CN108434718A - 一种电子围棋棋盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子围棋棋盘，包括棋盘本体，还包括中央控制电路、行棋指示电路、行棋识别电路和语音电路，其中行棋指示电路和行棋识别电路均在行列扫描的基础上进行I/O口的扩展以完成对行棋位置指示灯和感应电路的控制，从而简化电路结构、提高电路稳定性、降低制造成本；行棋指示电路中通过四颗行棋指示灯加快对行棋位置的锁定、增强应急能力；行棋识别电路利用谐振电路特性与棋子的结构设计，实现快速、准确的棋子状态识别。

Description

一种电子围棋棋盘

技术领域

本发明属于电子围棋棋盘技术领域，尤其涉及一种电子围棋棋盘。

背景技术

围棋是一种策略性两人棋类游戏，中国古时称“弈”，西方名称“Go”。流行于东亚国家(中、日、韩等)，属于“琴棋书画”四艺之一。

围棋使用方形格状棋盘及黑白二色圆形棋子进行对弈，棋盘上有纵横各19条直线将棋盘分成361个交叉点，棋子走在交叉点上，双方交替行棋，落子后不能移动，以围地多者为胜。中国古代围棋是黑白双方在对角星位处各摆放两子(对角星布局)，由白棋先行。现代围棋由日本发展而来，取消了座子规则，黑先白后，使围棋的变化更加复杂多变。围棋也被认为是世界上最复杂的棋盘游戏之一。

实战对弈是提高围棋棋力的有效途径，虽然现在围棋对弈软件的水平已经比较高，但是目前的人机对弈软件和网络对弈软件都必须在显示屏幕上进行交互，和在真实棋盘中下棋的感觉很不一样，不能很好的发挥棋手的真实水平，并且如果棋手长时间用眼睛盯着显示屏幕下棋，很容易损害视力。

市场上已有类似的电子棋盘能够实现在真实的棋盘中进行人机对弈和网络对弈的功能，在进行人机对弈或网络对弈时，需要棋手在电子棋盘上为对手落棋，故电子棋盘上的行棋指示灯必不可少。目前，现有的行棋指示灯往往在棋格的交叉线上，如果棋子已经落在交叉线上，将会遮挡指示灯，导致不能很好的完成行棋指示的作用。此外，现有技术行棋指示电路过于复杂，导致电子棋盘制造难度增大、产品成本过高或实用性较低。

且为了保持棋盘上的棋子状态与对弈设备的棋子状态一致，在进行人机对弈或网络对弈时，需要棋手在电子棋盘上为对手落棋，且棋手在棋盘上下棋后，棋盘也需自行进行棋子状态识别，并将识别结果上传至对弈设备。

现有技术中，棋子状态识别方式主要有下面几种方案：

使用光敏电阻的方式，在棋盘的361个棋位上分别安装光敏元件，利用落子时棋子盖住棋位的光线来识别是否有子，这种方法比较简单，成本也较低，但是有2个致命缺点：1.只能识别有子无子，不能识别黑子白子；2.会受到环境光线的干扰，周围环境不能太亮，也不能太暗，还会受到棋手下棋时手臂阴影的影响；

使用磁铁的方式，在棋盘的361个棋位上分别安装磁敏元件，在棋子中嵌入磁铁，利用磁铁的南北极来识别棋子状态，这种方式能识别黑子白子，但是也有致命缺点：1.棋子需要嵌入磁铁，棋子之间会相互吸引，并且由于磁铁的磁力线范围很大，会严重影响临近棋位的棋子识别，用户体验不好；2.嵌入棋子的磁铁的一致性比较难保证，会影响棋子识别的可靠性；3.磁敏元件的成本比较高，导致棋盘的整体成本较高；

使用RF射频卡芯片的方式，黑白两种棋子的RF射频卡芯片分别写入特有的识别码，在棋盘上的361个棋位上分别嵌入一个RF射频卡读卡器，利用RF射频卡读卡器读取棋子特有的识别码来识别棋子状态，这种方式能实现黑白子的识别，但也有缺点存在：1.RF射频卡芯片以及RF射频卡读卡器成本过高，导致棋盘的整体成本大幅上升；2.每个棋位嵌入一个RF射频卡读卡器，电子围棋棋盘表面具有361个棋位，使得棋盘整体的生产工艺变得十分复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子围棋棋盘，棋盘通过四颗行棋指示灯加快对行棋位置的锁定、增强应急能力，利用谐振电路特性，实现快速、准确的棋子状态识别，采用扩展I/O的方式简化电路结构、提高电路稳定性、降低制造成本，用户体验好。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种电子围棋棋盘，包括棋盘本体，所述电子围棋棋盘还包括：与对弈设备连接的中央控制电路，以及连接到所述中央控制电路的行棋指示电路、行棋识别电路和语音电路，其中，

所述中央控制电路，用于接收对弈设备的通信信号，向行棋指示电路、行棋识别电路和语音电路输出控制信号，并接收行棋识别电路的识别信息，将识别信息与设定信息对比后，向对弈设备输出棋子状态识别结果；

所述行棋指示电路，包括行棋方指示灯控制电路、行棋位置指示灯控制电路、行棋方指示灯以及行棋位置指示灯，所述行棋方指示灯控制电路用于在中央控制电路的控制下控制相应的行棋方指示灯工作；所述行棋位置指示灯控制电路用于在中央控制电路的控制下控制相应的行棋位置指示灯执行对应动作；

所述行棋识别电路，包括感应电路以及棋子识别控制电路，所述感应电路包括与每一棋位对应设置的LC谐振电路；所述棋子识别控制电路，包括行列扫描电路和信号处理电路，所述行列扫描电路用于在中央控制电路的控制下控制感应电路中相应的LC谐振电路工作；所述信号处理电路用于产生高频震荡波并作用于感应电路中相应的LC谐振电路，并对感应电路输出的高频震荡波的峰值进行处理，输出识别信息；

所述语音电路，用于在中央控制电路的控制下输出语音提示信息。

本发明的行棋指示电路通过I/O口扩展电路扩展输入输出端口，从而减少对中央控制电路I/O口的占用，优化中央控制电路的资源利用，且显著降低实施成本；行棋识别电路中采用LC谐振电路在不同材料的影响下会有不同表现的特性，实现快速、准确的棋子状态识别，且LC谐振电路对棋手行棋影响小，用户体验好，采用I/O口扩展电路扩展输入输出端口，简化电路，提高电路稳定性。本发明在棋子状态识别过程中，主要引入高频震荡波作用于LC谐振电路，通过捕捉LC谐振电路输出的高频震荡波的峰值从而实现棋子状态的识别，上述识别方法稳定、受外界干扰小，可进一步提升识别准确率。

进一步地，所述行棋位置指示灯控制电路包括第一移位寄存器和第二移位寄存器，所述第一移位寄存器和第二移位寄存器分别包括多个串转并芯片，所述串转并芯片接收中央控制电路的串行信号，扩展输入输出端口连接到行棋位置指示灯；

所述行列扫描电路包括多选一模拟开关和第三移位寄存器，所述多选一模拟开关包括多个模拟开关芯片，所述第三移位寄存器包括多个串转并芯片，所述模拟开关芯片和串转并芯片接收中央控制电路的串行信号，扩展输入输出端口连接到感应电路中相应的LC谐振电路。

采用行列扫描方式简化了整体的电路结构，且采用串转并芯片进行I/O口的进一步优化，从而提升棋盘整体的电路布置，所述串转并芯片可采用74HC系列或74LS系列芯片。

进一步地，所述行棋方指示灯由2个发光二极管组成，并相对设置于棋盘两侧，用于指示当前为黑方/白方行棋；

所述行棋位置指示灯由20行乘20列的发光二极管组成，每四个棋位中间有一个发光二极管，所述行棋位置指示灯控制电路控制棋位周围的四个发光二极管依次工作指示该棋位。

采用发光二极管作为指示灯可有效降低电路功耗以及制造成本，且与现有技术不同的是，本发明的发光二极管放置在四个相邻棋位之间，该放置方式可避免在棋位上放置发光二极管对棋手造成视觉遮挡的缺陷，且本发明采用四个相邻发光二极管来确定行棋位置，不仅可增加棋盘表面行棋位置指示灯的指示范围，加快棋手锁定行棋位置的速度，且棋盘上的发光二极管中有任意一颗无法工作时，本行棋位置指示灯仍可正常进行行棋位置的指示，显著提高本发明的工作可靠性，增强对突发事件的应对能力。

围棋棋盘表面共有19*19的361个棋位，本发明中采用20*20的400个行棋位置指示灯可保证每个棋位均有四个行棋位置指示灯来确定，包括棋盘的最外围棋位。

采用多选一模拟开关和第三移位寄存器实现I/O口扩展，从而减少对中央控制电路I/O口的占用，且行棋识别电路中的第三移位寄存器可与行棋指示电路中的第一移位寄存器或第二移位寄存器共用，采用共用方式进一步优化电路，减少所需的电路元件数量，进一步提高电子围棋棋盘中电路的集成度、降低棋盘成本。

本发明行棋识别电路中的第三移位寄存器与行棋指示电路中的第一移位寄存器或第二移位寄存器共用，共用方式采用级联方式，共用中央控制电路的串行信号。

进一步地，所述每个LC谐振电路均串联一个高频单向导电元件，所述高频单向导电元件具有隔离作用，用于避免相邻的LC谐振电路相互影响。

由于LC谐振电路不是单向导电的，因此在进行行列扫描时，相关联的LC谐振电路之间会相互影响，导致LC谐振电路的谐振频率发生改变，从而影响正常的棋子识别，故为消除上述缺陷，在每个棋位的LC谐振电路中串联一个高频单向导电元件，高频单向导电元件具有隔离作用，用于避免相邻的LC谐振电路相互影响，保证谐振电路的正常工作，提高电路可靠性。

进一步地，所述信号处理电路包括：

高频震荡电路，用于产生高频震荡波并作用于感应电路中相应的LC谐振电路；

峰值检测电路，用于检测感应电路输出的高频震荡波的峰值；

减法放大电路，用于放大所述峰值检测电路输出的高频震荡波的峰值；

DA转换电路，用于向减法放大电路输出特定的电平值；

AD转换电路，用于将减法放大电路输出的放大峰值转化为数字信号，并将该数字信号作为识别信息输出至中央控制电路。

高频震荡电路为LC谐振电路提供信号源输入，且利用峰值检测电路捕捉到高频震荡波的峰值，所捕捉的峰值信号经过后续处理后再输出至中央控制电路，可排除外界环境对识别过程的影响，使本发明对棋子状态识别具有较高的准确性。

本发明的电子围棋棋盘还包括棋子，所述棋子包括黑子和白子，且黑子和白子连接有特性相反的识别材料，所述识别材料连接在棋子底部或内嵌于棋子内部。

识别材料能够与感应电路中的LC谐振电路产生感应，从而区分棋位上是否有落子，且特性相反的识别材料对LC谐振电路的影响效果相反，从而实现对黑子和白子的准确识别。

进一步地，所述棋子状态包括：黑子、白子以及无子状态；

所述设定信息为初始设定的与黑子状态对应的数字信号范围、与白子状态对应的数字信号范围以及与无子状态对应的数字信号范围。

进一步地，所述中央控制电路通过通讯接口与对弈设备建立连接，所述通讯接口包括物理通讯接口、wifi通讯接口和蓝牙通讯接口中的至少一种通讯接口。

多样的通讯接口有效提高了电子围棋棋盘的适配性。

进一步地，所述棋盘本体从上至下包括：具有透光性的面膜、具有强度的面板、电路板以及底壳；所述中央控制电路、行棋指示电路、行棋识别电路和语音电路均位于电路板上；所述面板在对应行棋方指示灯和行棋位置指示灯处设有用于透光的小孔。

本发明提出的电子围棋棋盘，通过行棋指示电路指示当前的行棋方以及对手的行棋位置，避免了棋手需记忆行棋方而影响行棋思路，也避免了棋手需在电子围棋棋盘上自行寻找对手的行棋位置，减少对棋手眼睛的影响，提高行棋速度与准确性；行棋位置指示灯控制电路采用行列控制电路简化整体电路结构，且采用串转并芯片减少对中央控制电路I/O口的占用，优化电路资源；每个行棋位置指示灯均处于四个相邻棋位之间，且对行棋位置的确定由四个相邻指示灯实现，增强了行棋指示灯的指示能力，提高电路整体可靠性；

电子围棋棋盘通过行棋识别电路自行进行棋子状态识别，从而保证电子围棋与对弈设备上的棋子状态一致，且采用多选一模拟开关和移位寄存器实现I/O口扩展，优化电路资源，提高电路稳定性；棋子识别控制电路中引入高频震荡波，并通过捕捉高频震荡波在不同情况下产生的不同峰值进行棋子状态识别，从而提高棋子状态识别的准确性；采用LC谐振电路在不同材料的影响下会有不同表现的特性，实现快速、准确的棋子状态识别；在每个LC谐振电路上串联一个高频单向导电元件，以避免LC谐振电路在工作时相互影响，提高本发明棋子状态识别电路对棋子状态识别的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例黑方行棋时的行棋方指示灯示意图；

图2为本发明实施例白方行棋时的行棋方指示灯示意图；

图3为本发明实施例行棋位置指示灯点亮时的示意图；

图4为本发明电子围棋棋盘的电路结构框图；

图5为本发明行棋识别电路的结构框图；

图6为本发明行棋指示电路的结构框图；

图7为本发明实施例中央控制电路扩展I/O口的电路结构框图；

图8为本发明行棋方指示灯电路的一种实施例示意图；

图9为本发明行棋位置指示灯电路的一种实施例示意图；

图10为本发明实施例单个棋子状态识别的电路结构框图；

图11为本发明行棋识别电路的一种实施例示意图；

图12为本发明移位寄存器的一种实施例示意图；

图13为本发明多选一模拟开关的一种实施例示意图；

图14为本发明行棋指示电路与行棋识别电路共用移位寄存器的一种实施例示意图；

图15为本发明棋子的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。

如图4所示，为本发明实施例一种电子围棋棋盘的电路结构框图，电子围棋棋盘包括棋盘本体，还包括：与对弈设备连接的一个中央控制电路，以及连接到所述中央控制电路的一个行棋指示电路、一个行棋识别电路和一个语音电路。

本发明的中央控制电路，用于接收对弈设备的通信信号，向行棋指示电路、行棋识别电路和语音电路输出控制信号，并接收行棋识别电路的识别信息，将识别信息与设定信息对比后，向对弈设备输出棋子状态识别结果。

对弈设备可以是PC机、手机、平板电脑或其他特制的对弈设备等，中央控制电路通过通讯接口与对弈设备建立连接，该通讯接口包括物理通讯接口、wifi通讯接口和蓝牙通讯接口中的至少一种。物理通讯接口可以是USB接口、标准的以太网接口、并行接口、RS232串行接口或其他类型的物理接口。采用不同的通讯方式均应遵循各通讯方式特定的技术标准以及通信协议。

本实施例行棋指示电路，如图6所示，包括行棋方指示灯控制电路、行棋位置指示灯控制电路，以及与行棋方指示灯控制电路连接的行棋方指示灯、与行棋位置指示灯控制电路连接的行棋位置指示灯。

其中行棋方指示灯控制电路用于在中央控制电路的控制下控制相应的行棋方指示灯工作；行棋方指示灯由2个发光二极管组成，并相对设置于棋盘两侧，用于指示当前为黑方/白方行棋。

参照图1和图2，行棋方指示灯由蓝、白两种不同颜色的发光二极管组成，当黑方行棋时，点亮代表黑方的行棋指示灯，如图1所示；当白方行棋时，点亮代表白方的行棋指示灯，如图2所示。

如图8所示，为本实施例中行棋方指示灯控制电路的一种实施方式，由蓝、白两种不同颜色的发光二极管构成，两个发光二极管一端分别连接至中央控制电路的不同I/O口，另一端均通过电阻接地。

其中行棋位置指示灯控制电路用于在中央控制电路的控制下控制相应的行棋位置指示灯执行对应动作。行棋位置指示灯控制电路包括行移位寄存器(第一移位寄存器)和列移位寄存器(第二移位寄存器)，所述行移位寄存器和列移位寄存器分别包括多个串转并芯片，所述串转并芯片接收中央控制电路的串行信号，扩展输入输出端口连接到行棋位置指示灯。行棋位置指示灯执行对应动作包括点亮、闪烁、熄灭，若本来应该在某个棋位上落黑子，但是用户在这个棋位上落了白子，则指示灯就会常亮，提示用户落子错误；如果用户在这个棋位上落了黑子，则指示灯会闪烁，提示用户落子正确，然后熄灭。

由于本发明的行棋位置指示灯由20行乘20列的发光二极管组成，若每个指示灯均由中央控制电路的I/O口控制点亮和熄灭，则需要400个I/O口，普通中央控制电路的I/O口数量有限，若进行中央控制电路定制，不仅增加了电路制造成本，且由400个单独的控制电路组成的指示灯控制电路过于复杂，稳定性较低。故为减少中央控制电路I/O口使用数量，现有技术中对行棋位置指示灯控制电路采用行、列控制方法，虽然该方法可显著减少中央控制电路I/O口数量，但仍然需要40个I/O口，对中央控制电路仍具有较高要求，且电路稳定性也存在一定隐患。

本发明对现有行棋位置指示灯控制电路作了进一步改进，本发明的行移位寄存器和列移位寄存器包括多个串转并芯片，避免了中央控制电路直接控制行棋位置的行、列状态，而是采用中央控制电路输出串行信号至串转并芯片，通过串转并芯片扩展I/O后连接到行棋位置指示灯。如图7所示，中央控制电路通过I/O口分别控制行移位寄存器以及列移位寄存器，通过行移位寄存器扩展I/O口后连接行棋位置指示灯(行)，通过列移位寄存器扩展I/O口后连接行棋位置指示灯(列)，从而降低对中央控制电路的要求，简化电路，提高电路稳定性。行棋位置指示灯控制电路中的行移位寄存器和列移位寄存器可采用单独的移位寄存器实现，也可采用如图7所示的实现方法，将行棋指示电路中的列移位寄存器(第二移位寄存器)与行棋识别电路中的列移位寄存器(第三移位寄存器)采用共用方式连接。

如图9所示，400个发光二极管采用20行*20列的排列方式组成，每个发光二极管均是一端与行移位寄存器的一路控制线连接，另一端与列移位寄存器的一路控制线连接，发光二极管点亮原理为：假定，该20*20的LED点阵采用行共阳方式连接，即发光二极管的阳极与行移位寄存器的控制线路连接，发光二极管的阴极与列移位寄存器的控制线路连接。行移位寄存器控制线路从上至下依次命名为L1～L20，列移位寄存器控制线路从左至右依次命名为R1～R20，则每个发光二极管从左上至右下可依次命名为L1R1、L1R2、L1R3……L20R18、L20R19、L20R20。当需要点亮L1R1位置的发光二极管时，需要该发光二极管处于正向导通状态且两端存在大于阈值的电势差，则点亮实现方式为：行移位寄存器将L1路控制线路拉高，将L2～L20路控制线路拉低，列移位寄存器将R1路控制线路拉低，将R2～R20路控制线路拉高，则发光二极管L1R1符合发光条件被点亮，其余发光二极管均不符合发光条件。

基于上述发光二极管的点亮原理，对行棋位置指示原理进一步描述：行棋位置指示灯控制电路控制棋位周围的四个发光二极管依次工作指示该棋位。由于一个棋位由与其相邻的四个发光二极管指示，故需要进行行棋指示时，人眼可以捕捉到四个发光点，如图3所示即为棋盘表面行棋位置指示灯点亮时的示意图，若采用同时点亮4个发光二极管的方式，则对移位寄存器的输出电流要求较高，且在点亮过程中容易出现发光二极管亮度不够、相互影响的缺陷，故本发明采用行列动态扫描方式进行发光二极管的逐一点亮，控制每行每列的刷新速率大于50Hz，利用人眼的视觉暂留效应即可捕捉到四个发光点。例如，需对电子棋盘最左上角的棋位进行指示时，需要依次点亮L1R1、L1R2、L2R1、L2R2的四个发光二极管，以实现行棋位置的定位。

本实施例中，行棋位置指示灯控制电路中的行移位寄存器和列移位寄存器均由多个移位寄存器芯片串联而成。为提高电路集成度，本实施例中的行棋位置指示灯控制电路中的行移位寄存器采用如图12所示的单独移位寄存器电路，列移位寄存器采用如图14所示的共用移位寄存器电路。首先参照图12对单独的移位寄存器电路原理进行详述：移位寄存器采用三片74HC595级联，上一级的第9引脚SDO连接至下一级的第14引脚SDI，且三片74HC595的第11引脚SRCLK和第12引脚RCLK分别连通，并分别连接在中央控制电路中控制芯片的两个引脚上。在实现并行输出时：控制三片74HC595的第11引脚SRCLK产生一上升沿，将第一个八位二进制码移入第一片74HC595中，再次控制第11引脚SRCLK产生一上升沿，将第二个八位二进制码移入第一片74HC595中，同时第一个八位二进制码移入到第二片74HC595中，最后再次控制第11引脚SRCLK产生一上升沿，将第三个八位二进制码移入第一片74HC595中，同时第二个八位二进制码移入到第二片74HC595中，第一个八位二进制码移入到第三片74HC595中，完成三片74HC595的数据写入，之后对三片74HC595的第12引脚RCLK同时产生一上升沿，则三片74HC595的第15引脚以及第1～7引脚并行输出已移入的数据，实现同时控制20*20的LED点阵的各行的状态。

本实施例的行棋识别电路，如图5所示，包括与中央控制电路连接的棋子识别控制电路，以及与棋子识别控制电路连接的感应电路，所述感应电路包括与每一棋位对应设置的LC谐振电路，所述LC谐振电路用于感应对应棋位上的棋子状态；所述棋子识别控制电路，包括行列扫描电路和信号处理电路，所述行列扫描电路用于在中央控制电路的控制下控制感应电路中相应的LC谐振电路工作；信号处理电路包括：高频震荡电路、峰值检测电路、减法放大电路、DA转换电路以及AD转换电路，用于产生高频震荡波并作用于感应电路中相应的LC谐振电路，并对感应电路输出的高频震荡波的峰值进行处理，输出识别信息；

棋子识别控制电路包括多选一模拟开关和第三移位寄存器，所述多选一模拟开关包括多个模拟开关芯片，所述第三移位寄存器包括多个串转并芯片，所述模拟开关芯片和串转并芯片接收中央控制电路的串行信号，扩展输入输出端口连接到感应电路中相应的LC谐振电路。

由于本发明的感应电路中的LC谐振电路与每一棋位对应设置，而电子围棋棋盘共有19*19个棋位，因此需要361个LC谐振电路来完成所有棋子状态的识别，如果每个LC谐振电路的信号处理电路均为独立设置，则需要361个高频震荡电路、361个减法放大电路、361个峰值检测电路等，会造成电路过于复杂，电路稳定性降低，成本高昂。因此，如图11所示，采用行、列扫描方式来控制LC谐振电路完成所有棋子的状态识别，电路整体只需1个高频震荡电路、1个减法放大电路、1个峰值检测电路等，通过行列扫描电路完成361个LC谐振电路的信号切换，从而显著简化电路，提高电路稳定性。

如图11所示，采用多选一模拟开关进行行扫描，采用第三移位寄存器(列移位寄存器)进行列扫描。LC谐振电路采用LC并联谐振电路，LC谐振电路中的电感为平面电感，布置在电子围棋棋盘的电路板对应棋位的位置。平面电感直接设置在电路板的印制电路基板上，不用再设置电感元件，节约了制作成本。平面电感与电路板上的电容组成LC谐振电路。由于LC谐振电路不是单向导电的，因此在进行行列扫描时，相关联的LC谐振电路之间会相互影响，导致LC谐振电路的谐振频率发生改变，从而影响正常的棋子识别，故本实施例为消除上述缺陷，在每个棋位的LC谐振电路中串联一个高频单向导电元件，高频单向导电元件具有隔离作用，用于避免相邻的LC谐振电路相互影响，保证LC谐振电路的正常工作。本实施例中的高频单向导电元件采用二极管。

本实施例的电子围棋棋盘还包括棋子，棋子包括黑子和白子，且黑子和白子连接有特性相反的识别材料，识别材料连接在棋子底部或内嵌于棋子内部。如图15所示，为本实施例棋子的结构示意图，图中上部分弧形状为围棋棋子1，下部分矩形为棋盘面板3，围棋棋子1为单凸面形状，围棋棋子1底部内嵌的长条状材料2为识别材料。本实施例中在棋子内底部嵌入识别材料，识别材料可以是感磁物质，当带有不同特性的感磁物质的棋子放置在棋位上时，棋位下方对应的平面电感受到感磁物质的影响而产生电感值的不同变化，从而改变LC谐振电路输出的高频震荡波的峰值，通过对不同峰值的检测用来判断当前棋位上的棋子状态。

本实施例的中央控制电路输出的棋子状态包括：黑子、白子以及无子状态；设定信息为初始设定的与黑子状态对应的数字信号范围、与白子状态对应的数字信号范围以及与无子状态对应的数字信号范围。

参照图10对本实施例中单个棋子状态识别方法进行详述：假设，先设定正常情况下无子状态对应的数字信号范围；后设定黑子状态对应的数字信号范围整体大于无子状态对应的数字信号范围；最后设定白子状态对应的数字信号范围整体小于无子状态对应的数字信号范围。黑子和白子按照上述设定分别嵌入特性相反的识别材料，使得LC谐振电路输出的高频震荡波的峰值在放置黑子和白子时，具有明显的差异，便于进行检测和识别。

当棋位上为无子状态时，高频震荡电路持续产生高频震荡波并作用于LC谐振电路，LC谐振电路产生谐振后输出特定的高频震荡波，峰值检测电路捕捉到该特定高频震荡波的峰值，将峰值转换成直流电压信号并输出至减法放大电路，减法放大电路将接收的直流电压信号与从DA转换电路接收到的特定的电平值进行相减处理，并将相减处理后所得值放大固定倍数后输出至AD转换电路中，通过AD转换电路将放大后所得值转化成数字信号，并输出至中央控制电路，最后中央控制电路将接收到的数字信号与设定的数字信号范围进行对比，对比结果符合无子状态，即将该棋位标记为无子状态；

当黑子或白子落入棋位时，嵌入黑子或白子内部的识别材料对LC谐振电路的平面电感产生影响，从而改变LC谐振电路的谐振点，使得LC谐振电路输出的特定的高频震荡波的峰值发生改变，通过峰值检测电路以及后续的信号处理得到一个数字量，若该数字量处于黑子状态对应的数字信号范围，则将该棋位标记为落有黑子；若该数字量处于白子状态对应的数字信号范围，则将该棋位标记为落有白子，完成对单个棋位上棋子状态的识别。

在现有技术中，对棋子识别电路常采用行、列控制方法，虽然该方法可显著减少控制芯片I/O口数量，但仍然至少需要38个I/O口，对中央控制电路仍具有较高要求，且电路稳定性也存在一定隐患。本发明对现有棋子识别电路控制方法作了进一步改进，如图7所示，本发明的行列扫描电路由多选一模拟开关和第三移位寄存器组成，多选一模拟开关和第三移位寄存器用于在中央控制电路的控制下控制相应的感应电路工作，多选一模拟开关包括多个模拟开关芯片，第三移位寄存器包括多个串转并芯片，模拟开关芯片和串转并芯片接收中央控制电路的串行信号，扩展输入输出端口连接到感应电路，从而降低对中央控制电路的要求，简化电路，提高电路稳定性。且为了进一步提高电路集成度，行扫描由多选一模拟开关完成，列扫描采用第三移位寄存器，第三移位寄存器与第二移位寄存器共用中央控制电路的串行信号。

需要说明的是，围棋的行列是一个相对的概念，在进行移位寄存器共用时，可以第一移位寄存器与第三移位寄存器共用，或采用第二移位寄存器与第三移位寄存器共用的方式。

如图13所示，本实施例中的多选一模拟开关采用三片74HC4051并联，并由一片移位寄存器74HC595对三片74HC4051进行控制，采用一片74HC595对三片74HC4051进行控制，可进一步减少行扫描电路对中央控制电路的I/O口的占用。其中，74HC595的第14引脚与中央控制电路的串行信号输出端口连接，第15引脚、第1引脚以及第2引脚分别与三片74HC4051的第11引脚、第10引脚以及第9引脚的地址输入端连接，用于控制三片74HC4051中的8个输出端的导通状态；74HC595的第5引脚与第一片74HC4051的第6引脚的禁止端连接、74HC595的第4引脚与第二片74HC4051的第6引脚的禁止端连接、74HC595的第3引脚与第三片74HC4051的第6引脚的禁止端连接，用于分别控制三片74HC4051是否有效。

基于上述连接状态，以导通最左侧的第一片74HC4051的第13引脚为例，进行行扫描电路控制原理描述：中央控制电路的串行信号输出端口向74HC595的第14引脚输出一个二进制数据“00011000”，则74HC595的8位数据输出端Q0～Q7分别为“00011000”，即第三片74HC4051的第6引脚的禁止端输入为“1”，第二片74HC4051的第6引脚的禁止端输入为“1”，第一片74HC4051的第6引脚的禁止端输入为“0”，则三片74HC4051中仅有第一片处于有效状态，且第一片74HC4051的地址输入端输入为“000”，表示选中最低位线路导通，即为第13引脚导通。根据相同的导通原理依次类推，即可实现对LC谐振电路行的状态控制。

如图7所示，本发明的行棋指示电路与行棋识别电路中的列移位寄存器采用共用方式控制列行棋位置指示灯和列感应电路，结合图14对共用列移位寄存器进一步详述：共用列移位寄存器采用五片74HC595级联完成列行棋位置指示灯/列感应电路的控制，每一片74HC595的8个输出端采用交叉方式与列行棋位置指示灯与列感应电路连接，例如，第一片74HC595的第15引脚、第2引脚、第4引脚以及第6引脚与列行棋位置指示灯连接，第一片74HC595的第1引脚、第3引脚、第5引脚以及第7引脚与列感应电路连接，由于行棋位置指示与行棋识别采用交替工作方式，例如：对某一棋位进行行棋位置指示时，需点亮这个棋位周围相邻的四个发光二极管，且需要在行棋位置指示时交替进行行棋识别，以判断当前的行棋情况，上述的四个发光二极管以及行棋位置分别处于不同的三列中，故需控制共用寄存器对这三列进行交替扫描，再分别配合行棋指示电路的行移位寄存器和行棋识别电路的多选一模拟开关，实现在进行行棋指示时以人眼无法察觉的状态交替完成行棋识别，故采用寄存器共用方式不仅对电子围棋棋盘电路的正常工作无影响，还可进一步优化电路排布，尽可能地减少电路中电气元件的数量，提高电路稳定性。五片74HC595级联的并行输出原理与上述行棋位置指示灯电路中的三片74HC595级联的并行输出原理一致，在此不再赘述。

本实施例语音电路，用于在中央控制电路的控制下输出语音提示信息。关于语音电路的具体实现方式，在现有技术中已经有多种电路结构，这里不再赘述。此外语音电路还可以对用户发出的语音命令进行识别，输入到中央控制电路，执行相应的命令，如悔棋、复盘等命令等。

本实施例电子围棋棋盘本体从上至下包括：具有透光性的面膜、具有强度的面板、电路板以及底壳；所述中央控制电路、行棋指示电路、行棋识别电路和语音电路均位于电路板上；所述面板在对应行棋方指示灯和行棋位置指示灯处设有用于透光的小孔。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子围棋棋盘，包括棋盘本体，其特征在于，所述电子围棋棋盘还包括：与对弈设备连接的中央控制电路，以及连接到所述中央控制电路的行棋指示电路、行棋识别电路和语音电路，其中，

所述中央控制电路，用于接收对弈设备的通信信号，向行棋指示电路、行棋识别电路和语音电路输出控制信号，并接收行棋识别电路的识别信息，将识别信息与设定信息对比后，向对弈设备输出棋子状态识别结果；

所述行棋指示电路，包括行棋方指示灯控制电路、行棋位置指示灯控制电路、行棋方指示灯以及行棋位置指示灯，所述行棋方指示灯控制电路用于在中央控制电路的控制下控制相应的行棋方指示灯工作；所述行棋位置指示灯控制电路用于在中央控制电路的控制下控制相应的行棋位置指示灯执行对应动作；

所述行棋识别电路，包括感应电路以及棋子识别控制电路，所述感应电路包括与每一棋位对应设置的LC谐振电路；所述棋子识别控制电路，包括行列扫描电路和信号处理电路，所述行列扫描电路用于在中央控制电路的控制下控制感应电路中相应的LC谐振电路工作；所述信号处理电路用于产生高频震荡波并作用于感应电路中相应的LC谐振电路，并对感应电路输出的高频震荡波的峰值进行处理，输出识别信息；

所述语音电路，用于在中央控制电路的控制下输出语音提示信息。

2.如权利要求1所述的电子围棋棋盘，其特征在于，所述行棋位置指示灯控制电路包括第一移位寄存器和第二移位寄存器，所述第一移位寄存器和第二移位寄存器分别包括多个串转并芯片，所述串转并芯片接收中央控制电路的串行信号，扩展输入输出端口连接到行棋位置指示灯；

所述行列扫描电路包括多选一模拟开关和第三移位寄存器，所述多选一模拟开关包括多个模拟开关芯片，所述第三移位寄存器包括多个串转并芯片，所述模拟开关芯片和串转并芯片接收中央控制电路的串行信号，扩展输入输出端口连接到感应电路中相应的LC谐振电路。

3.如权利要求2所述的电子围棋棋盘，其特征在于，所示第一或第二移位寄存器与第三移位寄存器级联，共用中央控制电路的串行信号。

4.如权利要求1所述的电子围棋棋盘，其特征在于，所述行棋方指示灯由2个发光二极管组成，并相对设置于棋盘两侧，用于指示当前为黑方/白方行棋；

所述行棋位置指示灯由20行乘20列的发光二极管组成，每四个棋位中间有一个发光二极管，所述行棋位置指示灯控制电路控制棋位周围的四个发光二极管依次工作指示该棋位。

5.如权利要求1所述的电子围棋棋盘，其特征在于，所述每个LC谐振电路均串联一个高频单向导电元件，所述高频单向导电元件具有隔离作用，用于避免相邻的LC谐振电路相互影响。

6.如权利要求1所述的电子围棋棋盘，其特征在于，所述信号处理电路包括：

高频震荡电路，用于产生高频震荡波并作用于感应电路中相应的LC谐振电路；

峰值检测电路，用于检测感应电路输出的高频震荡波的峰值；

减法放大电路，用于放大所述峰值检测电路输出的高频震荡波的峰值；

DA转换电路，用于向减法放大电路输出特定的电平值；

AD转换电路，用于将减法放大电路输出的放大峰值转化为数字信号，并将该数字信号作为识别信息输出至中央控制电路。

7.如权利要求1所述的电子围棋棋盘，其特征在于，所述电子围棋棋盘还包括棋子，所述棋子包括黑子和白子，且黑子和白子连接有特性相反的识别材料，所述识别材料连接在棋子底部或内嵌于棋子内部。

8.如权利要求1所述的电子围棋棋盘，其特征在于，所述棋子状态包括：黑子、白子以及无子状态；

所述设定信息为初始设定的与黑子状态对应的数字信号范围、与白子状态对应的数字信号范围以及与无子状态对应的数字信号范围。

9.如权利要求1所述的电子围棋棋盘，其特征在于，所述中央控制电路通过通讯接口与对弈设备建立连接，所述通讯接口包括物理通讯接口、wifi通讯接口和蓝牙通讯接口中的至少一种通讯接口。

10.如权利要求1所述的电子围棋棋盘，其特征在于，所述棋盘本体从上至下包括：具有透光性的面膜、具有强度的面板、电路板以及底壳；

所述中央控制电路、行棋指示电路、行棋识别电路和语音电路均位于电路板上；

所述面板在对应行棋方指示灯和行棋位置指示灯处设有用于透光的小孔。