CN102289968A - 用于博弈实验的教学装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于博弈实验的教学装置及方法，包括上位机和N个无线响应终端，N为≥2的偶数，所述上位机由无线收发器、计算机组成，所述无线收发器用于接收无线响应终端发出的信号，并将收到的信号传递给计算机；所述上位机和无线响应终端通过433MHZ的微波交换数据，所述无线收发器由第一无线收发模块、USB串口信号转换芯片和第一USB插口组成，所述第一无线收发模块的输出端与USB串口信号转换芯片的输入端连接，所述USB串口信号转换芯片通过第一USB插口与计算机连接，终端和上位机之间交换数据更加方便，能够适应越来越复杂的表决规则，扩展了使用范围，并且减小了地域限制，使用地点更加灵活。

Description

用于博弈实验的教学装置及方法

技术领域

本发明涉及一种投票表决设备技术领域，尤其是一种博弈实验装置及方法。

背景技术

博弈实验是微观经济学/西方经济学必须讲授的教学内容，目前教学方式有三种：板书讲授、问卷调查和计算机实验，板书讲授和问卷调查工作量大且不够直观，而计算机实验受到的条件限制很大，并且建设机房十分昂贵。

随着科学技术的进步，电子表决装置应用于越来越宽广的领域，在各种投票表决领域起着重要作用，而无线响应系统由于其不需要布线、使用更加灵活的特点，更是被广泛的应用。由于表决规则的不同，投票的目标规模较大，传统的无线响应终端的核心处理器速率过低、功能有限，已限制了无线响应系统在更多领域的发挥，此外，现有无线响应系统中的无线响应终端只能通过无线模块与计算机交换数据，在计算机没有配置相应的无线收发模块时十分不方便。

传统的无线响应终端通过通讯主机与上位机连接，通讯主机通常结构比较复杂，不便移动，给无线响应系统的使用地点带来许多限制。

传统的博弈实验在由若干台计算机组成的机房里面完成，实验的完成环境有很大局限性，并且建设机房的投资更大。

发明内容

本发明的目的是提供一种博弈实验装置，具有方便携带的无线收发器，使博弈实验装置的应用场景更加灵活；

本发明的另一目的是提供一种博弈实验方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种博弈实验装置，包括上位机和N个无线响应终端，N为≥2的偶数，所述上位机由无线收发器、计算机组成，所述无线收发器用于接收无线响应终端发出的信号，并将收到的信号传递给计算机；所述上位机和无线响应终端通过433MHZ的微波交换数据，所述无线收发器由第一无线收发模块、USB串口信号转换芯片和第一USB插口组成，所述第一无线收发模块的输出端与USB串口信号转换芯片的输入端连接，所述USB串口信号转换芯片通过第一USB插口与计算机连接，这样扩展了博弈实验装置的使用范围，并且减小了地域限制，使用地点更加灵活。 

所述无线响应终端包括第二无线收发模块、键盘输入模块、电源模块、显示模块、下载模块和主控模块，所述电源模块向所述无线响应终端提供电能，所述键盘输入模块向所述主控模块输入信号，所述主控模块接收、处理输入信息且输出给所述显示模块显示，所述第二无线收发模块与所述主控模块双向连接，所述下载模块与主控模块双向连接，所述主控模块通过所述下载模块与上位设备进行数据交换；所述下载模块的第一端口与所述主控模块的SPI时钟端口连接，第三端口与所述主控模块的SPI输出端口连接，第五端口与所述主控模块的SPI输入端口连接，第七端口与所述主控模块的复位端口连接，第九端口接地，所述下载模块的第二、第四、第六和第八端口通过第二USB插口与上位设备连接，所述下载模块的第十端口接地采用此种无线响应终端能够和上位机之间交换数据更加方便；

所述键盘输入模块采用M×N按键矩阵，其中M表示行，N表示列，M和N均为≥2的整数，所述键盘输入模块各行按键的输出端分别为S0、S1、……、SM，各列按键的输出端分别为SM+1、SM+2、……、SM+N，所述键盘输入模块各行、各列按键的输出端分别与主控模块对应的输入端连接，各列按键的输出端分别通过相应的电阻接地；

所述主控模块采用STC11F32XE型单片机，使得博弈实验装置能够适应越来越复杂的表决规则。

所述USB串口信号转换芯片与所述无线响应终端中的下载模块采用同一种芯片。

所述第一无线收发模块与所述无线响应终端中的第二无线收发模块采用同一种芯片。

本发明还包括一种基于博弈实验装置的博弈实验方法，包括以下步骤：

A1、进入实验系统，上位机生成新的实验名称和时间并选择对比实验数，完成后执行下一个步骤；

A2、通过上位机给无线响应终端设置实验参数，并向无线响应终端发送信号，完成后执行下一个步骤；

A3、所述无线响应终端向上位机发送信号登录实验系统，上位机等待无线响应终端登陆，所有的无线响应终端登陆完成后执行下一个步骤；

A4、上位机对所述无线响应终端进行分组，每组均为两台无线响应终端，分别为提议者和响应者；上位机向无线响应终端发送分组信号，无线响应终端收到分组信号后向上位机回复信号，上位机等待并接收无线响应终端回复信号，全部无线响应终端回复后执行下一个步骤；

A5、上位机向每组的提议者发送允许提交分配方案的信号，提议者收到信号后向上位机提交分配方案，上位机（8）等待并接收各组的分配方案，完成后执行下一个步骤；

A6、上位机将分配方案发送给每组对应的响应者，响应者收到分配方案后向上位机发送第一回复信号，上位机等待并接收响应者发出的第一回复信号；

A7、根据上位机接收到的第一回复信号，判断是否为重新分配方案，当第一回复信号为重新分配方案时，将重新分配方案发送给对应的提议者，对应的提议者向上位机发送第二回复信号，上位机根据第二回复信号计算并公布收益，完成后执行下一个步骤；当第一回复信号不是重新分配方案时，上位机根据第一回复信号计算并公布收益，完成后执行下一个步骤；

A8、判断是否有任意一组实验结束所有回合，当有实验没有结束所有的回合时，未结束的实验执行下一个步骤；当有实验结束所有回合时，公布已结束实验的总结果，然后执行步骤A10；

A9、当分组方式固定时执行步骤A5；当分组方式不固定时，重新进行随机分组，完成后执行步骤A5；

A10、判断全部实验是否结束，当有实验没有结束时，未结束的实验执行步骤A9；当全部实验结束时，博弈实验结束，上位机显示实验结果，并将实验结果发送给无线响应终端，然后退出实验系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明拥有以下有益效果：终端和上位机之间交换数据更加方便，能够适应越来越复杂的表决规则，扩展了使用范围，并且减小了地域限制，使用地点更加灵活。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是所述博弈实验装置的电路原理图；

图2是所述无线响应终端的电路图；

图3所述无线收发器的电路图；

图4是所述博弈实验方法的流程图。

图中标记：1为电源模块，2为主控模块，3为显示模块，4为键盘输入模块，5为下载模块，6为无线收发模块，7为第二USB插口，8为上位机，9为无线收发器，10为第一无线收发模块，11为USB串口信号转换芯片，12为USB插口，13为计算机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种博弈实验装置，包括上位机8和N个无线响应终端，N为≥2的偶数，所述上位机8由无线收发器9、计算机13组成，所述无线收发器9用于接收无线响应终端发出的信号，并将收到的信号传递给计算机13；所述上位机8和无线响应终端通过433MHZ的微波连接。

如图2所示，所述无线响应终端包括第二无线收发模块6、键盘输入模块4、电源模块1、显示模块3、主控模块2和下载模块5，所述电源模块1的输出端连接主控模块2、显示模块3、第二无线收发模块6的电源输入端，所述键盘输入模块4向所述主控模块2输入信号，所述主控模块2接收、处理输入信息且输出给所述显示模块3显示，所述无线收发模块6与所述主控模块2双向连接，通过433MHZ的微波实现所述主控模块2与上位机8的无线通讯，且所述下载模块5与主控模块2双向连接，所述主控模块2能够通过所述下载模块5与上位机8进行数据交换。

所述主控模块2采用STC11F32XE型单片机。

所述下载模块5采用芯片PL2303HX实现，所述下载模块5的第一端口与所述主控模块2的SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）时钟端口SCK连接，第三端口与所述主控模块2的SPI输出端口MISO连接，第五端口与所述主控模块2的SPI输入端口MOSI连接，第七端口与所述主控模块2的复位端口RESET连接，第九端口接地，所述下载模块5的第二、第四、第六和第八端口通过USB插口7与上位设备连接，所述下载模块5的第十端口接地。

所述按键输入模块4采用4×4按键矩阵，各行按键的输出端分别为S0、S1、S2和S3，各列按键的输出端分别为S4、S5、S6和S7，所述键盘输入模块各行、各列按键的输出端S0~S7分别与主控模块2对应的输入端PB0~PB7连接，各列按键的输出端S4~S7分别通过电阻R2~R5接地。 

所述第二无线收发模块6采用型号为XD-RF-4-13-S(T)的芯片实现，所述第二无线收发模块6的输出端与主控模块2的输入端连接，所述第二无线收发模块6的输入端与主控模块2的输出端连接。

所述显示模块3采用液晶显示模块QC12864B实现，所述显示模块3的数据总线D0~D7端与主控模块2的PA0~PA7端对应连接，所述显示模块3的VSS端、HALT端均接地，所述显示模块3的串行时钟信号端WR与主控模块2的SCL端连接，所述显示模块3的数字输出端C/D与主控模块2的TCK端连接，所述显示模块3的串行数据端RD与主控模块2的SDA端连接。

如图3所示，无线收发器9由第一无线收发模块10、USB串口信号转换芯片11和第一USB插口12组成，所述第一无线收发模块10与所述无线响应终端中的第二无线收发模块6均采用型号为XD-RF-4-13-S(T)的芯片实现，所述USB串口信号转换芯片11与所述无线响应终端中的下载模块5均采用芯片PL2303HX，所述第一无线收发模块10的输出端与USB串口信号转换芯片11的输入端连接，所述USB串口信号转换芯片11通过第一USB插口12与计算机连接。

所述无线响应终端向所述上位机8传送信息时，所述电源模块1给无线响应终端提供+5V电源，所述主控模块2通过端口PB0~PB7接收键盘输入模块4输出的信息，所述主控模块2通过端口PA0~PA7向显示模块3输出信息，同时所述主控模块2把接收到的信息通过端口TXD传送给第二无线收发模块6，第二无线收发模块6通过433MHZ的微波将信息传送给无线收发器9，无线收发器通过USB插口将信息送达到计算机，计算机对接收到的信息进行处理。

所述上位机8向所述无线响应终端传送信息时，通过无线收发器9将信息以微波的形式发出，所述无线响应终端的第二无线收发模块6接收到信息，所述第二无线收发模块6将信息传送给主控模块2，所述主控模块2通过端口PA0~PA7向显示模块3输出信息。

由于具体实施情况的不同，所述键盘输入模块4的按键可以视情况增加或删减，如键盘输入模块4采用2×3、3×5、5×5等按键矩阵，所述的下载模块可以采用其它同功能的芯片，如CP2101、CP2102等。

如图4所示，一种基于博弈实验装置的博弈实验方法，包括以下步骤：

A1、进入实验系统，上位机8生成新的实验名称和时间并选择对比实验数，完成后执行下一个步骤；

A2、通过上位机8给无线响应终端设置实验参数，并向无线响应终端发送信号，完成后执行下一个步骤，所述实验参数包括博弈模型、参加者人数、分组方式、实验规则和分配方案；

A3、所述无线响应终端向上位机8发送信号登录实验系统，上位机8等待无线响应终端登陆，所有的无线响应终端登陆完成后执行下一个步骤；

A4、上位机8对所述无线响应终端进行分组，每组均为两台无线响应终端，分别为提议者和响应者；上位机8向无线响应终端发送分组信号，无线响应终端收到分组信号后向上位机8回复信号，上位机8等待并接收无线响应终端回复信号，全部无线响应终端回复后执行下一个步骤；

A5、上位机8向每组的提议者发送允许提交分配方案的信号，提议者收到信号后向上位机8提交分配方案，上位机8等待并接收各组的分配方案，完成后执行下一个步骤；

A6、上位机8将分配方案发送给每组对应的响应者，响应者收到分配方案后向上位机8发送第一回复信号，上位机8等待并接收响应者发出的第一回复信号；

A7、根据上位机8接收到的第一回复信号，判断是否为重新分配方案，当第一回复信号为重新分配方案时，将重新分配方案发送给对应的提议者，对应的提议者向上位机8发送第二回复信号，上位机根据第二回复信号计算并公布收益，完成后执行下一个步骤；当第一回复信号不是重新分配方案时，上位机8根据第一回复信号计算并公布收益，完成后执行下一个步骤；

A8、判断是否有任意一组实验结束所有回合，当有实验没有结束所有的回合时，未结束的实验执行下一个步骤；当有实验结束所有回合时，公布已结束实验的总结果，然后执行步骤A10；

A9、当分组方式固定时执行步骤A5；当分组方式不固定时，重新进行随机分组，完成后执行步骤A5；

A10、判断全部实验是否结束，当有实验没有结束时，未结束的实验执行步骤A9；当全部实验结束时，博弈实验结束，上位机8显示实验结果，并将实验结果发送给无线响应终端，然后退出实验系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于博弈实验的教学装置，包括上位机（8）和N个无线响应终端，N为≥2的偶数，所述上位机（8）由无线收发器（9）、计算机（13）组成，所述无线收发器（9）用于接收无线响应终端发出的信号，并将收到的信号传递给计算机（13）；所述上位机（8）和无线响应终端通过433MHZ的微波交换数据，其特征在于：所述无线收发器（9）由第一无线收发模块（10）、USB串口信号转换芯片（11）和第一USB插口（12）组成，所述第一无线收发模块（10）的输出端与USB串口信号转换芯片（11）的输入端连接，所述USB串口信号转换芯片（11）通过第一USB插口（12）与计算机（13）连接。

2.根据权利要求1所述的用于博弈实验的教学装置，其特征在于：所述无线响应终端包括第二无线收发模块（6）、键盘输入模块（4）、电源模块（1）、显示模块（3）、下载模块（5）和主控模块（2），所述电源模块（1）向所述无线响应终端提供电能，所述键盘输入模块（4）向所述主控模块（2）输入信号，所述主控模块（2）接收、处理输入信息且输出给所述显示模块（3）显示，所述第二无线收发模块（6）与所述主控模块（2）双向连接，所述下载模块（5）与主控模块（2）双向连接，所述主控模块（2）通过所述下载模块（5）与上位设备进行数据交换；所述下载模块（5）的第一端口与所述主控模块（2）的SPI时钟端口（SCK）连接，第三端口与所述主控模块（2）的SPI输出端口（MISO）连接，第五端口与所述主控模块（2）的SPI输入端口（MOSI）连接，第七端口与所述主控模块（2）的复位端口（RESET）连接，第九端口接地，所述下载模块（5）的第二、第四、第六和第八端口通过第二USB插口（7）与上位设备连接，所述下载模块（5）的第十端口接地；

所述键盘输入模块（4）采用M×N按键矩阵，其中M表示行，N表示列，M和N均为≥2的整数，所述键盘输入模块（4）各行按键的输出端分别为S0、S1、……、SM，各列按键的输出端分别为SM+1、SM+2、……、SM+N，所述键盘输入模块（4）各行、各列按键的输出端（S0~SM+N）分别与主控模块（2）对应的输入端连接，各列按键的输出端（SM+1~SM+N）分别通过相应的电阻接地；

所述主控模块（2）采用STC11F32XE型单片机。

3.根据权利要求1或2所述的用于博弈实验的教学装置，其特征在于：所述USB串口信号转换芯片（11）与所述无线响应终端中的下载模块（5）采用同一种芯片。

4.根据权利要求1或2所述的用于博弈实验的教学装置，其特征在于：所述第一无线收发模块（10）与所述无线响应终端中的第二无线收发模块（6）采用同一种芯片。

5.一种基于博弈实验教学装置的实验方法，其特征在于按以下步骤执行：

A1、进入实验系统，上位机（8）生成新的实验名称和时间并选择对比实验数，完成后执行下一个步骤；

A2、通过上位机（8）给无线响应终端设置实验参数，并向无线响应终端发送信号，完成后执行下一个步骤；

A3、所述无线响应终端向上位机（8）发送信号登录实验系统，上位机（8）等待无线响应终端登陆，所有的无线响应终端登陆完成后执行下一个步骤；

A4、上位机（8）对所述无线响应终端进行分组，每组均为两台无线响应终端，分别为提议者和响应者；上位机（8）向无线响应终端发送分组信号，无线响应终端收到分组信号后向上位机（8）回复信号，上位机（8）等待并接收无线响应终端回复信号，全部无线响应终端回复后执行下一个步骤；

A5、上位机（8）向每组的提议者发送允许提交分配方案的信号，提议者收到信号后向上位机（8）提交分配方案，上位机（8）等待并接收各组的分配方案，完成后执行下一个步骤；

A6、上位机（8）将分配方案发送给每组对应的响应者，响应者收到分配方案后向上位机（8）发送第一回复信号，上位机（8）等待并接收响应者发出的第一回复信号；

A7、根据上位机（8）接收到的第一回复信号，判断是否为重新分配方案，当第一回复信号为重新分配方案时，将重新分配方案发送给对应的提议者，对应的提议者向上位机（8）发送第二回复信号，上位机根据第二回复信号计算并公布收益，完成后执行下一个步骤；当第一回复信号不是重新分配方案时，上位机（8）根据第一回复信号计算并公布收益，完成后执行下一个步骤；

A8、判断是否有任意一组实验结束所有回合，当有实验没有结束所有的回合时，未结束的实验执行下一个步骤；当有实验结束所有回合时，公布已结束实验的总结果，然后执行步骤A10；

A9、当分组方式固定时执行步骤A5；当分组方式不固定时，重新进行随机分组，完成后执行步骤A5；

A10、判断全部实验是否结束，当有实验没有结束时，未结束的实验执行步骤A9；当全部实验结束时，博弈实验结束。

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