CN103372319A - 一种用于自行车上的游戏控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自行车上的游戏控制系统，包括自行车、电脑、处理器、按键输入模块、语音播放模块。自行车车头上成圆形焊接有五个红外接收管，车篮上焊接有三个红外发射管，三个红外发射管与五个红外接收管垂直。左右两个刹车上分别安装有一个轻触开关，轻触开关与处理器连接。左右两个脚踏板的外边分别装有一个磁石。和左右两个脚踏板平行的两个水平固定杆上分别装有一个霍尔传感器，霍尔传感器与处理器连接。本发明在自行车上实现转弯、加速、刹车等一系列游戏手柄的功能，使人们能一边健身一边玩游戏娱乐，既解决了采用现有游戏手柄操作玩久了伤身的问题，也避免了单纯的在自行车上进行健身活动所导致的枯燥单调乏味的问题。

Description

一种用于自行车上的游戏控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于自行车上的游戏控制系统。

背景技术

很多人下班回家想玩玩电脑游戏娱乐放松一下，但现有的游戏手柄基本都是一个手持设备，由四个方向键、若干个特定的功能键组成，用线将手柄与电脑相连接，再用鼠标和键盘在电脑上打开游戏软件，然后选择游戏角色，然后用手柄操作游戏角色，形式简单、玩法单一，玩久了伤身，容易造成“游戏职业病”。同时随着物质生活的日益丰富，人们越来越意识到健身的重要性，越来越多人意识到骑自行车是一种很简单方便有益的有氧健身运动，但下班回家单纯的骑自行车，又感觉枯燥单调乏味。因此，研究一种用于自行车上的游戏控制系统，使人们能一边健身一边玩游戏娱乐，是一个重要的研究课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于自行车上的游戏控制系统，在自行车上实现转弯、加速、刹车等一系列游戏手柄的功能，使人们能一边健身一边玩游戏娱乐，既解决了采用现有游戏手柄操作玩久了伤身的问题，也避免了单纯的在自行车上进行健身活动所导致的枯燥单调乏味的问题。

发明的技术解决方案如下：

一种用于自行车上的游戏控制系统，包括自行车、电脑、处理器、按键输入模块、语音播放模块。自行车包括车身和车头，车身上含有左右两个刹车、车篮、左右两个脚踏板、和左右两个脚踏板平行的两个水平固定杆。车头上成圆形焊接有五个红外接收管，五个红外接收管与地面平行，五个红外接收管与处理器连接。车篮上焊接有三个红外发射管，三个红外发射管与五个红外接收管垂直。左右两个刹车上分别安装有一个轻触开关，轻触开关与处理器连接。左右两个脚踏板的外边分别装有一个磁石。和左右两个脚踏板平行的两个水平固定杆上分别装有一个霍尔传感器，霍尔传感器与处理器连接。按键输入模块、语音播放模块与处理器连接。处理器与电脑连接。

处理器为ARM Cortex-M3内核STM32F103RBT6控制芯片。

处理器与电脑通过USB通信连接。

有益效果：

本发明包括处理器、传送方向信号的红外接收发射管、传送速度信号的霍尔传感器、传送刹车信号的轻触开关，红外接收发射管、霍尔传感器、轻触开关均安装于自行车上，在自行车上实现转弯、加速、刹车等一系列游戏手柄的功能，使人们能一边健身一边玩游戏娱乐，既解决了采用现有游戏手柄操作玩久了伤身的问题，也避免了单纯的在自行车上进行健身活动所导致的枯燥单调乏味的问题。

附图说明

图1是本发明用于自行车上的游戏控制系统结构框图，

图2为STM32F103RBT6控制芯片最小系统电路原理图，

图3为按键输入模块电路，

图4为轻触开关连接电路，

图5为红外接收发射管电路连接图，

图6为霍尔传感器电路连接图，

图7为语音播放模块电路图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1所示，一种用于自行车上的游戏控制系统，包括自行车、电脑、处理器、按键输入模块、语音播放模块。

自行车包括车身和车头，车身上含有左右两个刹车、车篮、左右两个脚踏板、和左右两个脚踏板平行的两个水平固定杆。车头上成圆形焊接有五个红外接收管，五个红外接收管与地面平行，五个红外接收管与处理器连接。车篮上焊接有三个红外发射管，三个红外发射管与五个红外接收管垂直。左右两个刹车上分别安装有一个轻触开关，轻触开关与处理器连接。左右两个脚踏板的外边分别装有一个磁石。和左右两个脚踏板平行的两个水平固定杆上分别装有一个霍尔传感器，霍尔传感器与处理器连接。按键输入模块、语音播放模块与处理器连接。处理器与电脑连接。

处理器为ARM Cortex-M3内核STM32F103RBT6控制芯片。

处理器与电脑通过USB通信连接。

在自行车刹车上装上两个轻触开关，实现赛车脚刹和赛车手踢人或氮气加速等功能。

五个红外接收管成圆形焊接在车头上，与地面平行，当转动自行车的方向盘时，红外接收管随着转动。在自行车车篮上焊接三个红外发射管，三个红外发射管与五个红外接收管垂直。处理器通过检测所接收到的红外光由哪个接收管接收来确定车头的转向和幅度，实现对赛车方向盘的控制。

在左右两个脚踏板的外边分别装有一个磁石。和左右两个脚踏板平行的两个水平固定杆上分别装有一个霍尔传感器，若有磁石靠近霍尔传感器，产生磁场切割，霍尔传感器便会输出一个高电平，当磁石远离霍尔传感器，又恢复低电平。在踩自行车脚踏板时，通过计算两只霍尔传感器的时间差，获得骑车人踩自行车的速度，由此对应赛车油门的深浅。

按键输入模块，使得人们可以在自行车上实现打开游戏、选择游戏角色、设计游戏参数等要用键盘才能实现的功能。

语音播放模块能在系统启动完成后播放一段欢迎语音，通知用户一切准备就绪，可以开始了，在玩游戏的过程中播放加速、刹车、转弯幅度等语音，如转弯程度，左右各两个幅度，语言播放模块就能实时监测出转弯的程度，并播放相应的语音，大幅度的增加了玩游戏的乐趣，让人们有身临其境的感觉。

下面对各个模块电路进行说明：

STM32F103RBT6控制芯片最小系统电路原理图如图2所示，STM32F103RBT6控制芯片共有64个管脚。

按键输入模块电路如图3所示，有7个独立按键，通过KEY1-7网络标号与STM32F103RBT6控制芯片上的14—17，20—22管脚连接。当KEY1-7之间有个键按下去了，STM32F103RBT6控制芯片上相应的管脚变成低电平。

轻触开关连接电路如图4所示，两个刹车开关，一个用来游戏中刹车，一个用作游戏辅助功能（如暴力摩托里的踢人，QQ飞车中的氮气加速等），网络标号为Brake1与Brake2,与STM32F103RBT6控制芯片上的26与27管脚连接，当图中S8与S9按下时，图中的2与1相连，Brake1或Brake2跟地相连，变成低电平，STM32F103RBT6控制芯片以此检测刹车键是否按下。

红外接收发射管电路连接图如图5所示，D5-7是三个红外发射管，通电后发出红外光。Q3-7为5个红外接收管，当哪个红外接收管正对着红外发射管时，红外接收管就导通，A1，A2等处就为低电平。红外接收管输出接运算放大器，运算放大器LM1与LM2都为LM324，此处LM324做比较器用，因为LM324电平跳变速度快，而方向盘也要求迅速得到方向数据，所以采用LM324代替传统的比较器LM339，因为LM339电平跳变速度相对不快，影响方向盘的灵动性。本实施例中采用两个LM324芯片，第一个LM324芯片连接四个红外接收管，后面一个LM324芯片连接第五个红外接收管，每一个LM324芯片里有4个运放，红外接收管的输出连接运放LM324的输入，当红外接收管接收到红外发射管发射的信号后，输出为低电平，运放LM324的对应的输出管脚就输出低电平。LM324芯片的输出管脚OUT1-5与STM32F103RBT6控制芯片上的55-59脚通过网络标号相连。P4为模块与STM32F103RBT6控制芯片的连接口，P4的1,2为模块提供电源。

霍尔传感器电路连接图如图6所示，P6与P8为两个霍尔传感器，三个引脚，一个电源、一个地、一个数据端，当霍尔传感器上有磁场时，数据端输出高电平，没磁场时输出低电平，此时输出的高低电平并不是标准的，因此经过比较器LM358比较后输出标准电平后连接STM32F103RBT6控制芯片，LM358的1脚与7脚与P7的3,4脚相连，P7脚是这个模块的接线端口，与STM32F103RBT6控制芯片的29,30管脚相连。

语音播放模块电路如图7所示，语音芯片采取芯片ISD4002，该芯片的2、3、28、1脚与STM32F103RBT6控制芯片的33-36脚通过SPI接口连接，STM32F103RBT6控制芯片发送命令给ISD4002，控制其录音和放音。LM386是个音频放大芯片，它将ISD4002输出的音频信号进行放大驱动喇叭，播放声音。

本发明包括处理器、传送方向信号的红外接收发射管、传送速度信号的霍尔传感器、传送赛车信号的轻触开关，红外接收发射管、霍尔传感器、轻触开关均安装于自行车上，在自行车上实现转弯、加速、刹车等一系列游戏手柄的功能，使人们能一边健身一边玩游戏娱乐，既解决了采用现有游戏手柄操作玩久了伤身的问题，也避免了单纯的在自行车上进行健身活动所导致的枯燥单调乏味的问题。

Claims (3)

1.一种用于自行车上的游戏控制系统，其特征在于，包括自行车、电脑、处理器、按键输入模块、语音播放模块；

所述自行车包括车身和车头，所述车身上含有左右两个刹车、车篮、左右两个脚踏板、和左右两个脚踏板平行的两个水平固定杆；

所述车头上成圆形焊接有五个红外接收管，所述五个红外接收管与地面平行，所述五个红外接收管与处理器连接；

所述车篮上焊接有三个红外发射管，所述三个红外发射管与所述五个红外接收管垂直；

所述左右两个刹车上分别安装有一个轻触开关，所述轻触开关与处理器连接；

所述左右两个脚踏板的外边分别装有一个磁石；

所述和左右两个脚踏板平行的两个水平固定杆上分别装有一个霍尔传感器，所述霍尔传感器与处理器连接；

所述按键输入模块、语音播放模块与处理器连接；

所述处理器与电脑连接。

2.如权利要求1所述的用于自行车上的游戏控制系统，其特征在于，所述处理器为ARM Cortex-M3内核STM32F103RBT6控制芯片。

3.如权利要求1所述的用于自行车上的游戏控制系统，其特征在于，所述处理器与电脑通过USB通信连接。

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