CN106209173A - 用于基于磁场的信息传递的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本文公开的是，用于使用调制的磁场传输信息的各种系统和方法。系统包括发射机，发射机具有用于传输第一调制的磁场到接收机用于解码的第一磁场源以及耦合到第一磁场源用于控制第一调制的磁场的场控制器。该系统可以进一步包括接收机，接收机具有配置成检测由第一磁场源产生的第一调制的磁场的第一磁力计和耦合到第一磁力计用于解释第一调制的磁场的解码器。

Description

用于基于磁场的信息传递的方法和系统

技术领域

本公开一般地涉及信息传输，并且更特别地涉及通过调制磁场传输信息。

背景技术

移动电子设备的激增已驱动对短程通信的兴趣。在不引起远程蜂窝通信的功耗和/或带宽限制的情况下有能力来在短距离内高效地和有效地传递电子信息提供了电子设备的更有效、高效和便利的交互。针对短程通信的传统机制包括近场通信(NFC)和Bluetooth®低功耗(BLE)。NFC在极短距离(例如，小于20 cm)内采用点到点射频(RF)通信。然而，NFC经受潜在安全约束和干扰，因为它在13.56 MHz的全局可用及未经许可的工业、科学和医疗(ISM)射频波段内操作。BLE也采用ISM射频用于通过无线电波传输信息，并且因此具有与NFC类似的约束，但是BLE具有比NFC长得多的范围(例如，约100米)。

发明内容

根据第一实施例，公开了用于使用调制的磁场传输信息的系统。系统包括发射机，该发射机具有用于传输调制的磁场的磁场源和耦合到磁场源用于控制磁场的调制的场控制器。系统进一步包括接收机，该接收机具有配置成检测所传输的调制的磁场的磁力计和耦合到磁力计用于解释调制的磁场和从中提取信息的解码器。

在另一实施例中，公开了用于用磁场源传输信息的方法。方法包括接收要传输的信息、对信息进行编码和基于编码的信息选择性地调制磁场。

在又一实施例中，公开了用于从磁场源接收信息的方法。方法包括：从具有已知强度的第一磁场源接收调制的磁场；确定调制的磁场的一个或多个特性；基于确定的一个或多个特性确定第一磁场源的位置；以及基于调制的磁场标识第一磁场源。

附图说明

图1是用于使用调制的磁场传输信息的信息传输系统的功能框图。

图2是图示用于使用调制的磁场传输信息的方法的流程图。

图3是图示用于接收使用调制的磁场传输的信息的方法的流程图。

图4A和4B描绘包括包含接收机的移动电子设备和包含发射机的记录笔的图1的信息传输的第一示例。

图5是图示用于使用调制的磁场接收位置和标识信息的方法的流程图。

图6描绘包括具有传输游戏棋子的棋盘游戏的图1的信息传输的第二示例。

图6A描绘包括具有校准磁体的棋盘游戏的图1的信息传输的第三示例。

图7是用于选择性地调制用于在图1的系统中使用的磁场的示例机械分路器。

图8A和8B描绘包括具有传输转盘的模拟无线电接收机的图1的信息传递的第四示例。

图9描绘包括具有传输游戏棋子的游戏的图1的信息传递的第五示例。

图10是图1的系统的发射机和/或接收机的简化框图。

概述

本公开的实施例认定BLE和NFC通过技术和过度监管两者而被限制，使得它们不适合于各种用途。例如，NFC和BLE两者都使用无线电波谱的高度管制部分进行通信。此外，NFC和BLE两者都是标准化的技术。因此，为了设备正常运转，所用的发射机和接收机两者都必须符合有关的标准。如以上指出的，BLE和NFC两者也都遭受带宽限制。相应地，存在对不遭受NFC和BLE缺点的通用短程通信机制的需要。

本文中公开的是，使用调制的磁场从发射机传输信息到接收机的高度可适应的短程通信系统和方法。发射机用于以预定方式电气或机械地调制磁场的特性（诸如，强度和/或方向），以将信息编码到磁信号上。接收机然后检测和解码调制的磁场，以从中提取信息。使用调制的磁场的信息传递可以在各种情境中被实施，以促进各种类型的数据的短程传送。通过使用磁场而不是常规无线数据通信方法（诸如，NFC和BLE），可以在设备之间传输信息而无需通过拥挤的频谱的传输，诸如BLE。此外，BLE和NFC经常需要来自用户的许可来激活发射机，并且因此需要用户输入以便传输信息。与此相反，使用本公开的系统，可以在不请求许可的情况下传输数据，从而允许无缝用户体验。

在一个示例中，传输系统用在主题公园设置中并且允许人物（character）对客人的设备以电子方式进行签名。特别地，发射机可以被嵌入在主题公园人物的记录笔或手套中，以产生调制的磁场来产生图形，诸如签名（即，签名或标识图形的数字表示）等。发射机传输来自人物的信息到合并到用户的设备中的对应接收机。在该示例中的信息可以对应于人物的数字签名，其允许人物跨许多不同客人和扮演人物的不同的人具有一致数字签名。目前，在一些主题公园中，服饰包括降低人的灵巧度的大手套，并且创建签名可能是困难和不一致的。通过使用本文中的传输方法，人物可以通过传输对应于签名的信息容易地对许多用户设备进行签名，签名然后显示在用户的设备上。特别地，人物可以使用记录笔或戴手套手指的部分来跨客人设备的触敏屏幕“进行签名”，并且经由发射机来传输签名信息，并且然后使签名信息显示在设备的显示器上。以该方式，人物的物理运动不需要对应于实际的签名外观，因为通过系统而不是输入经由触摸屏传输显示的签名。这允许跨扮演人物的人和跨各种时间点和不同客人设备的一致性。这允许针对客人的更“神奇”体验，因为人物看起来更逼真。

在另一示例中，传输系统可以被合并到棋盘游戏中，以跟踪各种比赛棋子的位置。例如，每个游戏棋子包括传输磁场到电子设备的磁场源。电子设备使用磁场的各种特性（例如，径向距离、角位置、强度等），电子设备可以确定和跟踪游戏棋子相对于其本身和/或游戏棋盘的位置。以该方式，电子设备可以充当自动记分板、调解选手之间的纠纷和/或与选手竞争。在该实施例中，在游戏棋子中的发射机包括电磁体或永磁体，其被以机械方式调制或激活以传输磁场数据。

具体实施方式

现在转向附图，图1是用于使用调制的磁场传输信息的信息传输系统（通常被指定为100）的功能框图。信息传输系统100通常包括用于使用调制的磁场对信息进行编码和发送信息的发射机102以及用于检测和解码调制的磁场的接收机104。发射机102包括磁场源106和场控制器108。

发射机102是能够容纳一个或多个磁场源106的任何设备。例如，发射机102可以是便携式设备，诸如记录笔、钢笔、智能电话、平板电脑、膝上型计算机、台式计算机、棋盘游戏令牌、指挥棒、手套、视频游戏控制台控制器或任何其它适合设备。发射机102的形式基于所需的应用而改变，并且可以被容纳在便携式模块中，便携式模块可以连接到各种载体设备。下面关于图8更详细讨论发射机102的附加示例部件。

继续参考图1，磁场源106是能够生成被动或主动磁场的任何设备、材料、金属、矿物或其它物质或其组合。在各种实施例中，磁场源106可以是电磁体、永磁体、铁磁体或其任何组合中的任何一种。在某些实施例中，磁场源106可以包括彼此正交布置的两个或更多个磁场源。例如，磁场源106可以包括三个电磁线圈，其中一个沿三维笛卡尔坐标系的x轴定向，一个沿三维笛卡尔坐标系的y轴定向以及一个沿三维笛卡尔坐标系的z轴定向。在又其它实施例中，磁场源106可以包括至少一个静态磁体和一个可旋转磁体，可旋转磁体用于产生调制的磁场。例如，在第一位置中，静态磁体和可旋转磁体使其磁极反平行调准，使得没有净磁场存在（例如，第一磁体的北极邻近于第二磁体的南极，以便两个磁体的磁场总和为零）。当使可旋转磁体旋转时，磁极从反平行位置移动并且产生净磁场，净磁场可以由接收机检测到。在再其它实施例中，磁场源106包括被分路器包围的可旋转磁体，该分路器具有借此在预定位置处形成的间隙，使得当磁场源106旋转时，基于分路器中的间隙产生脉冲磁场。

在各种实施例中，磁场源106可配置为不同状态以启用调制。例如，当磁场源106是永磁体时，其具有两种状态：开启和关闭，其中关闭状态通过用分路器阻断磁场源106的磁场到达接收机104来获得（见图7）。在磁场源106用电磁体实施的实施例中，磁场源106具有三种状态：关闭、第一方向上的极性和与第一方向相反的极性。调制的附加方法也是可能的，诸如通过控制通过电磁体的电流改变磁场强度。改变磁场源106的状态允许用磁场对信息进行编码和传输信息。

场控制器108基本上是能够使磁场源106调制磁场的任何机械设备、电气设备、机电设备、或其组合。场控制器108的配置基于磁场源106的配置而改变。如本文中使用的“调制”指代激活、去激活、变化极性、阻断或分流场，或者能够被磁力计检测到的磁场的任何其它变化。在一些实施例中，场控制器108包括机械分路器（见图7）。在其它实施例中，场控制器108是配置成控制通过电磁体的电流的电路，诸如微控制器或处理元件。在一些实施例中，场控制器108包括能够控制磁场源106的调制的计算部件。在具有多个正交磁场源106的实施例中，每个磁场源106可以具有专用场控制器108，或者它们可以各自由单个场控制器108控制。

在各种实施例中，场控制器108把信息（诸如，消息或数据的输入流）转换成编码信息（诸如，莫尔斯码、二进制、三进制或任何其它适合形式），以允许经由磁场传输。在各种实施例中，场控制器108是可通过用户输入（诸如，通过键盘、触摸板或音频接口）配置的。例如，用户可以键入要传输到键盘中的消息，并且场控制器108可以将消息转换成适合于经由磁场传输的形式。在其它实施例中，场控制器被预编程为：使磁场源106自动地或按命令调制磁场。虽然在图1中被描述为直接连接，但是本领域技术人员将领会的是，各种电路元件（诸如，光隔离器和/或晶体管）可以被定位在场控制器108和磁场源106之间。因此，场控制器108和磁场源106之间的连接可以是间接的和通过一个或多个中间物。在一些实施例中，场控制器108在发射机102内部。在其它实施例中，发射机102诸如通过有线连接、无线连接或其任何组合连接到场控制器108。例如，发射机102可以通过局域连接(LAN)或广域连接(WAN)连接到场控制器108。

接收机104基本上是能够检测到调制的磁场（诸如由磁场源106生成的那些）并且基于检测到的磁场记录变化的任何设备。接收机104包括磁力计110和解码器112。类似于发射机102，接收机104可以被合并作为可以附到各种载体设备的模块的一部分。此外，接收机104可以被合并到更大电子设备（诸如但不限于，智能电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、游戏设备、可穿戴设备或任何其它适合设备）中。

磁力计110通常是能够检测到调制的磁场和基于调制的磁场提供输出信号的任何设备。磁力计110可以记录磁场的量值和/或方向中的一个或两个。如本领域技术人员将领会的是，磁力计110的布置和类型取决于在传输调制的磁场中使用的磁场源的类型和数目。在某些实施例中，磁力计110包括一个或多个霍尔效应传感器或其它微型机电系统(MEMS)。在其它实施例中，使用了旋转线圈磁力计。在又其它实施例中，可以使用其它类型的磁力计，诸如磁通栅磁力计。在各种实施例中，磁力计110将所检测到的调制的磁场转换成模拟或数字电信号，该电信号可以被解码和/或解释以提取信息。

解码器112通常是能够解码和/或解释调制的磁场以提取信息的任何部件，诸如电路、软件指令或其任何组合。解码器112可以例如是在智能电话的一个或多个处理元件上执行的软件应用程序。在各种实施例中，解码器112耦合到磁力计110并控制磁力计110。例如，解码器112指令一个或多个正交磁力计110检测调制的磁场。在一些实施例中，解码器112连接到显示设备，并且基于使用调制的磁场传输的信息来引起显示设备中的变化。例如，解码器112可以响应于磁力计110检测到特定样式的调制的磁场而使签名的数字表示出现在显示设备上。解码器112的配置可基于磁力计110和/或磁场源106的配置和定向改变。

图2是图示用于使用调制的磁场传输信息的方法200的流程图。可以在硬件（诸如集成电路）、软件、固件或其组合中体现图2的操作。在某些实施例中，由图1的发射机102全部或部分执行图2的操作。

参考图2，在操作202中，发射机102校准磁场源106。校准有助于确保磁场源106正常运转，以及确保由磁场源106发出的调制的磁场可由接收机104检测到。当发射机102被首次激活时或在每个传输之前，可以发起操作202。替换地或附加地，可以仅由于请求校准的用户输入而完成校准。发射机102可以以任何适合方式校准磁场源106。在一个实施例中，场控制器108指令磁场源106多次循环通过每个可能的状态。这样的方法使接收机104能够在准备接收传输的消息时检测到不同的可能状态。

在操作204中，发射机102接收要传输的信息。在各种实施例中，从用户输入接收信息。例如，用户可以键入消息到键盘中，或在触摸屏上绘制图形元素。在其它实施例中，要传输的信息可以例如通过按下按钮被预编程和提供给场控制器108或磁场源106。接收到的信息可以处于能够被编码以使用调制的磁场传输的任何形式。例如，接收到的信息可以是模拟或数字信号、文本、图形数据、音频信息、视频信息或任何其它适合信息类型。信息的类型基于系统的配置和使用而改变。下面更详细地讨论系统和数据类型的示例。在一些实施例中，接收到的信息包括计算机程序指令，该计算机程序指令当被接收机104接收时由连接到接收机104的计算机处理器执行。

在操作206中，发射机102对接收到的信息进行编码。在各种实施例中，可以基于采用的磁场源106的类型对信息进行编码。例如，如果磁场源106有三种可能状态，则可以以三进制表示对接收到的信息进行编码。在其它实施例中，可以以二进制表示对接收到的信息进行编码。在另一实施例中，可以对接收到的信息进行编码，以利用增加的带宽，该增加的带宽通过用每个正交磁场源106(例如，各自传输信息的一部分的三个正交三态电磁体)传输部分编码的信息来创建。

在操作208中，场控制器108调制磁场源106来传输编码的信息。场控制器108可以使用任何适当的电气、机械或机电构件来调制由磁场源106发出的磁场。例如，在用作为磁场源106的电磁体实施的实施例中，场控制器108控制流到电磁体的电流的量和方向以调制磁场。在用永磁体实施的实施例中，可以使用手动操作或电动化的分路器来选择性地阻断由永磁体发出的磁场，因此调制磁场。当磁场被调制时，使磁场的强度和/或方向变化。可以由其它设备（诸如，接收机104）检测这些变化。通过根据特定编码机制来调制磁场，信息可以通过调制的磁场来传输以用于以后由接收机（诸如，接收机104）来解码和/或解释。

在一些实施例中，一旦已通过调制由磁场源106发出的磁场来传输编码的信息，场控制器108就重新传输编码的信息作为确保它被接收机104正确接收和解释的检查。在其它实施例中，场控制器108可以以预定方式调制由磁场源106发出的磁场以向接收机104发信号通知传输已完成并继续进行解码接收到的信息。

图3是图示用于描绘如下操作的方法300的流程图：该操作用于接收使用调制的磁场传输的信息。可以在硬件（诸如集成电路）、软件、固件或其组合中体现图3的操作。在某些实施例中，由图1的接收机104全部或部分执行图3的操作。

在操作302中，接收机104可选地用磁场源106校准磁力计110。类似于发射机，校准操作可以被选择性地激活，在接收信息之前被激活，当首次激活接收机时被激活或者可以被省略。如上文关于图2讨论的，磁场源106发出一系列磁场脉冲或多次循环通过其每个可能状态。磁力计110可以检测来自磁场源106的这些校准信号和调整用于重新调准的任何必要参数以确保磁力计110正确检测到调制的磁场。在一些实施例中，校准是在接收机104内部完成的。例如，接收机104可以包括用于校准的内部磁场源。

在操作304中，接收机104检测采用由磁场源106发出的调制的磁场形式的编码信息。在各种实施例中，磁力计110检测磁场，并且响应于检测到的磁场的强度和/或定向提供模拟或数字信号。例如，在使用霍尔效应传感器作为磁力计110的实施例中，霍尔效应传感器输出霍尔电压V_H，其值与磁场的强度直接相关并且其符号与磁场的方向直接相关。在这样的实施例中，霍尔电压可以是正电压、负电压或0电压。在其它实施例中，接收机104仅检测磁场的定向。例如，在磁场的方向用于调制所述磁场（例如，通过使电磁体中电流的方向变化）的实施例中，接收机104可以检测到方向的变化并且基于检测到的变化产生电信号。在一个实施例中，接收机104基于所使用的磁场源的类型生成二进制或三进制的数字信号。

在操作306中，接收机104发送由磁力计110检测到的调制的磁场信息到解码器112。传输的信号可以是模拟或数字的。例如，在使用霍尔效应传感器的实施例中，霍尔电压是模拟信号，并且可以被直接传输到模拟解码器。替换地，可以将霍尔电压转换成数字信号并且传输到数字解码器。可以通过有线路径（例如，一个或多个系统总线）、以无线方式或其组合来传输调制的磁场数据。

在操作308中，接收机104解码接收到的信息。在各种实施例中，解码器112是在一个或多个处理元件上执行的软件程序，该一个或多个处理元件能够从磁力计110接收编码的磁场数据、解码信息和基于解码的信息产生输出。例如，解码器112可以使文本消息、图形（诸如数字签名）或其它输出出现在显示器上。在另一示例中，解码器112可以使听觉声音、振动或其它触觉响应发生。输出的类型取决于接收机104和/或合并接收机104的设备。除了视觉、听觉和触觉输出以外，解码器112也可以传输或使另一设备传输信号或信息到另一计算设备。例如，在接收机104被合并到智能电话中的实施例中，解码信息使智能电话传输信号到可穿戴设备，诸如智能手表。在某些实施例中，解码器112可以预编程为解码使用特定编码方法（诸如三进制或二进制）编码的信息。在其它实施例中，发射机102把要在校准操作（见上文的操作202）期间使用的编码类型传送给接收机104。在这样的实施例中，解码器112可以基于接收到的编码信息选择解码的方式。

在操作310中，接收机104使信息被显示在显示设备上。在各种实施例中，接收机104或其部件（诸如，解码器112）可以连接到显示设备，诸如触摸屏、发光二极管(LED)显示器、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器、视网膜显示器，电子墨水显示器或任何其它类型的显示设备。在一些实施例中，接收机104包括处理元件，该处理元件可以是解码器112的部件，该部件解码和/或解释磁场信息并且传输指令到显示设备来显示输出。例如，在智能电话中的磁力计110可以检测在主题公园处的穿服饰的人物的记录笔或手套发出的调制的磁场，并且把编码的信息传输到智能电话中的内部处理元件，内部处理元件解码该信息并且使人物的签名出现在智能电话的显示器上。这样的实施例可以确保未进行广泛培训和/或同时戴着手套或其它灵巧度有限的服饰元素的、扮演人物的不同男演员和女演员具有视觉上一致的签名。

图4A和4B示出根据示例实施例的合并接收机104的移动电子设备402和合并发射机102的记录笔406，发射机102用于使用调制的磁场传输信息。移动设备402包括显示屏404，诸如触摸屏、LED显示器、LCD、等离子体显示器、视网膜显示器或任何其它类型的显示设备。在一些实施例中，记录笔406被放置在离移动设备402的距离D处。在一些实施例中，在距离D处，移动设备不能检测到记录笔406发出的调制的磁场（例如，因为信号不是足够强）。在其它实施例中，记录笔406不发出调制的磁场直到被用户激发。在该实施例中，移动设备402和记录笔406之间的距离在激发之前是无关的。如果距离相关，则一旦记录笔越过D阈值，发射机可以开始将数据传输到接收机。如果用户激活，则记录笔在被用户激活时传输数据。其它激活选项包括从接收机接收信号以开始传输等。

当被激活时，记录笔406执行方法200（见图2）。在各种实施例中，记录笔406可以当它接触移动设备402时，当它接近移动设备时(例如，当人物在移动设备402之上挥动“魔杖（magic wand）”（记录笔406）时)或当被用户激活（例如，通过按下按钮）时传输信息。记录笔406可以例如被在主题公园处的穿服饰的人物持有，并且用来在扮演特定人物的男演员或女演员之间一致地产生该人物的签名的数字复制。

在图4B中，记录笔406被带到移动设备402的可检测范围内和/或记录笔406的用户激发记录笔（例如，通过按下按钮）来传输调制的磁场。然后由发射机产生调制的磁场并将调制的磁场传输到接收机。

在调制的磁场的传输期间，移动设备402执行方法300的操作（见图3）。移动设备402经由磁力计110检测由记录笔406发出的调制的磁场。响应于检测和解码调制的磁场，移动设备402使图形元素408出现在移动设备的显示器404上。图形元素408可以例如是词语、图画或者签名。在图形元素是签名的实施例中，图形元素408可以在持有记录笔的不同用户之间一致。传统上，扮演给定人物的每个演员将必须学习以与其它演员完全相同的方式来签署人物的姓名以维持一致性。随着移动电子设备（诸如，智能电话）的到来，设备可以取代传统的笔和纸，但一致性的要求仍存在。本文中公开的实施例提供实施一致电子签名的通用方式而无需实施重调节系统，诸如BLE和NFC。

图5是图示用于使用调制的磁场接收位置和标识信息的方法500的流程图。可以在硬件（诸如集成电路）、软件、固件或其组合中体现图5的操作。在某些实施例中，在图1的接收机104中全部或部分体现图5的操作。传输位置和标识信息可以例如被用在棋盘游戏中，以标识和定位游戏棋盘上的比赛棋子。在其它实施例中，使用调制的磁场确定身份可以用来研究商店中的产品。例如，用户可以将他或她的智能电话放置在与产品相关联的磁场发射器附近。智能电话可以基于磁场来标识产品，并且提出关于产品的相关信息，诸如定价、成分等。

在操作502中，接收机104检测调制的磁场。接收机104使用内部或外部的磁力计（诸如磁力计110）检测调制的磁场。在操作504中，接收机104确定发射机102的位置。可以基于已知的检测器位置、具有已知强度和定向的磁场的磁体确定该位置（例如，径向距离、极角和/或方位角）。例如，如果接收机104在已知的位置中，并且磁场的强度是已知的，则到发射机102的径向距离可以基于在接收机104处的测量的磁通量来计算。在磁力计是霍尔效应传感器的实施例中，则霍尔电压V_H与到磁场源106的径向距离成比例。在其它实施例中，磁力计输出根据检测到的磁通量与输出电压之间的各种关系与到磁场源106的距离成比例。磁通量随着径向距离变化的变化率根据磁场源106的类型而改变。可以基于检测到的磁场的方向计算角位置。如果磁场源106的定向已知，则在接收机104处检测到的磁场方向与发射机102的角位置直接有关。

在操作506中，接收机104解码调制的磁场，以标识发射机102。在各种实施例中，多个发射机102在接收机104的可检测范围内。在这样的实施例中，除了确定发射机102的位置以外，接收机104还可以标识每个发射机102。例如，在其中移动比赛棋子是发射机102的棋盘游戏中，每个比赛棋子可以以标识该棋子的独特方式调制其磁场。在某些实施例中，第一比赛棋子传输单个脉冲，并且第二比赛棋子传输两个磁场脉冲。相应地，接收机104可以通过它检测到的磁场脉冲数目确定正在定位哪个棋子。在这样的实施例中，接收机104可以基于标识调制的磁场和确定的位置而在比赛棋子在比赛台面四处移动时跟踪比赛棋子。在其它实施例中，磁场源106的旋转使用磁力计110来检测并且可以用于标识磁场源106。

图6描绘了使用调制的磁场传输位置和/或身份信息的示例棋盘游戏比赛台面（通常被指定为600）。比赛台面600通常包括计算设备602、布置在计算设备602周围的许多比赛空间604和定位在计算设备602周围的各种位置处的许多比赛棋子606。在图6的实施例中，计算设备602充当用于检测和解码调制的磁场的接收机（例如，接收机104）。每个比赛棋子606可以是用于调制磁场的发射机（例如，发射机102）（或包括发射机）。如上文关于图5描述的，计算设备602检测位置和标识比赛棋子606的能力允许计算设备602确定游戏的当前状态，调解规则，记分或甚至与其它玩家竞争。可以例如通过指示用户应该在何处放置计算设备的标记608（例如，比赛台面600中的轮廓或凹陷）把计算设备602的位置约束到比赛台面600的特定位置。标记608允许在特定位置中和以特定定向放置设备，使得设备的位置是已知的。因为计算设备602的位置是已知的，所以计算设备602不需要校准其本身以便确定比赛棋子606相对于计算设备602和比赛台面600的位置。

可以选择性地例如通过按下比赛棋子606中的一个上的按钮来激活每个比赛棋子606。在各种实施例中，每个比赛棋子默认为“关闭”设置，在该设置中取决于在比赛棋子606中使用的磁场源的类型来阻断或去激活比赛棋子的磁场。在每个回合，指令玩家按下比赛棋子606上的按钮来传输调制的磁场，因此计算设备602可以确定比赛棋子的位置和/或身份，如上文关于图5描述的那样。在其它实施例中，比赛棋子606被手动布置，使得除了一个棋子之外所有棋子使其磁极布置在第一方向（例如，x方向）上，而一个棋子被定位成其磁极以相对于其它棋子（例如，y方向）的一定角度（例如，正交）被定向。在某些实施例中，计算设备602检测比赛棋子606从第一位置移动到第二位置的速率或棋子从第一位置移动到第二位置之间过去的时间。在另一实施例中，计算设备检测要激活的第一比赛棋子606(例如，该玩家第一个“飞到（buzzed in）”的棋子)。

在其它示例中，可以省略标记608，并且可以在比赛台面600上的任何地方放置设备。在这些实施例中，使用校准过程，使得计算设备602可以定向其本身（例如，确定其在比赛台面600上的位置和定向）。图6A描绘了图6的棋盘游戏比赛台面600，该棋盘游戏比赛台面600具有用于确定计算设备602的位置的多个校准磁体610。在各种实施例中，将校准磁体610与比赛台面600集成（例如，在棋盘内形成）。在其它实施例中，可以将校准磁体610放置在比赛台面600上的特定位置处。计算设备602基于校准磁体610的强度和定向确定计算设备602的位置。例如，在由校准磁体610产生的磁场具有已知的强度和定向的情况下，计算设备602可以基于检测到的磁场的净强度和定向确定其定向。在其它实施例中，已知强度和定向的校准磁体610被计算设备602顺序激活和检测，计算设备602可以基于每个被检测的校准磁体610的强度和定向计算其位置。

可以在确定计算设备602的位置后从比赛台面600去除校准磁体610。一旦确定了计算设备602的位置，计算设备602就可以基于检测到的场强度和/或场定向确定比赛棋子606的位置，因为计算设备610经由校准过程确定了其位置，并且因此可以确定比赛棋子606相对于其本身和比赛台面600的（一个或多个）位置。通过将校准磁体610集成到比赛台面600中，计算设备602不需要处于预定位置中以便确定比赛棋子606的位置和/或身份，而是可以被放置在任何位置中，只要使用校准或位置确定步骤。

图7是用于选择性地调制磁场的示例发射机（通常被指定为700）。发射机700包括分路器702、条形磁体704、柱塞706和导轨708。分路器702可以是能够阻断磁场的任何材料，诸如铁磁金属。在一些实施例中，分路器702由软铁、镍或钴或其合金制成。条形磁体704可以是产生磁场的任何材料，诸如永磁体、电磁体或任何其它适合的硬磁材料。柱塞706可以是可以选择性地移动条形磁体704或分路器702以超出分路器702产生磁场的任何机械设备。导轨708可以是塑料或其它磁惰性材料，其可以响应于施加到柱塞706的力来引导条形磁体704。在图7的实施例中，条形磁体704偏置到 “关闭位置”，在该位置磁场被分路器702阻断。分路器702包括壁，该壁被定位成接近条形磁体704的极以确保由条形磁体704发出的磁场被充分阻断。当将力施加到柱塞706时，条形磁体704下降超出分路器702，并且允许超出发射机700产生磁场。顺序地施加力到柱塞706可以调制磁场，从而允许标识发射机700。在其它实施例中，施加到柱塞706的单个力导致条形磁体704经过调制所发出的磁场的多个分路器702。分路器702允许以与电磁体类似的方式调制永磁体的磁场，但无需电源。当与上文描述的游戏系统一起使用时，分路器702使游戏棋子能够在没有电源（例如电池）的情况下操作，同时仍允许调制磁场。类似类型的机械或分路元件在其它传输示例中可以与其它永磁体一起使用，以允许低或零功率传输设备。

图8A和8B描绘包括具有传输转盘的模拟无线电接收机（通常被指定为800）的图1的信息传递的第四示例。无线电接收机800包括无线电设备外壳802、传输转盘804和计算设备806。无线电设备外壳802可以视需要被美学地设计，并且在一些情况下类似于过时或老式无线电设备，诸如在1930年代和1940年代期间流行的样式。无线电设备外壳可以包括配置成接收并支持计算设备806的座部812。在各种实施例中，将传输转盘804集成到无线电设备外壳802中并且配置成可绕轴旋转。传输转盘804可以包括或耦合到一个或多个磁场源，使得当转动传输转盘时，由耦合的磁场源产生调制的磁场。计算设备806可以包括用于模仿过时或老式无线电设备的显示的软件。例如，计算设备806可以显示无线电设备转盘面808和转盘指针810，其可以指示当前所选的台。当被放置在座部812中时，计算设备检测由传输转盘804传输的磁场。响应于检测到响应于旋转传输转盘804产生的调制的磁场，改变输出（例如，转盘指针810沿无线电设备转盘面808移动）。此外，计算设备806可以响应于检测到调制的磁场而使音频输出变化（例如，使无线电台变化）。例如，用户可以将智能电话（即，计算设备806）放置在座部812中。智能电话可以检测由传输转盘804产生的磁场，并且作为响应使智能电话的显示描绘无线电设备转盘面808和输出音频信号（例如，音乐）。当用户旋转传输转盘804时，智能电话的显示和音频输出可以被调整，好像用户正在使模拟无线电接收机800的无线电台变化一样。

图8B是供无线电接收机800使用的示例传输转盘804。传输转盘804包括转盘柄814和耦合到转盘柄814的磁场源812(例如，条形永磁体)。在描绘的实施例中，用户可以通过转动转盘手柄814调整传输转盘804，并且随着转动转盘804，磁场源812随其旋转。因为磁场源812旋转，所以磁场的定向变化，从而创建调制的磁场。计算设备806用内部磁力计检测磁场定向的变化，并且相应地调整显示输出和音频输出。虽然上文描述转盘柄814和磁场源812之间的旋转的一比一比率，但是本领域技术人员将领会的是，可以使用旋转的其它比率或其它磁场源。例如，旋转传输转盘804使可变电阻器的电阻或可变电容器的电容变化，传输转盘804耦合到电磁体以产生具有调制的场强度的磁场。通过使用调制的磁场传输信息，用户可以例如在游乐园中与仿真的老式无线电设备交互，从而提供更加吸引人和令人愉快的用户体验。本领域技术人员将领会的是，在不偏离本公开的范围的情况下其它类型的磁场变化可以适用于各种场景。例如，可旋转磁场源可以耦合到转向轮，其中转动转向轮产生显示在计算装置上的驾驶仿真的转动。

图9描绘包括具有传输游戏棋子的交互游戏的图1的信息传递的第五示例。图9的实施例包括锚定装置902、在锚定装置902之间延伸的索904、许多比赛棋子906和计算设备910。锚定装置902可以是能够在它们之间悬挂索904的任何对象（例如，柄、柱、块等）。锚定装置902可以是符合游戏主题（例如，特定历史时期、特定流派等）的雕刻或装饰对象。在其它实施例中，可以省略锚定装置902。索904可以是索、链、线等的任何一个或其任何组合。比赛棋子906可以是能够沿索906被自动或手动移动并且包括用于创建调制的磁场的磁场源的任何对象。类似于锚定装置，比赛棋子906可以被雕刻或塑造成符合游戏主题（例如，特定的历史时期、特定流派等）的形状。例如，比赛棋子906可以被塑造成类似加入拔河比赛的人，在该拔河比赛中索904是用于拔河比赛的索。比赛棋子906包括具有用于创建调制的磁场的内部或外部磁场源。在一些实施例中，比赛棋子具有已知强度和定向的磁场源。在其它实施例中，基于用户动作（诸如如上文关于图7描述的那样去除机械分路器）来确定磁场源的强度和定向。通常，可以与比赛棋子906一起使用能够调制磁场来传送位置和/或身份信息的任何磁场源。

为了玩游戏，计算设备910被定位在相对于锚定装置902和或索904的已知位置。例如，计算设备910可以被放置在沿着索904的中心点908。计算设备910包括用于检测由比赛棋子906产生的调制的磁场的内部磁力计。例如，比赛棋子906可以包括已知强度和定向的磁场源。计算设备910检测由比赛棋子中的一个或两个产生磁场，并且确定比赛棋子906的位置和/或身份。计算设备可以确定第一比赛棋子906的位置，并且确定比赛棋子离计算设备910距离D1。类似地，计算设备可以确定第二比赛棋子906的位置，并且确定第二比赛棋子906离计算设备910第二距离D2。基于比赛棋子906和计算设备910之间的距离，计算设备910可以使输出（例如，显示、声音、振动等）变化以指示游戏的当前状态。在一些实施例中，计算设备910基于比赛棋子906和计算设备910之间的距离记分。例如，如果距离D2大于距离D1，则计算设备910可以确定距离D2处的比赛棋子906目前将赢得该游戏。

图10描绘了根据说明性实施例的发射机102、接收机104和/或包括发射机102或接收机104的设备的部件的框图。应该领会的是，图10仅提供一种实施方式的说明，并且不暗示对于在其中可以实施不同实施例的环境的任何限制。可以做出对描绘的环境的许多修改。

发射机102包括通信结构1002，该通信结构1002提供（一个或多个）计算机处理器1004、存储器1006、持久存储装置1008、通信单元1010和（一个或多个）输入/输出(I/O)接口1012之间的通信。可以以被设计用于如下操作的任何体系结构来实施通信结构1002，该体系结构被设计用于在处理器（诸如微处理器、通信和网络处理器等）、系统存储器、外围设备和系统内的任何其它硬件部件之间传递数据和/或控制信息。例如，可以用一个或多个总线实施通信结构1002。

存储器1006和持久存储装置1008是计算机可读存储介质。在该实施例中，存储器1006包括随机存取存储器(RAM) 1014和高速缓存存储器1016。通常，存储器1006可以包括任何适合的易失性或非易失性计算机可读存储介质。

场控制器108被存储在持久存储装置1008中用于经由存储器1006中的一个或多个存储器由一个或多个相应的计算机处理器1004执行。在该实施例中，持久存储装置1008包括磁性硬盘驱动器。替换地，或者附加于磁性硬盘驱动器，持久存储装置1008可以包括固态硬盘驱动器、半导体存储设备、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪速存储器或能够存储程序指令或数字信息的任何其它计算机可读存储介质。

由持久存储装置1008使用的介质也可以是可移动的。例如，可移动硬盘驱动器可以被用于持久存储装置1008。其它示例包括光盘和磁盘、拇指驱动器和智能卡，它们被插入到驱动器中用于传递到也是持久存储装置1008的一部分的另一计算机可读存储介质上。

在这些示例中，通信单元1010提供用于与其它数据处理系统或设备的通信。在这些示例中，通信单元1010包括一个或多个网络接口卡和一个或多个近场通信设备。通信单元1010通过使用物理和无线通信链路中的任一个或两个来提供通信。计算机程序和过程可以通过通信单元1010被下载到持久存储装置1008。

（一个或多个）I/O接口1012允许与可以连接到接收机的其它设备进行数据的输入和输出。例如，I/O接口1012可以提供到外部设备1018的连接，外部设备1018诸如是键盘、键板、触摸屏、相机、磁力计和/或某种其它适合的输入设备。外部设备1018也可以包括便携式计算机可读存储介质，诸如例如，拇指驱动器、便携式光盘或磁盘、和存储器卡。用来实践各种实施例的软件和数据可以被存储在这样的便携式计算机可读存储介质上，并且可以经由（一个或多个）I/O接口1012被加载到持久存储装置1008上。（一个或多个）I/O接口1012也可以连接到显示器1020。

显示器1020提供向用户显示数据的机制并且可以例如是嵌入式显示屏或触摸屏。

本文中描述的部件基于在特定实施例中实施这些部件所针对的应用进行标识。然而，应该领会的是，本文中的任何特定部件术语仅仅为方便而使用，并且因此所公开的主题的范围不应限于仅用在由这样的术语标识和/或暗示的任何特定应用中。

附图中的流程图和框图图示了根据各种实施例的方法和系统的可能实施方式的体系结构、功能和操作。在这方面，流程图和框图中的每个块可以表示代码或电路的模块、段或部分，该代码或电路包括用于实施（一个或多个）指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。也应该指出的是，在一些替换实施方式中，在块中指出的功能可以不按附图中指出的顺序发生。例如，相继示出的两个块事实上可以基本上同时被执行，或各个块有时可以以相反的顺序被执行，这取决于所涉及的功能。也将指出的是，框图和/或流程图说明的每个块以及框图和/或流程图说明中的块的组合可以通过基于专用硬件的系统被实施，该系统执行指定的功能或动作或专用硬件和计算机指令的组合。

Claims (28)

1.一种信息传输系统，包括：

发射机，包括

第一磁场源，用于传输第一调制的磁场到接收机用于解码；和

耦合到第一磁场源的场控制器，用于控制第一调制的磁场；和

与发射机进行通信的接收机，包括

第一磁力计，配置成检测由第一磁场源产生的第一调制的磁场；和

耦合到第一磁力计的解码器，用于解释第一调制的磁场。

2.权利要求1的系统，其中磁力计是霍尔效应传感器。

3.权利要求1的系统，其中发射机是智能电话、平板电脑、膝上型计算机或个人计算机中的一种。

4.权利要求1的系统，其中发射机进一步包括：

第二磁场源，与第一磁场源正交地定向，用于传输第二调制的磁场到接收机。

5.权利要求4的系统，其中接收机进一步包括：

第二磁力计，与第一磁力计正交地定向并且配置成检测第二调制的磁场。

6.权利要求1的系统，其中磁场源是电磁体、永磁体和临时磁体中的一种。

7.权利要求1的系统，其中场控制器把信息编码在第一调制的磁场中。

8.权利要求1的系统，进一步包括显示设备。

9.权利要求8的系统，其中解码器响应于解释第一调制的磁场而引起显示设备的变化。

10.一种用于用磁场源传输信息的方法，包括：

由接收机接收要传输的信息；

由编码器对信息进行编码；以及

基于编码的信息选择性地调制磁场以生成调制的磁场。

11.权利要求10的方法，进一步包括：

由接收机校准磁场源。

12.权利要求10的方法，进一步包括：

使磁场发射机接触到磁场接收机；其中

信息包括图形元素；和

响应于使磁场发射机接触到磁场接收机而选择性地调制磁场。

13.权利要求10的方法，其中磁场源发出处于多个状态中的一个或多于一个状态的磁场。

14.权利要求13的方法，其中所述多个状态包括具有第一极性的磁场、没有磁场和具有第二极性的磁场中的至少两个。

15.权利要求13的方法，其中选择性地调制磁场包括基于编码的信息以预定方式在所述多个状态之间转变磁场。

16.权利要求10的方法，其中所述信息包括文本、图形、标识信息、位置信息、音频和视频中的一个。

17.权利要求10的方法，其中对信息进行编码包括将接收到的信息转换成可由调制的磁场传输的格式。

18.一种用于评估磁场的方法，包括：

从具有已知强度的第一磁场源接收调制的磁场；

由处理器确定调制的磁场的一个或多个特性；

由处理器基于磁场的确定的特性确定第一磁场源的位置；

由处理器基于调制的磁场标识第一磁场源。

19.权利要求18的方法，其中第一磁场源由可致动机械分路器调制。

20.权利要求19的方法，其中

第一磁场源可旋转；和

可致动机械分路器基本上阻断磁场，并且可致动机械分路器具有借此在预定位置形成的多个间隙，使得调制的磁场响应于磁场源旋转而被产生。

21.权利要求18的方法，其中通过旋转磁场源调制磁场。

22.权利要求18的方法，进一步包括：

基于磁场源的位置和身份使显示设备的输出变化。

23.一种用于控制仿真无线电设备的方法，包括：

在配置成检测调制的磁场的计算设备上显示处于第一配置中的无线电设备转盘面；

响应用户输入来调制磁场，其中用户输入包括旋转无线电设备转盘；

用计算设备检测调制的磁场；和

响应于用计算设备检测到调制的磁场而修改无线电设备转盘面到第二配置。

24.权利要求23的方法，进一步包括：

响应于检测到调制的磁场而将计算设备的音频输出从第一音频输出修改到第二音频输出。

25.权利要求23的方法，其中旋转无线电设备转盘通过使磁场的定向发生变化来调制磁场。

26.一种棋盘游戏装置，包括：

多个比赛棋子，每个比赛棋子具有磁场源和用于调制磁场源的控制器；和

接收机，用于检测由所述多个比赛棋子产生的磁场；其中

由控制器个体地调制所述多个比赛棋子中每个的磁场源。

27.权利要求26的棋盘游戏装置，进一步包括：

游戏棋盘；和

多个校准磁体，定位在游戏棋盘上的预定位置处用于确定接收机的位置，其中所述多个校准磁体具有第一强度。

28.权利要求26的棋盘游戏装置，进一步包括：

棋盘游戏比赛台面，具有用于定位接收机的第一指示区域。