结果，将所述摆放结果通知人机交互装置进行所述互动操作。
[0035]在本实施例中，底座上还设置有沟槽，用以固定所述活动块。
[0036]在本实施例中,NFC标签内还包含用于区别不同NFC标签的序列号,所述序列号与所述NFC标签——对应。
[0037]在本实施例中，所述活动块为积木、拼图或七巧板，如图2所示，所述人机交互装置包括喇叭和/或屏幕。
[0038]在本实施例中，NFC标签内设置有防冲突电路，当两个以上相同身份信息的活动块处在同一个天线识别区域内时，所述防冲突电路用于读取所述两个以上相同身份信息的活动块内的NFC标签的序列号，用以区分所述两个以上相同身份信息的活动块。
[0039]如图3所示，本实施例中益智玩具互动操作步骤示意图，其中，天线控制电路通过选择开关选择NFC天线1，按照NFC协议检测其识别区域内是否有NFC标签，如果没有则通过选择开关切换到天线2，如果有NFC标签，且只有一个NFC标签，则读取NFC标签的序列号及该NFC标签对应的活动块的身份信息；如果NFC标签有冲突，即两个以上相同身份信息的活动块处在同一个天线识别区域内时，则根据活动块内的NFC标签的序列号来区分所述两个以上相同身份信息的活动块，这也是防冲突电路的功能；按照以上步骤逐一选择NFC天
线2、NFC天线3、NFC天线4、......、NFC天线n、......、NFC天线m,检测其各自的识别区域;
CPU从天线控制电路获取(NFC天线η、序列号、身份信息)等数据组合，并对其进行分析，可以获得(坐标、序列号、身份信息)等数据集合，根据这些数据集合，CPU调用相应的程序，对益智玩具摆放结果进行判定，并通过人机交互装置进行互动操作。
[0040]在本实施例中，NFC天线所环绕的区域称为该NFC天线的识别区域，比如上述所称的矩形NFC天线的矩形区域或者圆形NFC天线的圆形区域，该识别区域并没有严格的限定，在本实施例中，只要活动块有一部分与所述识别区域重合时即可被所述NFC天线检识别，因此，活动块在摆放时不需要摆放在NFC天线的正上方，但当活动块与所述识别区域重合的部分越多时，天线的场强越强，越容易判断活动块的准确位置；在本实施例中，如果两个NFC天线都读取到同一个活动块，可以判定此活动块处于两个NFC天线的中间位置，此判定结果也不影响CPU对益智玩具摆放结果的识别。
[0041]实施例二
[0042]如图4所示，以英文单词益智玩具组合为例，图中有5个活动块，分别代表字母a、P、P、1、e，这5个活动块内部皆设置有一个NFC标签，以供NFC天线识别，图中设置在底座上的NFC天线群共有30个NFC天线，将底座区域均分为30个识别区域，保证了底座上无识别死角，当将5个活动块以图5所示的方式摆放在底座上时，天线控制电路根据上述益智玩具互动操作步骤进行检测，得到(NFC天线1、序列号、a)、(NFC天线2、序列号、p)、(NFC天线3、序列号、p)、(NFC天线4、序列号、I)、(NFC天线5、序列号、e)等5组数据，CPU对此数据进行分析，得到(第一行第一列、序列号、a)、(第一行第二列、序列号、p)、(第一行第三列、序列号、P )、(第一行第四列、序列号、I)、(第一行第五列、序列号、e )等5组数据，经CPU调用英文单词学习程序，判定益智玩具摆放结果为apple单词，通过人机交互装置在显示器上显示该单词的相关信息，并通过扬声器朗读单词，提高了益智玩具的互动性。[0043]实施例三
[0044]如图6所示，当将5个活动块以图6所示的方式摆放在底座上时,天线控制电路根据上述益智玩具互动操作步骤进行检测，得到(NFC天线1、序列号、a)、(NFC天线7、序列号、P)、(NFC天线13、序列号、p)、(NFC天线19、序列号、I)、(NFC天线25、序列号、e)等5组数据，CPU对此数据进行分析，得到(第一行第一列、序列号、a)、(第二行第一列、序列号、p)、(第三行第一列、序列号、P)、(第四行第一列、序列号、I)、(第五行第一列、序列号、e)等5组数据，经CPU调用英文单词学习程序，判定益智玩具摆放结果为apple单词，经CPU调用英文单词学习程序，判定益智玩具摆放结果为apple单词，通过人机交互装置在显示器上显示该单词的相关信息，并通过扬声器朗读单词。
[0045]实施例四
[0046]如图7所示，当将5个活动块以图7所示的方式摆放在底座上时，天线控制电路根据上述益智玩具互动操作步骤进行检测，得到(NFC天线2、序列号、a)、(NFC天线3、序列号、P)、(NFC天线4、序列号、p)、(NFC天线5、序列号、I)、(NFC天线6、序列号、e)等5组数据，CPU对此数据进行分析，得到(第一行第二列、序列号、a)、(第一行第三列、序列号、p)、(第一行第四列、序列号、P)、(第一行第五列、序列号、I)、(第一行第六列、序列号、e)等5组数据，经CPU调用英文单词学习程序，判定益智玩具摆放结果为apple单词，通过人机交互装置在显示器上显示该单词的相关信息，并通过扬声器朗读单词。
[0047]实施例五
[0048]在本实施例中，如果活动块跨在两个天线上，它将会被这两根天线感应到，并将活动块的位置定位在两根天线之间，例如天线I和天线2同时感应到，不考虑场强，该积木活动块的横坐标可以定为1.5。亦可根据两根天线对同一个活动块的感应的场强的强度比例，对位置进行更加具体的定位，例如天线I和天线2同时感应到，假设场强的比例为6:4，则该活动块的横坐标可以精确为1.4。
[0049]如图8所示，当将5个活动块以图8所示的方式摆放在底座上时，天线控制电路根据上述益智玩具互动操作步骤进行检测，得到(NFC天线2.5、序列号、a)、(NFC天线3.5、序列号、P)、(NFC天线4.5、序列号、p)、(NFC天线5.5、序列号、I)、(NFC天线6.5、序列号、e)等5组数据，CPU对此数据进行分析，得到(第一行第二列、序列号、a)、(第一行第三列、序列号、P)、(第一行第四列、序列号、P)、(第一行第五列、序列号、I)、(第一行第六列、序列号、e)等5组数据，经CPU调用英文单词学习程序，判定益智玩具摆放结果为apple单词，通过人机交互装置在显示器上显示该单词的相关信息，并通过扬声器朗读单词。
[0050]以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何结构解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施结构，这些结构都将落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于NFC近场通信的益智玩具，包括活动块和底座，其特征在于，所述活动块内设置有包含所述活动块的身份信息的NFC标签，所述底座上设置有NFC天线群和人机交互装置，所述活动块摆放在底座上时，所述NFC天线群与NFC标签近场通信连接，并通过人机交互装置实现益智玩具与用户的互动操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于NFC近场通信的益智玩具，其特征在于，所述NFC天线群由若干个NFC天线组成NFC阵列，所述NFC天线均匀排列在底座上。
3.根据权利要求1所述的一种基于NFC近场通信的益智玩具，其特征在于，所述底座上还设置有天线控制电路和选择开关，用于逐个检测所述NFC天线的识别区域内是否有活动块，所述活动块有一部分与所述识别区域重合时即可被所述NFC天线感应。
4.根据权利要求3所述的一种基于NFC近场通信的益智玩具，其特征在于，所述天线控制电路还包括一个NFC阅读器，所述选择开关控制所述NFC天线逐个与NFC阅读器相连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于NFC近场通信的益智玩具，其特征在于，所述天线控制电路还包括多个NFC阅读器，所述NFC天线分组对应一个NFC阅读器，所述选择开关控制各组NFC天线逐个与对应的NFC阅读器相连接。
6.根据权利要求3所述的一种基于NFC近场通信的益智玩具，其特征在于，所述底座上还设置有CPU，用于读取所述NFC标签所对应的活动块的身份信息及活动块在底座上的位置信息，识别活动块的摆放结果，将所述摆放结果通知人机交互装置进行所述互动操作。
7.根据权利要求6所述的一种基于NFC近场通信的益智玩具，其特征在于，所述NFC标签内还包含用于区别不同NFC标签的序列号，所述序列号与所述NFC标签一一对应。
8.根据权利要求1所述的一种基于NFC近场通信的益智玩具，其特征在于，所述底座上还设置有沟槽。
9.根据权利要求1所述的一种基于NFC近场通信的益智玩具，其特征在于，所述活动块为积木、拼图或七巧板，所述人机交互装置包括喇叭和/或屏幕。
【文档编号】A63F9/06GK203408474SQ201320504614
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】邹文高, 杜玉强, 朱向军, 邓欢, 陈少强 申请人:步步高教育电子有限公司