一种增强游戏软硬件交互功能的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种增强游戏软硬件交互功能的装置，适用于智能终端的游戏程序和外设件之间的交互。
【背景技术】
[0002]当前，智能硬件发展如火如荼，家庭物连网智能设备和器件也是日新月异。其中娱乐休闲的智能硬件更是智能设备领域中不可或缺的组成部分，而且具有巨大市场发展前景。
[0003]在游戏行业，逐渐出现软硬件交互的设备和解决方案。例如一款名称为Skylander的游戏，能够运行在游戏主机(比如微软公司的Xbox、索尼公司的PS3)或平板设备上。该游戏设有多种角色，用户可以选择不同角色进行冒险探索游戏，但用户不用通过鼠标、手柄进行角色切换，只需要利用一套游戏底座设备，把不同的游戏玩偶放置其上，游戏软件可根据底座设备上的玩偶自动切换相应的角色。传统的游戏智能设备软硬件交互的技术方案包括三大部分:1)游戏玩偶:内核RFID标签，标签内储存有相应的游戏相关信息，如角色身份、生命值等；2)连接底座:其主要包含读卡器的电路板，负责数据通信处理等；3)联接线路:通常采用蓝牙、USB等连接方式。这种方案仅适用于游戏主机平台，因为在智能移动终端上会凸显很多问题:1)游戏玩偶和连接底座的体积较大，不方便携带；2)蓝牙连接方式门槛较高，尤其对于儿童玩家，蓝牙的连接方式较为繁琐，容易误操作；3)USB连接方式不统一，有安卓系统支持的制式、有1S系统支持的制式等，为了兼容各种USB连接方式，需要提供多种版本的连接处理，开发成本较高；4)游戏玩偶的互动功能较弱，只能对其读取数据。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述技术问题，基于方便携带、易于操作的需求，提供一种游戏软硬件结合的装置，以增强智能设备尤其是游戏智能设备上的软硬件交互。
[0005]本发明采用的技术方案为一种增强游戏软硬件交互功能的装置，所述装置包括带有音频接口的智能终端、标签元件和与所述智能终端连接的外设件，其中，所述外设件包括:读卡器模块，用于读取所述标签元件中预存的数据；包含音频插头的音频通信模块，用于在智能终端和外设件之间传输音频模拟信号；中央处理模块，该中央处理模块分别与所述读卡器模块和音频通信模块连接，用于控制所述读卡器模块和所述音频通信模块执行读取和/或写入操作，处理外设件中的数据通信，执行音频模拟信号的解码和外设件输出数据的编码。
[0006]作为本发明装置的进一步改进:所述智能终端包括与所述音频接口连接的交互模块；所述交互模块被配置为与智能终端上运行的应用程序进行数据交互，继而在交互的数据和通过所述音频接口传输的音频模拟信号之间执行编码和解码工作。
[0007]优选地，所述交互模块包括线程管理器，该线程管理器被配置为执行以下步骤:创建音频交流线程，生成固定频率音频交流信号并发送到音频输出线路；创建音频监听线程，监听音频接口的传输信号，解码采集到的音频信号并输出数据到缓存去，然后通知应用程序接收解码数据；操作主线程循环等待数据缓存区中的数据存入事件。
[0008]作为本发明装置的进一步改进，所述中央处理模块包括数据传输模块，用于在中央处理模块中处理的数据和传输的音频模拟信号之间进行解码和编码。
[0009]优选地，所述数据传输模块包括:存储介质，用于储存数据；滤波电路，用于从输入的音频模拟信号中分离预设频率的交流信号与数据信号；包含编解码电路的读写模块，用于在编码解码过程中读取和写入数据；与读写模块连接的主控模块，用于处理音频模拟信号的解码和外设件输出数据的编码。
[0010]进一步，主控模块被配置为执行以下步骤:将读写模块传入的数据信息解码为标准数据并编码为编码信号，然后将该编码信号发送到音频通信模块的传输线路；从音频通信模块的传输线路接收音频信号并解码成标准数据，然后将该标准数据编码为数据信息并送入读写模块。
[0011]进一步，所述外设件还包括与所述读卡器模块连接的天线，用于感应所述标签元件以建立读卡器模块与标签元件之间的数据传输物理链路。
[0012]进一步，所述外设件还包括指示模块和电源模块，其中:所述指示模块用于指示音频通信模块的连接状态和读卡器模块的读写状态；所述电源模块用于从所述智能终端的音频接口获取电能，并为所述读卡器模块和所述中央处理模块供电。
[0013]作为本发明装置的进一步改进:所述标签元件包括射频识别元件和近场通讯识别元件，能够重复刷写和读取数据；所述读卡器模块包括射频识别读取器和近场通讯读取器。
[0014]优选地，所述外设件包括便携挂件。
[0015]本发明的有益效果为:根据本发明的技术方案兼容当前的智能操作系统(安卓、1S等)，能够直接与操作系统上运行的软件交互数据，为软件带来更多配件扩展功能；通过音频接口的硬件连接更牢固、更稳定；音频接口相对于蓝牙、USB等连接方式，通用性更强，而且便于用户操作，简化连接过程；实现本发明的核心部件，即外设件可以作为移动设备的装饰品或挂件，具有携带方便的优点之余还增加用户接受度。
【附图说明】
[0016]图1所示为根据本发明的实施例的装置连接示意图；
[0017]图2所述为根据本发明的实施例的装置结构框图；
[0018]图3所示为根据本发明的实施例的软件交互示意图；
[0019]图4所示为根据本发明的实施例的数据传输和处理示意图；
[0020]图5所示为根据本发明的实施例的传输数据帧格式示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面对应附图和实施例，并且基于游戏软件的应用场合来对本发明做进一步详细解释描述，但本发明的范围不限于这些例子，更不应将本发明的应用范围限制于游戏软件的实例。
[0022]参照图1，在根据本发明的一个实施例中，增强游戏软硬件交互功能的装置包括智能终端、外设件和标签元件。优选地，智能终端可以实施为智能手机、平板电脑、便携游戏机等设备；外设件可以实施例小型挂件，该小型挂件包含有RFID读卡器或NFC读卡器；标签元件可以实施为卡片的形式，其中包含有RFID或NFC标签。这个便携方便的挂件通过音频孔插入移动终端后，可以直接启动移动终端中的游戏程序。在游戏运行过程中玩家想更换如游戏中的美女角色时，只要把对应角色的玩偶或者卡片贴近耳机挂件，即可自动切换游戏中的游戏角色。因此，根据本发明的装置可以配合游戏软件为玩家带来新的游戏操控方式和体验。
[0023]图2所示为根据本发明的实施例的装置结构框图。外设件包括:音频通信模块、中央处理模块、读卡器模块、天线、电源模块和显示元件。在一个优选的实施例中，中央处理模块包括MCU (微处理单元)和数据传输模块，读卡器模块可以为RFID读卡器，标签元件可以是包含RFID标签的卡片。其中读卡器和标签之间采用IS015693标准数据协议，通过感应天线建立数据传输物理链路。
[0024]图3所示为根据本发明的一个实施例的软件交互示意图。软件系统的方案如下:RFID标签和RFID读卡器之间的数据存储和通信软件(一般由原厂提供驱动)、MCU软件系统(处理和RFID芯片的数据通信和控制、音频数据的编解码等)、目标主机的音频数据驱动和编解码软件以及为不同游戏引擎提供的游戏智件SDK开发包。
[0025]根据本发明的一个重要的应用创新和组成部分在于，提供了基于耳机插孔的数据发送、接收、传输方法及系统。在发送侧:智能终端上的游戏应用程序将需要传送的游戏互动信息(如游戏玩偶ID、生命值、攻击力等)转换成音频格式的文件；将该音频格式的文件通过耳机插孔播放语音信息，其中所述语音信息包括该文件的原始格式。在接收侧:外设件从智能终端的耳机插孔处接收语音信息，调用录音器将语音信息录制成音频文件；将该音频文件转换成数据信息，将该信息根据定义的格式还原成游戏互动信息。该技术方案具有的优点和特点在于:可以基于耳机插孔传送数据、广泛适用平板和手机等；根据嵌入式开发的一般原理，设计了数据传输模块的结构，进而实现数据传输模块的硬件设计，并且在软件设计中实现了主控系统、各相关电路的控制程序；采用差分曼彻斯特码传输数据，能满足串行通信的同步要求，保障了数据传输的稳定性。
[0026]进一步，根据本发明实施例的另一个关键点在于数据传输模块的设计。下面通过更具体的实施例进行详细说明，其中移动终端实施为手机。
[0027]首先，手机系统与外界的连接线路，需要具有如下功能:
[0028](I)寻址能力:对送来的片选信号进行识别。
[0029](2)输入/输出功能:根据读/写信号决定当前进行的是输入操作还是输出操作。
[0030](3)数据转换功能:并行数据与串行数据的转换或两种不同数据格式之间的转换。
[0031](4)信号识别:识别就绪信号、忙信号等。
[0032](5)中断管理:发出中断请求信号、接收中断响应信号、发送中断类型码的功能。
[0033](6)复位:接收复位信号，从而使接口本身以及所连的外设进行重新启动。
[0034](7)可编程:用软件来决定其工作方式，用软件来设置有关的控制信号。
[0035](8)检测信息:一些接口还可根据具体情况设置其检测信息。
[0036]基于音频输入输出接口的数据传输方法可以弥补数据接口不一致的缺点，并扩充音频接口的应用。在实现传输音频模拟信号的系统上交换数字信号，设计难点是如何通过模拟信号进