CN102799847A

CN102799847A - 一种基于物件身份rfid识别的交互式玩具

Info

Publication number: CN102799847A
Application number: CN2012102305382A
Authority: CN
Inventors: 冼枫; 肖文鹏; 关琰
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2032-07-04
Also published as: CN102799847B

Abstract

一种基于物件身份RFID识别的交互式玩具，属于玩具领域，其特征在于，在特定造型的故事板中加入可精确识别物件身份信息的RFID射频标识读卡器作为基本操作平台，可通过有线（如USB、RS232接口）或者无线（如Wifi、蓝牙）接口与电脑连接并通信。使用者通过在故事板上铺陈互动台布并更换所提供的玩偶模型组，与故事板内置数据存储模块中的虚拟情境和叙事内容进行娱乐交互。玩具中所提供的虚拟情境、叙事内容和互动台布及玩偶模型组可根据双输入-单输出映射表无限扩展，即：当故事板与电脑连接时，内置存储模块中的数据可以被更新以适应不同的互动台布和玩偶模型组。

Description

一种基于物件身份RFID识别的交互式玩具

技术领域

本发明涉及一种新型交互式玩具，尤其是能识别现实物体精确身份信息的互动玩具。

背景技术

目前，市场上常见的具有互动效果的玩具多为内置芯片，通过简单的输入（如按钮、开关）和输出（如语音、灯光等）方式实现使用者与玩具之间的互动交流。受功能所限，此类玩具只能提供相对单一的叙事内容或交互情境，无法以非线性、多分支的叙事手段与玩者互动，无法为用户提供更丰富的交互内容，更无法无限制地更新和扩展新的叙事内容。此外，这些产品除提供了简单的教育和娱乐功能之外，对培养孩子的动手能力、想象力和创造力方面没有太多帮助。

发明内容

本发明的特征在于，含有一组互动台布，一个模型组，一个RFID射频标识读卡器，一个语音播放模块，一个多媒体数据传输模块和一个中央处理器，其中：

一组互动台布，表面印有不同的图形、场景和直角坐标系，坐标原点设在互动台布的左下角，并且在每一块互动台布的底面标识有不同的射频标识编码，

一个模型组，由多个不同的玩具模型组成，在每个玩具模型的底面上标识有不同的射频标识编码，

所述的RFID射频标识读卡器，语音播放模块，多媒体数据传输模块，和中央处理器都放在一个外壳中，这个外壳称为故事板，所述的互动台布和玩具模型底面与故事板的上表面接触，其中：

RFID射频标识读卡器，实时读出各个所述的玩具模型底面的射频标识编码和各个互动台布底面的射频标识编码，

语音播放模块，由数模转换芯片MCP4901和语音功放芯片LM386串联构成，

多媒体数据传输模块，是一个SD&MMC芯片，

中央处理器，是一个ATMEGA8芯片，引脚（TXD）PD1通过一个电阻和所述的射频读卡器的RX端相连，引脚（RXD）PD0通过另外一个电阻和所述的射频读卡器的TX端相连，所述ATMEGA8芯片引脚（SCK）PB5和所述SD&MMC芯片的SCLK引脚通过一个电阻相连，所述ATMEGA8芯片引脚（MOSI）PB3经过另外一个电阻和所述SD&MMC芯片的数据输入端引脚2相连，所述ATMEGA8芯片引脚（MISO）PB4直接与所述SD&MMC芯片的数据输出端引脚7相连，所述ATMEGA8芯片引脚（ADC5）PC5与所述数模转换芯片MCP4901的引脚2相连，所述ATMEGA8芯片引脚（ADC4）PC4与所述数模转换芯片MCP4901的引脚3相连，所述ATMEGA8芯片引脚（ADC3）PC3与所述数模转换芯片MCP4901的引脚4相连，所述ATMEGA8芯片引脚（ADC2）PC2与所述数模转换芯片MCP4901的引脚5相连，所述ATMEGA8芯片内设有一个双输入单输出的映射表，所谓双输入是指每个所述玩具模型的射频标识编码和每块互动台布的射频标识编码，输出的是由这两个编码依次串联而成的合成编码，该合成编码所映射的图像存储在所述多媒体数据传输模块SD&MMC芯片中，所述ATMEGA8芯片还设有有线输出接口USB或RS232，无线输出接口WIFI或蓝牙接口，以便将所述多媒体数据传输模块SD&MMC芯片中存储的所述映射图像数据输出到外接计算机上，所述的ATMEGA8芯片还设有外接电源输入端引脚7。

在所述的故事板内还设有一个LED显示屏，该LED显示屏的输入端通过一个LED插件和所述ATMEGA8芯片相连。

本发明的有益效果是，结构简单、安全易用，虚拟叙事情境与现实玩偶模型深度结合，互动效果自然友好，内容丰富且扩展性强。

附图说明

图1，本发明的电路框图。

图2，中央处理器的电路原理图。

图3，多媒体数据传输模块的电路原理图。

图4，语音播放模块的电路原理图。

图5，本发明的安装图：1是故事板，2是互动台布，3是玩具模型组，4是外接计算机，5是支撑台。

具体实施方式

本发明提供一种新型的、能将叙事内容与现实物体深度结合的互动玩具，该玩具是一个套装，由“故事板”、“互动台布”以及玩偶模型组构成。该玩具套装能以非线性、多分支的方式与使用者进行互动交流，能精确地区分出叙事过程中所涉及的各种物件、事件以及角色的身份，能借助家用电脑或互联网以多媒体方式展现虚拟情境和叙事内容，还能通过所述的双输入单输出映射表对叙事内容和情境、以及用于操作的玩偶实物模型进行扩展。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将一种可识别物件身份信息的RFID射频标识读卡器、一个多媒体数据存储模块，一个用于控制的微控制芯片、一个声音播放模块，以及一块小型LED屏幕（用于显示故事画面，属于可选部件）封装在一个具有专门造型的外壳中，在整个玩具套装中，我们称这个外壳为“故事板”。故事板的造型可以有很多种形态，并且还可以通过有线（如USB或RS232串口等）或者无线（如Wifi、蓝牙等）的方式与电脑连接；玩具套装中同时还提供一组互动台布（可覆盖或套用在故事板表面的纸质、布制印刷品或硬质外壳模型等，表面印有不同的图形和场景）以及一组玩偶模型。当故事板与电脑进行连接时，可对故事板中存储的多媒体数据（即故事内容）进行更新，不同的故事内容数据对应不同的互动台布和玩偶模型组，因此实现了故事内容和现实玩偶模型（组）的无限扩展，所输出的映射图像仅和两个输入的射频识别编码有关，而和这两个射频识别编码所代表的实物的图像无关。

Claims

1.一种基于物件身份RFID识别的交互式玩具，其特征在于，含有一组互动台布，一个模型组，一个射频RFID标识读卡器，一个语音播放模块，一个多媒体数据传输模块和一个中央处理器，其中：

所述的射频标识读卡器，语音播放模块，多媒体数据传输模块，和中央处理器都放在一个外壳中，这个外壳称为故事板，所述的互动台布和玩具模型底面与故事板的上表面接触，其中：

RFID射频读卡器，实时读出各个所述的玩具模型底面的射频标识编码和各个互动台布底面的射频标识编码，

多媒体数据传输模块，是一个SD&MMC芯片，

中央处理器，是一个ATMEGA8芯片，引脚（TXD）PD1通过一个电阻和所述的射频读卡器的RX端相连，引脚（RXD）PD0通过另外一个电阻和所述的射频读卡器的TX端相连，所述ATMEGA8芯片引脚（SCK）PB5和所述SD&MMC芯片的SCLK引脚通过一个电阻相连，所述ATMEGA8芯片引脚（MOSI）PB3经过另外一个电阻和所述SD&MMC芯片的数据输入端引脚2相连，所述ATMEGA8芯片引脚（MISO）PB4直接与所述SD&MMC芯片的数据输出端引脚7相连，所述ATMEGA8芯片引脚（ADC5）PC5与所述数模转换芯片MCP4901的引脚2相连，所述ATMEGA8芯片引脚（ADC4）PC4与所述数模转换芯片MCP4901的引脚3相连，所述ATMEGA8芯片引脚（ADC3）PC3与所述数模转换芯片MCP4901的引脚4相连，所述ATMEGA8芯片引脚（ADC2）PC2与所述数模转换芯片MCP4901的引脚5相连，所述ATMEGA8芯片内设有一个双输入-单输出的映射表，所谓双输入是指每个所述玩具模型的射频标识编码和每块互动台布的射频标识编码，输出的是由这两个编码依次串联而成的合成编码，该合成编码所映射的图像存储在所述多媒体数据传输模块SD&MMC芯片中，所述ATMEGA8芯片还设有有线输出接口USB或RS232，无线输出接口WIFI或蓝牙接口，以便将所述多媒体数据传输模块SD&MMC芯片中存储的所述映射图像数据输出到外接计算机上，所述的ATMEGA8芯片还设有外接电源输入端引脚7。

2.根据权利要求1所述的一种基于物件身份RFID识别的交互式玩具，其特征在于，在所述的故事板内还设有一个LED显示屏，该LED显示屏的输入端通过一个LED插件和所述ATMEGA8芯片相连。