CN108654116A - 基于无线采集处理的自组网电子积木系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线采集处理的自组网电子积木系统，涉及电子智能玩具产品领域，该无线采集处理的自组网电子积木系统可以分成两个大类——功能模块和无线通信模块，其中功能模块完成输入/输出控制，而无线通信模块实现无线数据传输，该系统最大的特点是基本功能模块和无线模块可以随时连接和断开。当基本功能模块和无线通信模块连接之后，基本功能模块不再是一个单独的功能模块，而是会变成一个具有无线功能电子积木系统中的一个网络节点。当基本功能模块通过上电，启动完成之后，位于功能模块之间就可以以无线的方式相互通信，如果此时有多个基本功能模块也和多个的无线通信模块连接，则此时就会出现多个具有无线通信的功能模块。

Description

基于无线采集处理的自组网电子积木系统

技术领域

本发明涉及电子智能玩具产品领域，特别涉及一种基于无线采集处理的自组网电子积木系统。

背景技术

积木是常见的儿童益智类玩具，通过将不同造型的积木码放成各种形状的造型来开发幼儿的智力和想象力。而近年来电子积木的兴起为儿童提供新的积木玩耍方法。但是目前现有的电子积木主要存在以下几个问题：积木模块之间采用有线的方式连接；积木模块之间混合采用有线和无线的方式连接，有些模块使用有线连接，可能系统中存在一个无线模块，但是此无线模块只是把整个系统得到的信息通过无线的方式传输到其他控制终端；积木模块之间采用无线连接，但是无线控制单元都集成与积木模块内部，这样每个积木模块的成本比较高；在电子积木的使用过程中，大部分时间并不是每个模块都会同时用到，所以并不是每个积木模块都需要无线通信功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于无线采集处理的自组网电子积木系统，在本积木系统中，基本模块和无线通信模块之间的点连接方式采用POGO Pin顶针的方式连接，并且增加磁铁是两个模块具有相互吸引的能力，这样可以增加POGO Pin顶针连接跟紧密。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

该基于无线采集处理的自组网电子积木系统把积木模块划分为两类模块——基本功能积木模块和无线通信积木模块，其中基本功能积木模块包括电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块，而无线通信积木模块为无线传输模块，电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块都具有完整的带有MCU或微处理器的处理电路，而无线传输模块是带有MCU或微处理器功能的无线收发模块，并且集合了电源功能，使用过程中电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块需要和无线传输模块连接，其中无线传输模块会给和它连接的功能模块供电，其中连接的方法可以是POGO Pin针或者其他能连接的连接方式，当电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块和无线传输模块连接后，电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块会和无线传输模块相互传输信息，这些信息的传输方式可以是UART、I2C、SPI或者其他使用较少连接线的传输总线，当无线传输模块和基本功能连接后，所有和无线传输模块连接的基本功能模块马上能组成无线网络，这样电子积木环境信息采集模块的数据能实时的通过无线发送到电子积木响应输出模块，电子积木人机接口模块的数据也能随时不受方向的限制传输到电子积木环境信息采集模块或者电子积木响应输出模块，电源单元集成在无线传输模块中，当切换不同的基本功能模块和无线传输模块连接时不会导致无线网络出现临时的断线，并且网络信息也会保持一直。

优选的，所述电子积木环境信息采集模块和无线传输模块之间的传输信息主要有电子积木环境信息采集模块采集到的环境信息，需要设置电子积木环境信息采集模块的配置信息。

优选的，所述电子积木响应输出模块和无线传输模块之间传输的信息主要有控制电子积木响应输出模块执行动作的控制信息，配置电子积木响应输出模块的配置信息。

优选的，所述电子积木人机接口模块和无线传输模块之间传输的信息主要包括电子积木环境信息采集模块或者电子积木响应输出模块传输的信息，或者电子积木人机接口模块接收的输入信息。

采用以上技术方案的有益效果是：该基于无线采集处理的自组网电子积木系统的基本功能模块通过上电，启动完成之后，位于各自模块内的MCU或微处理器就可以相互通信，此时基本功能模块就不再是一个单独的被隔离的模块，因为此时基本功能模块的能和其他基本功能模块可以使用无线的方式通信。如果此时有多个基本功能模块也和多个无线通信模块连接各自连接，则此时就会出现多个具有无线通信的功能模块。当出现多个具有无线通信功能的模块时，这些具有无线通信的模块会根据系统的设定创建或者加入网络，当它们组无线网络形成之后，就可以相互通信。此时基本功能积木就不再受限于线的长度或者位置了，这样可以更方便的发挥我们的想象力进行各种各样的积木搭建。根据上面的描述可以在进一步减少无线电子积木系统的成本，因为无线模块和电源模块是单独的，需要使用那个基本功能模块就和那个基本功能模块动态连接，无线功能和电源功能不局限于某一个基本功能模块，因为基本功能模块和无线通信模块内部都各自有各个的MCU或者微控制器，所以在使用的过程中任何一个无线模块都能创建或者加入无线。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1是该基于无线采集处理的自组网电子积木系统原理图；

图2是电子积木四大类模块展示图；

图3是电子积木四大模块工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明基于无线采集处理的自组网电子积木系统的优选实施方式。

图1、图2和图3出示本发明基于无线采集处理的自组网电子积木系统的具体实施方式：

结合图1、图2和图3，该基于无线采集处理的自组网电子积木系统把积木模块划分为两类模块——基本功能积木模块和无线通信积木模块，其中基本功能积木模块包括电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块，而无线通信积木模块为无线传输模块，电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块都具有完整的带有MCU或者微控制器的处理电路，而无线传输模块是带有MCU或微控制器功能无线收发模块，并且集合了电源功能，使用过程中电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块需要和无线传输模块连接，其中无线传输模块会给和它连接的模块供电，其中连接的方法可以是POGO Pin针或者其他能连接的有线方式，当电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块和无线传输模块连接后，电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块会和无线传输模块相互传输信息，这些信息的传输方式可以是UART、I2C、SPI或者其他使用较少连接线的传输总线，当无线传输模块和基本功能连接后，所有和无线传输模块连接的基本功能模块马上能组成无线网络，这样电子积木环境信息采集模块的数据能实时的通过无线发送到电子积木响应输出模块，电子积木人机接口模块的数据也能随时不受方向的限制传输到电子积木环境信息采集模块或者电子积木响应输出模块，电源单元集成在无线传输模块中，当切换不同的基本功能模块和无线传输模块连接时不会导致网络出现临时的断线，并且网络信息也会保持一直。

在本电子积木系统中没有把电源单元集成到电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块里面，是因为考虑到在电子积木系统在使用的大多数情况下不会所有的基本功能模块都会使用，在大多数情况下，只会使用2到3个基本模块，所以只需要把无线传输模块和需要使用的基本模块连接，这样可以节省电子积木的成本

电子积木环境信息采集模块和无线传输模块之间的传输信息主要有电子积木环境信息采集模块采集到的环境信息，需要设置电子积木环境信息采集模块的配置信息。

电子积木响应输出模块和无线传输模块之间传输的信息主要有控制电子积木响应输出模块执行动作的控制信息，配置电子积木响应输出模块的配置信息。

电子积木人机接口模块和无线传输模块之间传输的信息主要包括电子积木环境信息采集模块或者电子积木响应输出模块传输的信息，或者电子积木人机接口模块接收的输入信息。

无线通信积木模块是一个带有通信功能的MCU或微处理器硬件系统。无线通信积木模块中另外集成了电源功能。在使用该无线电子积木时，根据积木搭建的功能需求选用不同的基本功能模块，然后将该基本功能模块和任意一个无线通信模块连接。基本功能模块和无线通信模块连接之后，无线通信模块开始给基本功能模块供电。当基本功能模块通过上电，启动完成之后，位于各自模块内的MCU或微处理器就可以相互通信，此时基本功能模块就不再是一个单独的被隔离的模块，因为此时基本功能模块的能和其他模块使用无线的方式通信。如果此时有另外的基本功能模块也和另外的无线通信模块连接，则此时就会出现多个具有无线通信的功能模块。当出现多个具有无线通信功能的模块时，这些具有无线通信的模块会根据系统的设定创建或者加入网络，当无线网络形成之后，就可以相互通信。此时基本积木就不再受限于线的长度或者位置了，这样可以更方便的发挥我们的想象力进行各种各样的积木搭建。根据上面的描述可以在进一步减少无线电子积木系统的成本，因为无线模块和电源模块是单独的，需要使用那个基本功能模块就和那个基本功能模块连接。因为基本功能模块和无线通信模块内部都各自有各个的MCU或微处理器，所以在使用的过程中任何一个无线模块都能创建或者加入无线。

在本积木系统中，基本模块和无线通信模块之间除了有正负电源连接外，还需要增加他们之间的通信方式，可以使用现有的各种数字通信接口，像UART串口、I2C总线、SPI总线或者其他使用较少连接线的传输总线。在本积木系统中，基本模块和无线通信模块之间的点连接方式采用POGO Pin顶针的方式连接，并且增加磁铁是两个模块具有相互吸引的能力，这样可以增加POGO Pin顶针连接跟紧密。另外无线模块集成电源单元，则在切换不同的基本功能时能保持现有网络不变。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于无线采集处理的自组网电子积木系统，其特征在于：所述的无线采集处理的自组网电子积木系统把积木模块划分为两类模块——基本功能积木模块和无线通信积木模块，其中基本功能积木模块包括电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块，而无线通信积木模块为内置无线功能的传输模块，电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块都具有完整的带有MCU或微处理器的处理电路，而无线传输模块是带有MCU或微处理器功能的无线信息发送接收模块，并且集合了电源功能，使用过程中电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块需要和无线传输模块连接，其中无线传输模块会给和它连接的模块供电，其中连接的方法可以是Pin针或者其他能连接的方式，当电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块和无线传输模块连接后，电子积木环境信息采集模块、电子积木响应输出模块、电子积木人机接口模块会和无线传输模块相互传输信息，这些信息的传输方式可以是UART、I2C、SPI或者其他使用较少连接线的传输总线，无线传输模块和基本功能连接后，所有和无线传输模块连接的基本功能模块马上能组成无线网络，这样电子积木环境信息采集模块的数据能实时的通过无线发送到电子积木响应输出模块，电子积木人机接口模块的数据也能随时不受方向的限制传输到电子积木环境信息采集模块或者电子积木响应输出模块。另外电源单元集成在无线传输模块中，当切换不同的基本功能模块时，无线传输模块连接时不会网络出现临时的断线，并且网络信息也会保持一直。

2.根据权利要求1所述的无线采集处理的自组网电子积木系统，其特征在于：所述电子积木环境信息采集模块和无线传输模块之间的传输信息主要有电子积木环境信息采集模块采集到的环境信息，需要设置电子积木环境信息采集模块的配置信息。

3.根据权利要求1所述的无线采集处理的自组网电子积木系统，其特征在于：所述电子积木响应输出模块和无线传输模块之间传输的信息主要有控制电子积木响应输出模块执行动作的控制信息，配置电子积木响应输出模块的配置信息。

4.根据权利要求1所述的无线采集处理的自组网电子积木系统，其特征在于：所述电子积木人机接口模块和无线传输模块之间传输的信息主要包括电子积木环境信息采集模块或者电子积木响应输出模块传输的信息，或者电子积木人机接口模块接收的输入信息。