CN105920834A - 一种军棋棋子的校准和军棋对弈的智能裁判方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种军棋棋子的校准方法，所述不同名称的军棋棋子外观一致但重量不同，所述方法包括：步骤S1)建立棋子库；具体包括：步骤S1‑1)使用重力传感器依次采集各军棋棋子的由重量值转换成的电压模拟量；步骤S1‑2)把S1‑1)采集到的电压模拟量通过AD转换器转换成数字量；步骤S1‑3)把S1‑2)得到的数字量按与各名称所对应的棋子号的顺序存储到EEPROM中；步骤S2)使用重力传感器采集待校准棋子的由重量值转换成的电压模拟量，并把该电压模拟量通过AD转换器转换成数字量；步骤S3)根据待校准的棋子名称所对应的棋子号在棋子库中找到对应的位置，用步骤S2)获取的数字量来代替校准前原有的数字量。

Description

一种军棋棋子的校准和军棋对弈的智能裁判方法

技术领域

本发明属于人类生活需品技术领域，特别涉及一种军棋棋子的校准和军棋对弈的智能裁判方法。

背景技术

现在所使用的军棋，在两个人对弈过程中，为了随时判断双方棋子的相互关系，必须要有第三个人做裁判，如果当时找不到人做裁判，两个人就无法玩。就因为这一点，不能像其它棋类一样成为二人游戏，大大影响了军棋的普及。

申请号为“02253999.9”，名称为“带智能裁判的军棋”的专利申请公开了一种军棋，但是这种军棋裁判时要在裁判器上对棋子进行插拔操作，使用很不方便，且接触点容易损坏，使用寿命相对较短；另外也没有棋子校准功能。

发明内容

本发明的目的在于，为了克服已有军棋的不足之处，提供了一种军棋棋子的校准和军棋对弈的智能裁判方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种军棋棋子的校准方法，不同名称的军棋棋子外观一致但重量不同，所述方法包括：

步骤S1)建立棋子库；具体包括：

步骤S1-1)使用重力传感器依次采集各军棋棋子的由重量值转换成的电压模拟量；

步骤S1-2)把S1-1)采集到的电压模拟量通过AD转换器转换成数字量；

步骤S1-3)把S1-2)得到的数字量按与各名称所对应的棋子号的顺序存储到EEPROM中；

步骤S2)使用重力传感器采集待校准棋子的由重量值转换成的电压模拟量，并把该电压模拟量通过AD转换器转换成数字量；

步骤S3)根据待校准的棋子名称所对应的棋子号在棋子库中找到对应的位置，用步骤S2)获取的数字量来代替校准前原有的数字量。

基于上述方法建立的棋子库，本发明还提供了一种军棋对弈的智能裁判方法，所述方法包括：

建立棋子关系库，所述棋子关系库包括：两个军棋棋子的棋子号结合形成的字节、两个军棋棋子比较后的关系；

分别通过棋子库确定甲方的棋子号和乙方的棋子号；将两个棋子号合并成一个字节；将该字节在棋子关系库中进行对比匹配，得到两个棋子对应的关系，即裁决结果；输出该裁决结果。

上述技术方案中，所述方法具体包括：

步骤T1)将军棋棋子两两结合，建立棋子关系库；

步骤T2)通过传感器采集甲方棋子代表自身重量的电压模拟量，并用AD转换器转换成数字量；把该数字量与棋子库进行对比匹配，确定甲方棋子的棋子号；

步骤T3)通过传感器采集乙方棋子代表自身重量的电压模拟量，并用AD转换器转换成数字量；把该数字量与棋子库进行对比匹配，确定乙方棋子的棋子号；

步骤T4)把甲乙双方的棋子号合并成一个棋子关系字节；

步骤T5)把棋子关系字节与棋子关系库进行对比匹配，得到两个棋子对应的关系，即裁判结果；

步骤T6)输出裁决结果。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、由于棋子的不同名称与通过传感器采集到的棋子的重量值没有任何相互之间的内在关系，这样如果发现有人通过做记号等方法欲进行作弊，就可以在比赛前让不参加比赛的人把棋子重新任意更换名称标签，通过本发明的校准方法，就可以在比赛中用裁判器进行判定，这也就避免了一切作弊的可能。也就是说只要有12种不同重量值的棋子，任意贴上棋子名称标签，按照本发明的方法的步骤，就可以使用裁判器进行判定；

2、如果因为长期使用，使某个棋子输出的重量值发生很大变化导致无法判别，只要针对这种棋子进行校准更新棋子库，就可以继续用裁判器进行判别，方便实用，可以确保这套裁判军棋常年有效，性能如新；

3、本发明的裁判方法可以按照预定的规则互换棋子的关系，做为一种娱乐游戏可以使军棋更加好玩有趣。

附图说明

图1为本发明的实施例整体结构示意图，其中图1a是棋盘和棋子的布放示意图，图1b是内嵌了重量块的棋子，图1c是本发明的裁决装置的外部立体示意图；

图2为本发明的判别装置实施例总体电路结构示意图；

图3为本发明的判别装置实施例操作面板俯视图；

图4为本发明的判别装置实施例的程序流程图。

附图标识：

1、棋盘 2、棋子 3、裁判器

21、棋子外壳 22、棋子内嵌金属块

31、放棋子的平台 32、按键 33、LED指示灯 34、数码管 35、甲方棋手操作区 36、乙方棋手操作区 37、判定结果显示区 38、校准操作显示区

321、 甲方棋手棋子判别键 322、乙方棋手棋子判别键 323、校准时棋子号切换键324、棋子校准确认键

331、点亮表示甲方棋子已经判断成功 332、点亮表示乙方棋子已经判断成功

333、点亮表示乙方棋子吃掉或拼掉甲方棋子

334、它与333同时点亮表示乙方棋子吃掉或拼掉甲方司令

335、它与甲方一侧指示灯(336、337)同时亮表示甲方最终获胜，它与乙方一侧指示灯(333、334)同时亮表示乙方最终获胜

337、点亮表示甲方棋子吃掉或拼掉乙方棋子

336、它与337同时点亮表示甲方棋子吃掉或拼掉乙方司令

338、闪烁2次表示放在平台上的棋子校准成功

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。

本发明设计出一种操作便携的带智能裁判和棋子校准功能的军棋，通过一台小的带称重传感器和判决装置作裁判，就会用不同的指示灯显示出谁吃掉谁的棋子或者双方互杀等等需要判断的各种情况，这样使军棋成为真正的二人游戏，具有结构简单、使用方便的优点，有利于推广普及。另外，还用EEPROM存储棋子重量值，通过操作可对各个棋子进行校准，确保裁判器能够长期准确判别。

本发明提供的判决装置包含：

传感器，用于感知双方棋子的重量，并将得到的棋子重量转变为电压发送至控制模块；

控制模块，用于基于棋子的重量得到双方棋子的名称，再基于名称判断双方棋子的输赢关系，并将输赢关系输入显示模块；

显示模块，用于将双方棋子的输赢结果进行显示。

所述控制模块包含：

第一查询子模块，依据第一映射表查询并对比传感器输入的棋子重量值得到对应的棋子号，即把传感器采集的棋子重量值分别与第一映射表存储的各棋子重量值进行比较，当两者差值小于或等于设定阈值时，则对应得出该棋子的棋子号；

其中，所述第一映射表为将各名称的棋子对应的重量与一个唯一的十六进制数相互对应的表格；所述的十六进制数为棋子号；

合并模块，用于将双方的棋子号合并为一个字节；

第二查询子模块，用于将合并模块得到的字节与第二映射表相对比，得到双方棋子的输赢关系；

其中，所述的第二映射表为：将双方的十二个名称的棋子的棋子号两两组合得到的字节与输赢关系结果相对应的表。

本发明设计的一种带智能裁判的军棋，包括棋盘和多个棋子，所述的每个棋子中根据棋子名称的不同嵌入相对应的不同重量的金属块，还包括一个判别装置，该装置主要由三部分组成，上方为一个放棋子的平台，平台下方接有称重传感器，再下方是支撑传感器的盒体。该盒体内有存储判别棋子相互关系程序的单片机及其外围电路，该外围电路与称重传感器相连。在盒体面板上安装有按键、指示灯和数码管，它们与单片机外围电路相连。

上述的外围电路包括对称重传感器输出电压信号进行信号放大的调理电路、A/D转换电路、按键电路、指示灯电路、数码管电路、电可擦可编程只读存储器EEPROM，以及为单片机及其外围电路供电的电源等。

本发明的工作原理为：每个棋子中根据棋子名称的不同嵌入相对应的不同重量的金属块，这样不同名称的棋子就有不同的重量。双方棋手按先后次序依次把棋子放在判别装置的平台上，即先放一个，拿下后再放一个，这个过程中要按各自的控制键进行采集判断，该装置就是通过称重传感器、电压调理电路分别把棋子的重量转换成模拟电压，并传给模数转换器(A/D)转换成电压值的数字量，由单片机控制采集和接收。事先在程序中建立一个棋子库(即基于棋子重量而采集的电压值与棋子号一一对应组成的第一映射表)，不同的电压值对应不同的棋子号(为了编写程序方便，把不同的棋子用不同的十六进制数表示，称之为棋子号)，单片机在分别采集到两个电压值后，通过与棋子库(即第一映射表)比对就能够知道双方是什么棋子，再用程序判断出双方棋子的各种关系情况，控制相应的指示灯亮，从而帮助双方棋手判断棋子的相互关系，完全可以起到裁判的作用。

实施例

图1a是棋盘和棋子外观示意图(与现有军棋外观及玩法相一致)，图1b是内嵌了重量块的棋子，图1c是本发明的裁决装置的外部立体示意图。

本实施例中判决装置的整个电路简图如图2所示，电路中主要包括以下元器件和电路，单片机AT89C51、称重传感器、信号放大调理电路、A/D转换器、晶振时钟电路、EEPROM芯片、I/O扩展芯片、4个控制按键、8个LED指示灯及1个七段数码管，其连接方式如图2所示，主要芯片及电路的作用具体介绍如下：

单片机89C51：它集成了中央处理单元CPU、程序存储器、数据存储器、定时器和多种I/O接口，它具有许多适用于控制的指令和硬件支持，可以扩充各种接口芯片。

称重传感器：其作用是把重力转换为电压信号，大致原理是，传感器弹性体采用优质专用金属材料，在应变敏感区域表面上粘贴四片(组)电阻应变计，组成惠斯登电桥，当受外力作用时，弹性体变形，引起两个电阻应变计拉伸，电阻值变大；另两个电阻应变计压缩，电阻值减少，使电桥失去平衡，输出与外力成正比的电压信号。

信号放大调理电路：其作用就是把称重传感器输出的小的模拟电压信号通过放大、滤波等作用转换成A/D转换器能够识别的较大的模拟电压信号。

A/D转换器：其作用是把放大调理电路输出的模拟电压转换成数字值，提供给单片机主芯片进行数字处理。本实施例用10位A/D转换器，分辨率＝1/2¹⁰＝1/1024满量程，假设A/D转换器满度输入电压为5V，对应重量为10g，则分辨率为10g×1/1024≈0.01g。军棋中包括“军旗”“炸弹”“工兵”…”“司令”共12种名称的棋子，设对应棋子重量分别为3g、3.4g、3.8g…7.4g。因为最大称重10g对应转换后的数字量为1024(2¹⁰)，所以“军旗”(3g重)对应的A/D转换后数字量为：1024×3g/10g≈307＝133H(16进制)，以此方法可以算出其它棋子因重量不同而对应的不同数字值。单片机再利用所编程序把数字值转换为棋子号，为了编程方便，在程序中把军棋中的“军旗”、“炸弹”、“工兵”、“地雷”、“司令”…“排长”等12种棋子分别用01H、02H、03H、04H…0CH这12个16进制数代替，称为棋子号。棋子按名称对应的重量、转化成的数字量及对应的棋子号可用下面的表格表示：

EEPROM：是电可擦可编程只读存储器，断电后数据不丢失的存储芯片，在这里的作用是存储每个棋子的重量值，因为该产品经长期使用后，称重传感器的性能可能会有所变化，这里特别设计了棋子校准功能，校准后可不受关机影响，长期保存准确的棋子重量值，确保产品长期使用后性能稳定如初。

下面介绍本实施例的使用方法及过程：

1.比赛裁判方法：

开机后，所有指示灯和数码管无显示，把甲方棋子放在平台31上，按下甲方棋手操作区35的判断键321，裁判器判断出是什么棋子后指示灯331亮起；把甲方棋子拿下平台，再把乙方棋子放在平台31上，按下乙方棋手操作区36的判断键322，判断后指示灯332也亮起，表示已经比较出双方棋子关系，并把判定结果在结果显示区37用指示灯333、334、335、336、337显示出来，需要进行下一次判断，只需要重复上面的操作过程即可。

以甲方为例说明裁判器所能判断出的各种情况：

A、甲方一侧指示灯336、337都不亮，表示甲方棋子被乙方棋子吃掉。

B、甲方一侧指示灯336、337中只有指示灯337亮，表示甲方棋子吃掉或者拼掉乙方棋子(乙方不是司令)，所谓拼掉是指双方棋子均被吃掉。

C、甲方一侧指示灯336、337全亮表示甲方棋子吃掉或拼掉乙方“司令”，按规则迫使乙方亮出“军旗”所在位置。

D、甲方一侧指示灯336、337及中间的指示灯335全亮，表示甲方已经扛到“军旗”，最终获胜。

乙方一侧指示灯333、334的显示情况与甲方相同，不再赘述。

总之，通过5个指示灯的明、暗显示，完全可以明确表示出各种裁决结果，真正达到军棋裁判的要求。

2.棋子校准方法：

开机后，所有指示灯和数码管无显示，按下校准区38的切换键323进入校准状态，数码管341显示“1”，以后每按一次切换键323，数码管341显示数字按递增变化，分别为“2”、“3”…“b”、“c”，然后再从“1”开始循环，实际上是对应上述表中十二种棋子的棋子号，可以进行有选择的校准，如要校准棋子“师长”(棋子号为07H)，只要连续按下切换键323，当数码管341显示“7”时，把名称为“师长”的棋子放在平台31上，并按下校准确认键324，指示灯338会闪动2次，表示校准成功，这样可以任意校准每种名称的棋子，校准结束后如需要开始裁判工作，只需关机后重新开机即可。

为了实现上述的裁判功能和校准功能，单片机的工作流程应该按照程序框图(图4)所示，具体包含：

第01步骤，程序初始化；

第02步骤，让所有指示灯及数码管处于熄灭状态；

第03步骤，判断甲方棋手棋子判别键321是否按下，如果按下则跳到第05步骤(进入裁判操作状态)，否则向下执行；

第04步骤，判断校准切换键323是否按下，如果按下则跳到第13步骤(进入校准操作状态)，否则跳回到第03步骤；第05步骤，采集甲方棋子重量值，把该值与EEPROM中的棋子库(即，第一映射表)进行比较，得到棋子号并保存，再点亮甲方操作完成指示灯331；

第06步骤，判断乙方棋手判别键322是否按下，如果按下，就执行第07步骤，否则循环执行第06步骤；

第07步骤，采集乙方棋子重量值，把该值与EEPROM中的棋子库(即，第一映射表)进行比较，得到棋子号并保存，再点亮乙方操作完成指示灯332；

第08步骤，把前面得到的双方棋子号合并成一个字节(棋子关系字节)；

第09步骤,把棋子关系字节与程序存储器中的棋子关系库(即，第二映射表)进行比较，得到相对应的处理程序入口地址；

第10步骤，跳入处理程序入口地址，控制“结果显示区”5个指示灯333、334、335、336、337的开或关，显示判别结果；

第11步骤，判断甲方棋手棋子判别键321是否按下，如果按下则跳到第12步骤，否则循环执行第11步骤；

第12步骤，关掉所有指示灯，跳回到第05步骤；

第13步骤，棋子号值设为“0H”；

第14步骤，判断棋子号是否为“0CH”，如果是则跳到第16步骤，否则向下执行；

第15步骤，棋子号值加1，跳到第17步骤；

第16步骤，棋子号值设为“01H”；

第17步骤，用数码管341显示棋子号值；

第18步骤，判断校准确认键324是否按下，如按下则执行第20步骤，否则向下执行；

第19步骤，判断校准切换键323是否按下，如按下则执行第14步骤，否则跳回到第18步骤；

第20步骤，操作A/D采集出棋子的重量值，并把该数据存入片外EEPROM上棋子库对应该棋子号的地址中，再控制指示灯338闪烁2次，最后跳回到第18步骤。

下面只对几个关键步骤作详细说明：

A.所谓“A/D采集的重量值与EEPROM的棋子库进行比对”，是指分别把每个棋子号所保存在EEPROM对应位置的重量值取出来与刚采集的重量值进行比较，只要正负误差在0AH(16进制)之内，就认定所称重棋子对应该棋子号，如果不在误差之内，就按棋子号顺序依次从EEPROM中取出相应重量值继续进行对比，直到找到为止。例如棋子号07H(“师长”)在EEPROM中所存重量值为229H(16进制)，对应重量5.40g，只要所称棋子重量值在21FH～233H之间，对应实际重量为：5.30g～5.50g，就认定放在平台31上的是07H号棋子(“师长”)，所以所测棋子与校准值有正负0.1g以内的误差，也不会影响判断结果，可以有很好的冗余度。

B.所谓“把双方棋子合并成一个字节”是指假如甲方棋子为“工兵”(棋子号03H)，乙方棋子为“地雷”(棋子号04H),则合并成一个字节为34H，在这里称之为棋子关系字节。

C.“把棋子关系字节与棋子关系库(即，第二映射表)进行比较”中提到的棋子关系库(即，第二映射表)是指：把双方棋子各种关系，如“工兵(03H)”对“地雷(04H)”(关系字节为34H)，“司令(05H)”对“军长(06H)”(关系字节为56H)等等各种情况组织成对应的表，用一个查表子程序就可以依据棋子关系字节找到相关的处理程序入口地址，最后程序跳入处理程序中控制5个指示灯的明或暗，为双方棋手显示出判断结果。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种军棋棋子的校准方法，所述不同名称的军棋棋子外观一致但重量不同，所述方法包括：

步骤S1)建立棋子库；具体包括：

步骤S1-1)使用重力传感器依次采集各军棋棋子的由重量值转换成的电压模拟量；

步骤S1-2)把S1-1)采集到的电压模拟量通过AD转换器转换成数字量；

步骤S1-3)把S1-2)得到的数字量按与各名称所对应的棋子号的顺序存储到EEPROM中；

步骤S2)使用重力传感器采集待校准棋子的由重量值转换成的电压模拟量，并把该电压模拟量通过AD转换器转换成数字量；

步骤S3)根据待校准的棋子名称所对应的棋子号在棋子库中找到对应的位置，用步骤S2)获取的数字量来代替校准前原有的数字量。

2.一种军棋对弈的智能裁判方法，基于权利要求1中的棋子库来实现，所述方法包括：

建立棋子关系库，所述棋子关系库包括：两个军棋棋子的棋子号结合形成的字节、两个军棋棋子比较后的关系；

分别通过棋子库确定甲方的棋子号和乙方的棋子号；将两个棋子号合并成一个字节；将该字节在棋子关系库中进行对比匹配，得到两个棋子对应的关系，即裁决结果；输出该裁决结果。

3.根据权利要求2所述的军棋对弈的智能裁判方法，其特征在于，所述方法具体包括：

步骤T1)将军棋棋子两两结合，建立棋子关系库；

步骤T2)通过传感器采集甲方棋子代表自身重量的电压模拟量，并用AD转换器转换成数字量；把该数字量与棋子库进行对比匹配，确定甲方棋子的棋子号；

步骤T3)通过传感器采集乙方棋子代表自身重量的电压模拟量，并用AD转换器转换成数字量；把该数字量与棋子库进行对比匹配，确定乙方棋子的棋子号；

步骤T4)把甲乙双方的棋子号合并成一个棋子关系字节；

步骤T5)把棋子关系字节与棋子关系库进行对比匹配，得到两个棋子对应的关系，即裁判结果；

步骤T6)输出裁决结果。