CN108778437A - 电磁耦合的构件块 - Google Patents

Abstract

描述了一种具有多个面的构件块，每个面具有相关联的耦合元件，使得第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，等等。该块中的RF开关被布置为在处理器的控制下选择性地将耦合元件中的两个耦合元件耦合在一起。处理器响应于从收发器模块接收的信号来控制RF开关。在该构件块内的感测和开关布置基于检测到的块的取向而选择性地将处理器连接到耦合元件其中之一(例如，使得从收发器模块获取的功率可以用于为处理器供电)。耦合元件全部是天线或全部是电极。

Description

电磁耦合的构件块

背景技术

一些现有的模块化交互式玩具(诸如构造套组或模块化人偶)使用相机来扫描块的组件，确定用户已经组装的配置，并且然后在数字软件应用中数字化该构造。然而，这受到遮挡，因为只有那些可见的块才能被感知并且因此在构造的虚拟版本中表示。

发明内容

下面给出本公开的简化概述以便向读者提供基本理解。本发明内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本文中公开的一些概念，以作为稍后呈现的更详细描述的序言。

描述了一种具有多个面的构件块(building block)，每个面具有相关联的耦合元件，使得第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，等等。块中的RF开关被布置为在处理器的控制下选择性地将耦合元件其中两个耦合元件耦合在一起。处理器响应于从收发器模块接收的信号来控制RF开关。构件块内的感测和开关布置基于检测到的块的取向而选择性地将处理器连接到耦合元件其中之一(例如，使得从收发器模块获取的功率可以用于为处理器供电)。耦合元件全部是天线或全部是电极。

很多附带特征将更容易被理解，因为这些特征通过参考结合附图考虑的以下详细描述而将变得更好被理解。

附图说明

根据参考附图而阅读的详细描述，将更好地理解本说明书，在附图中：

图1是包括收发器模块和多个块的示例模块化构造系统的示意图；

图2是图1的系统的示例操作方法的流程图；

图3是包括四个天线/电极的示例块的示意图；

图4示出了包括重力激活开关的示例块的示意图；

图5示出了包括加速度计的示例块的示意图；

图6示出了两个示例块的示意图，一个示例块使用磁场来检测取向并且另一示例块使用RF场来检测取向；

图7示出了块的各种示例布置的示意图；

图8示出了包括机械开关的示例块的示意图；

图9示出了包括重力激活开关的另一示例块的示意图；

图10示出了包括两个多路开关的示例块的示意图；以及

图11示出了包括连接到多个天线/电极中的每个的单独处理器的示例块的示意图。

在附图中，相同的附图标记用于指示相同的部件。

具体实施方式

在下文中结合附图提供的详细描述旨在作为本示例的描述，而并非旨在表示本示例被构造或利用的唯一形式。该描述阐述了示例的功能以及用于构造和操作示例的操作序列。然而，相同或等同的功能和序列可以通过不同的示例来实现。

如上所述，在使用相机系统来检测由用户所创建的块或模块的组件的配置的情况下，仅能够感测到那些可见的块。在替代系统中，每个块可以包括处理器并且经由在邻近块之间传输电力和数据的机电连接器与邻近块通信。以这种方式，每个块可以标识其邻居，并且然后软件应用可以使用它来创建用户的构造的虚拟版本。然而，机电连接器可能是常见的故障点(特别是因为这些块可能被儿童粗暴地对待)。

下面描述的实施例不限于解决已知模块化交互式玩具的任何或所有缺点的实现。

本文中描述的是一种模块化构造系统，其包括多个块和收发器模块，收发器模块可以是例如专用硬件模块或智能电话或平板电脑。在本文中描述的系统中，块不依赖于它们之间的直接电连接来传递数据和电力(例如，在一个块的面上并没有与另一块上的相应暴露电触点进行接触的暴露电触点)，而是使用电磁感应耦合(例如，电感或电容耦合)或电磁辐射耦合(例如，短程无线技术)来传输数据和电力。如本文所述，非接触式耦合的使用提高了块和整个系统的可靠性(例如，因为没有易受污垢、腐蚀或损坏的影响的暴露电连接)，特别是在块可能受到粗暴对待的情况下(例如，来自儿童)。此外，可以检测块组件中的所有块(即，不存在基于相机的系统中出现的遮挡问题)。

为了实现这种非接触(或非电)耦合，每个块包括两个或更多耦合元件(即，天线或电极)，其中不同的耦合元件(即，不同的天线/电极)被定位为邻近块的不同面(例如，第一天线/电极可以邻近第一面，第二天线/电极可以邻近第二面，第三天线/电极可以邻近第三面，等等)。当一个块邻近另一块并且经由耦合元件(即，经由两个或更多耦合元件其中一个耦合元件)而从该块接收电力时，该耦合元件可以被称为“输入耦合元件”。类似地，当一个块也邻近又一块并且经由不同的耦合元件(即，经由两个或更多耦合元件中不同的耦合元件)而向该又一块传输电力(经由输入耦合元件接收)时，该不同的耦合元件可以称为“输出耦合元件”。

每个块包括具有标识符的处理器，标识符可以由收发器模块读取，以便确定用户已经构造的块组件的拓扑(或配置)。每个块还包括RF开关，RF开关可以由收发器模块远程控制(经由块中的处理器)以选择性地将输入天线/电极耦合到输出天线/电极，以便通过模块链传输电力，并且允许对每个块的标识符的读取。在本文中描述的很多示例中，各个块不包括单独的电源，并且因此块中的处理器仅通过经由天线/电极从邻近块获取电力来供电。块使用RF耦合的去除(并且因此电力丢失)来检测断开事件，并且重置它们的状态。在包括自供电(例如，通过从诸如太阳光等源来获取能量或具有内部电池)的块的示例中，这样的块包括单独的复位机制，这种复位机制在其配置改变时重置块的状态(例如，检测器或微控制器可以用于检测邻近RF信号的丢失并且重置块的状态)。沿着块链传输的电力要么由收发器模块提供，要么在各种示例中由一个或多个专用“电源块”提供。通过远程控制块中的RF开关(经由每个块中的处理器)，收发器可以以集中方式执行拓扑检测，而不管用户是将块一个接一个地放置到收发器模块上还是将已经构造的块布置放置到收发器模块上。

每个块还包括被布置为基于检测到的块的取向来选择性地将块中的处理器连接到输入天线/电极的感测和开关布置(尽管块中的所有天线/电极都潜在地都是输入天线/电极，但是任何时候最多有一个天线/电极作为输入天线/电极而被激活)。块的取向可以相对于重力和/或相对于邻近块和/或相对于电源来定义，如下面所描述的各种示例中所示。这种感测和开关布置表示这些块不需要具有预定义的“顶”面和“底”面，并且因此这增加了可以组装块的不同方式的数目。感测和开关布置还增加了系统(并且尤其是拓扑检测)的可靠性，因为如果块被成形为使得它们可以在多于一个取向上堆叠并且感测和开关布置被省略，则用户可能以使得永远不能检测到拓扑的方式来组装块(例如，会发生错误)，因为块中的处理器不会被供电。

术语“块”在本文中用于指代模块化构造系统中的对象，并且并非旨在暗示该块具有任何特定形状。虽然很多块在附图中示出为立方体/长方体(如二维中由正方形/矩形所示)，但这仅是示例性的，并且块可以具有包括至少两个配合特征(例如，如示例中所示的扁平面，或者插头和插座布置)的任何3D形状，并且在模块化构造系统内，多个块可以包括尺寸和形状全部相同的块，或者尺寸和/或形状不同的各种块。在各种示例中，块可以包括使得邻近块能够物理地连接在一起(例如，使得除了抵抗重力而提升块所需要的力之外，需要其他力来分离它们)的表面特征或其他机构(例如，磁体)，并且在其他示例中，块可以不包括用于将块连接在一起的任何表面特征或其他机构(例如使得块可以简单地彼此上下叠置)。在块包括用于将块物理地连接在一起的表面特征或另一机构的示例中，块可以能够在各种取向上连接(例如，使得没有预定义的“顶”面并且没有预定义的“底”面，这与现有的模块化构造系统(诸如Lego^TM)不同)。

图1是包括收发器模块102和多个块104的示例模块化构造系统100的示意图，多个块104被示出为以竖直堆叠进行组装。在图1所示的示例中，块A已经被放置到收发器模块102上并且块B至D已经堆叠在块A之上。本文中使用字母A至E来表示每个块104的标识符(或ID)。

图1中所示的收发器模块102包括天线/电极106(其可以称为收发器天线/电极)、收发器108和处理器110。如上所述，收发器模块102可以是专用硬件(例如，模块化构造系统内部的专用模块)，或者收发器模块102可以是智能电话、平板电脑、游戏控制台或其他计算设备。在收发器模块102是计算设备的示例中，天线/电极106可以是计算设备中的天线/电极(例如，NFC天线)，收发器108可以是计算设备中的收发器(例如，NFC收发器)，并且处理器110可以是计算设备内的CPU。在另一示例中，收发器模块102可以是连接到智能电话、平板电脑、游戏控制台或其他计算设备的外围设备，并且在这样的示例中，收发器模块102可以并不包括处理器110，图1中所示的处理器110而是可以是计算设备的一部分(例如，计算设备内的CPU)。

多个块104中的每个包括多个面112、多个天线/电极114、处理器116、RF开关118以及感测和开关布置120(其可以替代地称为“取向模块”)。如上所述，块104不包括电源，但是在各种示例中，除了如图1所示多个块104之外，模块化构造系统可以还包括专用“电源块”，该专用“电源块”确实包括电源。这些电源块可以类似于本文中描述的块，但是另外电源块包括诸如电池等电源。

如图1所示，(多个天线/电极中的)第一天线/电极114邻近多个面中的第一面112(例如，天线/电极114可以位于靠近第一面112的平面中，使得当两个块接触时，天线/电极114在邻近块中的相应天线/电极的耦合范围内)，并且(多个天线/电极中的)第二天线/电极114邻近多个面中的第二面112。在各种示例中，第一天线/电极可以嵌入第一面内并且第二天线/电极可以嵌入第二面内，并且天线/电极相对于邻近面的特定配置可以取决于用于形成块104的构造技术和所使用的非接触耦合方法(例如，电感/电容耦合或短程无线技术)。虽然图1仅示出了两个天线/电极114，但是应当理解，块可以包括多于两个天线/电极(例如，如图3所示，每个面一个天线/电极)。此外，尽管本文中描述的示例示出了每个面单个天线/电极，但是在其他示例中，每个面可以存在多于一个天线/电极，并且这可以提供关于块组件的拓扑的进一步信息(例如，使得处理器110可以准确地确定块被放置在另一块之上的位置)。

每个单独的天线/电极114的配置取决于用于在块104之间传输电力的耦合的类型。在各种示例中，天线/电极可以是线圈或环形天线(例如，在使用电感耦合的情况下)。

RF开关118被布置为选择性地将两个天线/电极114耦合在一起(例如，响应于经由RF开关的输入而接收的外部控制信号)。在其默认状态下，RF开关118可以是断开的，使得它不将任何天线/电极114耦合在一起，并且它可以响应于外部控制信号而闭合。如果块包括多于两个天线/电极114，则RF开关118可以是多路开关，并且再次，在其默认状态下，它可以不将任何天线/电极114耦合在一起，并且响应于外部控制信号，它可以将天线/电极114其中两个耦合在一起。图3中所示的块包括多路RF开关。

处理器116(例如，其可以是微控制器(MCU)或NFC标签IC)具有标识符(例如，其可以存储在处理器116或连接到处理器116的存储器中)，其中该标识符例如可以在特定的模块化构造系统100内是唯一的或不同于所有其他ID。处理器116被布置为响应于从收发器模块102接收的信号来控制RF开关118，并且因此致使两个天线/电极114的选择性耦合。因此，处理器116生成用于RF开关118的控制信号，并且处理器116的输出连接到RF开关118的输入，使得控制信号可以从处理器116被传递到RF开关118。

块104内的感测和开关布置120被布置为检测块104的取向(例如，其相对于重力、或相对于收发器模块102、或相对于系统100中的另一块104、或相对于电源的取向)并且基于检测到的块104的取向来选择性地将处理器连接到天线/电极之一(例如，连接到输入天线/电极)。感测和开关布置120可以包括无源组件(即，不需要电源来执行其功能的电子组件)和/或有源组件(即，确实需要电源来执行其功能的电子组件)，并且在下面描述各种不同的示例。

可以参考图2来描述模块化构造系统100的操作。图2的示例流程图示出了收发器模块102的操作(如括号201所示)和每个块104的操作(如括号202所示)。该方法如图2所示当一个或多个块104被放置在收发器模块102上时开始(方法框204)。用户可以将所有块104(例如，图1的示例中的块A-E)一起放置在收发器模块102上，或者可以一个接一个地将其放置块104上(例如，块A，接着是块B，接着是块C，等等)，并且在任一场景中，图2的方法以相同的方式进行。

如果感测和开关布置120仅包括无源组件，则可能已经检测到每个放置的块104的取向，并且放置的块104中的处理器116连接到块104中的天线/电极114其中之一(方法框206)，即该过程可以连续发生，而不管块104是放置在收发器模块102上、另一块104上还是其他地方(即，方法框206可以独立于方法框204发生)。然而，如果感测和开关布置120包括至少一个有源组件(例如，其可以涉及检测块104的取向和/或将处理器116连接到天线/电极114)，则放置的块104中的处理器116并不连接到块104中的天线/电极114之一直到它已经被放置在收发器模块102上并且因此从收发器模块102接收电力(即，方法框206在方法框204之后)。取决于有源组件在感测和开关布置120中的作用，取向的检测可以独立于在收发器模块102上的放置而发生(例如，其中取向的检测仅仅依赖于无源组件)，或者可以仅在放置到收发器模块120上之后发生(例如，其中取向的检测依赖于至少一个有源组件)。

如上所述，一旦已经将块104放置在收发器模块102上，连接到处理器116的天线/电极114(在方法框206中，通过感测和开关布置120)被称为输入天线/电极。输入天线/电极向处理器116提供电力，并且因此处理器116能够响应于来自收发器模块102的请求而将其ID提供给收发器模块102(方法框208)。将块ID从块104传送到收发器模块102的这个过程(在方法框208和212中)也可以称为收发器模块102读取块104的ID。

收发器模块102检测块104的存在(方法框210，例如通过加电，尝试通信并且检查它是否看到响应，或者通过检测是否有某物耦合到它，例如通过测量其负载的阻抗，通过加电，尝试通信并且检查它是否看到响应)并且读取(或请求并且然后接收)邻近块104的ID(方法框212，例如图1中所示的布置中的块A)。所接收的ID可以由收发器模块102存储在存储器中。如果在邻近收发器模块102的这个第一块104(例如，块A)之上存在第二块104(例如，块B)，则收发器模块102此时将不能读取该第二块104(例如，块B)的ID，因为第二块104中的处理器未被供电。因为它没有内部电源第二块104(例如，块B)中的处理器未被供电，这是因为它不能直接从收发器模块102获取电力并且因为第一块104(例如，块A)中的RF开关118当前被设置为使得它并未将两个天线/电极耦合在一起。

第二块104(例如，块B)不能直接从收发器模块102获取电力，因为第二块104(例如，块B)中的最近的天线/电极114超出了收发器模块102中的天线/电极106的范围。由于收发器模块102中的天线/电极106与第二块104中的最近的天线/电极114之间的间隔太大(并且因此这可以设置块的最小尺寸)，和/或因为在插入块104(例如，块A)内存在破坏或断开场的元件(例如，板)，天线/电极可能会超出范围。

在从邻近块(例如，块A，在方法框212中)接收到ID之后，收发器模块102向邻近块104中的处理器116发送信号，以指示其将两个天线/电极耦合在一起(方法框214)，例如闭合RF开关118。在接收到闭合信号时(方法框216)，块104中的处理器116生成控制信号并且将其发送给RF开关118(方法框218)。在块104仅具有两个天线/电极114(如图2所示)的示例中，该控制信号仅需要致使RF开关118闭合，从而耦合两个天线/电极114。然而，在其他示例中，在块104具有多于两个天线/电极114(例如，如图3所示)的情况下，处理器116可以确定哪个(哪些)天线/电极114连接到输入天线/电极(处理器116已经连接的天线/电极)，并且在各种示例中，处理器可以依次将输入天线/电极连接到每个其他天线/电极(例如，在图2的方法的分开迭代中)。

一旦RF开关118闭合并且块104中的输入天线/电极114和第二天线/电极114耦合在一起，其面112(并且因此天线/电极114)邻近第一块104(例如，块A)中的第二天线/电极114的第二块104(例如，块B)可以经由第一块104从收发器模块102获取电力，并且图2的方法重复，使得收发器模块102可以读取第二块的ID(在方法框212中)。如果第一块的处理器116仍然是活动的，则收发器模块102可以在该第二次迭代中读取第一块和第二块两者的ID(在方法框212中)。然而，替代地，一旦已经设置了块中的RF开关118(在方法框218中)，处理器116可以进入低功率状态或断电(方法框222)，使得收发器模块102在每次迭代中仅读取单个ID，并且这降低了块的功耗(并且因此降低了整个系统100的功耗)。

然后，该方法可以继续进行后续迭代，其中后续迭代从收发器模块102进一步读取块104的ID(例如，在图1中示出的块的堆叠更高处)，使得收发器模块102可以读取用户创建的组件中的每个块104的ID。参考图1中所示的框组件，第一次迭代可以读取ID A，第二次迭代可以读取ID B，第三次迭代可以读取ID C，第四次迭代可以读取ID D，并且第五次迭代可以读取ID E。进一步的迭代并未读取到任何新的ID，并且因此收发器模块102可以确定已经读取了所有ID。

当接收到ID时，或者可选地，一旦收发器模块102已经收集了所有ID(例如，如通过在该方法的最后迭代中没有接收到新ID来确定)，收发器模块102为组装的块生成拓扑数据(例如，拓扑图)(方法框220)。拓扑数据可以被馈送到在收发器模块102或另一计算设备上运行的应用，并用于生成由用户创建的块布置的虚拟表示。或者，拓扑数据可以用于其他目的。在每个块104表示功能的示例中，拓扑数据可以用于根据由块布置表示的功能序列来控制外部系统或过程。在另一示例中，本文中描述的方法可以用于检测服务器计算机或机器内部的组件的配置(例如，其中组件部分已经用如上所述的天线/电极和RF开关来增强)。在另一示例中，本文中描述的方法可以用于其他工业应用，诸如自动检测仓库的内容。

图4-6和8-11示出了图1和3中所示的块104的各种示例实现并且特别地是感测和开关布置120的不同实现。应当理解，可以组合这些示例中的任何示例的各方面以生成其他示例实现。特别地，虽然一些示例仅示出每个块两个天线/电极，但是很多示例可以扩展为每个块包括多于两个的示例(例如，对RF开关进行相应的改变，使得它是多路开关)。

图4示出了示例块404，其中感测和开关布置120包括在以特定角度倾斜时断开和闭合的四个倾斜(或重力激活)开关406、408(例如，水银倾斜开关)。在图4中所示的布置中，有两个倾斜开关406，它们在向上时闭合，使得在图4中所示的取向上，上部开关406闭合从而将上部天线/电极114连接到RF开关118，并且下部开关406断开，使得下部天线/电极114不连接到RF开关118。另一对倾斜开关408在向下时闭合，使得在图4中所示的取向上，下部开关408闭合从而将下部天线/电极114连接到处理器116(例如，连接到处理器116的RF公共输入)，并且上部开关408断开，使得上部天线/电极114并未连接到处理器116。在这种布置中，如果块404被放置在收发器模块102(或在收发器模块102上的另一块404)上，则下部天线/电极114被连接到处理器116并且是输入天线/电极，并且上部天线/电极114仅在RF开关118闭合时耦合到下部天线/电极114。

图4中所示的块404适合于在相对面上仅具有两个天线/电极的块，并且适合于诸如图1中所示的布置等竖直块堆叠。图4中所示的感测和开关布置120(即，4个倾斜开关及其与处理器116和RF开关118的连接的组合)进行操作，而与是否提供电力(经由输入天线/电极)无关，并且因此，再次参考图2，方法框206可以在方法框204之前执行。

图5示出了以与图4中所示的块404类似的方式操作的示例块504，但是其中感测和开关布置120包括加速度计506和开关508，而不是倾斜开关406、408。加速度计506可以是单轴加速度计，或是具有低功耗并且因此可以通过从天线/电极114之一(例如，当放置在收发器模块102上时从输入天线/电极)获取电力来供电的其他加速度计。取决于加速计506所检测的块504的取向，开关508将下部天线/电极114连接到处理器116。如图4所示，上部天线/电极114仅在RF开关118被闭合时才耦合到下部天线/电极114。

如果加速度计506是单轴加速度计，则块504适合于在相对面上仅具有两个天线/电极的块并且适合于诸如图1中所示的布置等竖直块堆叠。然而，如果加速度计506是多轴加速度计(例如，三轴加速度计)或者使用多个单轴加速度计，则块504可以适合于具有多于两个天线/电极的块。与块404类似，块504仅适合于诸如图1中所示的布置等竖直块堆叠。

图5中所示的感测和开关布置120(即，加速度计506、开关508及其与处理器116和RF开关118的连接的组合)需要获取的电力来进行操作，并且因此，再次参考图2，方法框206不能在方法框204之前执行。

图6示出了以与图4和图5中所示的块404和504类似的方式操作的示例块604，但是其中感测和开关布置120包括一对磁开关606(它们是常开的)和一对电磁体608，并且因此这种配置并不限于竖直块堆叠。如果块604放置在收发器模块102上，则收发器模块102中的磁体致使下部磁开关606闭合，并且这将下部天线/电极114连接到处理器116。如图4和图5所示，当RF开关118闭合时，上部天线/电极114仅耦合到下部天线/电极114。当RF开关118闭合以及耦合下部和上部天线/电极114时，上部电磁体608被供电，并且因此，如果第二块604放置在第一块604之上，则第一块604中的上部电磁体608致使第二块604中的下部磁开关606闭合，并且这将第二块604中的下部天线/电极114连接到第二块604中的处理器116。

尽管图6中所示的块604仅在相对面上具有两个天线/电极，但是该特定的感测和开关布置120并不限于这种配置，并且该配置可以在存在邻近多于两个面的天线/电极的情况下使用，并且可以用于其他的块布置以及竖直块堆叠，诸如图7中所示的布置71-73。在各种示例中，电磁体608用于将块604保持在一起(例如，在布置71中)以及用作感测和开关布置120的一部分。

在存在邻近多于两个面的天线/电极的示例中，RF开关118是多路开关，使得其可以将四个天线/电极114中的任何两个耦合在一起；然而，如上所述，为了能够通过块604将电力从收发器模块102传送到邻近块，耦合在一起的两个天线/电极其中一个总是输入天线/电极。在这个示例中，可以由处理器116通过读取磁开关606的状态，或通过具有双重磁开关606来确定输入天线/电极，每个磁开关606连接到处理器的单独输入(例如，使得处理器可以确定正在经由哪个天线/电极接收电力)。在块604仅竖直堆叠(如图1所示)或水平堆叠(如布置72所示)的示例中，多路RF开关可以总是用于将输入天线/电极114耦合到相对的面上的天线/电极。然而，在其中块604可以以分支结构而不是纯线性结构布置(例如，如布置71和73中所示)的示例中，多路RF开关可以用于将输入天线/电极114依次耦合到每个其他天线/电极，以使得在图2的方法的多次迭代(例如，方法框206-218的多次迭代)中，收发器模块102可以读取邻近于块604的任何面的任何块的ID以及与那些邻近块邻近的任何其他块的ID等。

例如，参考图7中所示的块的布置71，在第一次迭代中，可以由收发器模块读取IDA，并且在第二次迭代中，可以由收发器模块读取ID B。在下一次迭代中，可以读取ID C或D(这取决于天线/电极连接到输入天线/电极的顺序)，并且在下一次迭代中，可以读取ID C和D中的另一个。类似地，在下一次迭代中，可以读取ID E或F，并且在下一次迭代中，可以读取ID E和F中的另一个。在序列内还可以存在没有读取ID的迭代，例如，在输入天线/电极连接到没有邻近块的面上的输出天线/电极的情况下。在这样的迭代中，由于没有读取新ID(在方法框212中)，所以由收发器模块发送的闭合信号可以指示处理器将同一块内的不同天线/电极连接到输入天线/电极。

图6还示出了另一示例块614，其使用RF场来实现相同的效果，并且因为它不使用功耗大的电磁体，所以具有较低的功耗。在块614中，所有开关都是常开的，并且因此没有连接任何东西。如果块614被放置在收发器模块102上，则底部天线/电极114从收发器模块102内的邻近天线/电极供电。因此，底部整流器610变为被供电并且向底部开关逻辑612输出电力。底部开关逻辑612检测到处理器116断电并且因此启用底部RF开关118，其为处理器116供电。当加电时，处理器116读取其所有感测线以确定哪个面被供电。然后，处理器116依次强制其他RF开关118接通/断开，以扫描其他邻近块。

图6中所示的感测和开关布置120(即，电磁体608和磁开关606及其与块604中的处理器116和RF开关118的连接的组合以及整流器610和开关逻辑612及其与块614中的处理器116和RF开关118的连接的组合)需要获取的电力来进行操作，并且因此，再次参考图2，方法框206不能在方法框204之前执行。

图8示出了以与图4中所示的块404类似的方式操作的示例块804，但是其中感测和开关布置120包括两个机械开关806而不是倾斜开关406、408。机械开关806在图8中被称为“接触开关”，因为虽然它们是常开的，但如果它们与另一块(或其他物体)接触，则它们就会闭合。因此，如果块804被放置在收发器模块102上，则下部接触开关闭合并且将下部天线/电极114连接到处理器116。如图4所示，上部天线/电极114仅在RF开关118闭合时耦合到下部天线/电极114。

块804适合于在相对面上仅具有两个天线/电极的块并且适合于诸如图1中所示的布置等竖直块堆叠。然而，如果块804还包括用于将一个块附接到邻近块的装置，则块804也可以用于存在邻近多于两个面的天线/电极的情况以及用于其他块布置以及垂直块堆叠，诸如图7中所示的布置71-73。

图8中所示的感测和开关布置120(即，接触开关806及其与处理器116和RF开关118的连接)进行操作，而与是否提供电力(经由输入天线/电极)无关，并且因此，再次参考图2，方法框206可以在方法框204之前执行。

如上所述，块404(如图4所示)适合于在相对面上仅具有两个天线/电极的块。图9示出了块404的变型，其适合于具有多于两个天线/电极的块，并且在所示的示例中，块904具有四个天线/电极114。在这个示例中，感测和开关布置120包括四个倾斜(或重力激活)开关408，其在向下时闭合，以使得在图9中所示的取向上，仅底部开关408被闭合，从而将底部天线/电极114连接到处理器116(例如，连接到处理器116的RF公共输入)。

在这个示例中，RF开关118是多路开关，以使得它可以将四个天线/电极114中的任何两个耦合在一起；然而，如上所述，为了能够通过块904将电力从收发器模块102传送到邻近块，耦合在一起的两个天线/电极其中一个总是输入天线/电极。在这个示例中，输入天线/电极由处理器116通过经由一个闭合的倾斜开关408测量处理器116与天线/电极114之一之间的连接的电阻来确定。如图9所示，每个天线/电极114与处理器116之间的路径包括电阻器R1-R4，并且每个路径中的电阻不同(即，R1≠R2≠R3≠R4)。为了使得可以由处理器116确定电阻，天线/电极114可以(经由倾斜开关408)连接到RF公共输入和处理器的模拟输入两者。一旦天线/电极确定了哪个天线/电极是输入天线/电极，它可以向多路RF开关118发送控制信号，以将输入天线/电极耦合到与输入天线/电极相对的面上的天线/电极。

图9中所示的块904适合于竖直块堆叠，诸如图1所示的布置，但是与块404不同，块904可以在任何取向上放置在收发器模块102或堆叠中的下部块上。图9中所示的感测和开关布置120(即，4个倾斜开关和4个电阻器及其与处理器116和RF开关118的连接的组合)进行操作，而与是否提供电力(经由输入天线/电极)无关，并且因此，再次参考图2，方法框206可以在方法框204之前执行。

代替在块904中使用电阻器R1-R4，可以使用另一种机制来使得处理器能够确定哪个天线/电极是输入天线/电极。例如，可以存在双重倾斜开关，每个倾斜开关连接到处理器的单独输入(例如，使得处理器可以确定正在经由哪个天线/电极接收电力)，或者可以存在使得处理器能够确定(或者“读取”)每个倾斜开关408的状态的另一种机制。

图10示出了其中感测和开关布置120包括多路开关1006的示例块1004，多路开关1006在其默认状态下将所有四个天线/电极114连接到处理器116。因此，处理器116接收电力，而不管哪个面邻近收发器模块102。在这个示例中(如同图9)，RF开关118是多路开关，使得它可以将四个天线/电极114中的任何两个耦合在一起；然而，如上所述，为了能够通过块1004将电力从收发器模块102传送到邻近块，耦合在一起的两个天线/电极其中一个总是输入天线/电极。在这个示例中，输入天线/电极由处理器116通过以下方式来确定：存储多路开关1006的状态，选择性地断开天线/电极114之一，并且然后依次针对每个天线/电极114重复这一过程。当处理器116断开输入天线/电极时，它将断电，并且然后当它返回其默认状态(所有四个天线/电极都连接)时，它可以从在电力丢失之前立即存储的状态来确定哪个天线/电极是输入天线/电极。

一旦天线/电极已经确定出哪个天线/电极是输入天线/电极，它然后可以向多路RF开关118发送控制信号，以将输入天线/电极耦合到其他天线/电极之一。在块1004仅竖直堆叠(如图1所示)或水平堆叠(如布置72所示)的示例中，多路RF开关可以总是用于将输入天线/电极114耦合到相对的面上的天线/电极。然而，在其中块1004可以以分支结构而不是纯线性结构布置(例如，如布置71和73中所示)示例中，多路RF开关可以用于将输入天线/电极114依次耦合到每个其他天线/电极，使得在图2的方法的多次迭代中(例如，方法框206-218的多次迭代)，收发器模块102可以读取邻近于块1004的任何面的任何块的ID以及邻近那些邻近块的任何其他块的ID等。应当理解，对于图7中所示的布置71，块1004必须另外包括互连机构(例如，以表面特征或磁体的形式)。

在上面描述的并且在图1、图3-6和图8-10中示出的示例中，每个块包括具有单个ID的单个处理器116。然而，在另外的示例中，块可以包括多个处理器116，每个处理器116具有相同的ID或不同的ID，并且每个处理器116连接到多个天线/电极114中的不同的一个。在这个示例中，感测和开关布置120包括多个处理器116，因为它们共同确定哪个处理器116控制RF开关118。

如果块1104放置在收发器模块102上，则作为从收发器模块102获取功率的结果，连接到邻近收发器模块102的天线/电极114的处理器116被加电。其他处理器116并没有加电。然后，可以由收发器模块读取加电的处理器116的ID(方法框208、212)。加电的处理器116还可以响应于从收发器模块102接收的信号而生成控制信号并且向多路RF开关118发送控制信号，并且如上所述，多路RF开关可以用于将输入天线/电极114耦合到其他天线/电极之一(例如，与输入天线/电极相对的面上的天线/电极)或依次连接到每个其他天线/电极，使得在图2的方法的多次迭代(例如，方法框206-218的多次迭代)中，收发器模块102可以读取邻近于块1104的任何面的任何块的ID以及邻近那些邻近块的任何其他块的ID等。

取决于块1104中的每个处理器116具有相同的ID还是不同的ID，收发器模块102可以根据收发器模块上的块1104的取向来读取不同的ID。此外，当两个天线/电极114通过多路RF开关而耦合在一起时，第二处理器可以在块1104内加电，并且这可以导致收发器模块102从同一块读取两个不同的ID。这些不同的ID可以帮助收发器模块102(或软件应用)确定组装的块的拓扑(在方法框220中)。

尽管上面的描述涉及将块放置在收发器模块102上，但是应当理解，在可以以不同于垂直堆叠的配置来布置块的示例中，可以替代地将块放置为邻近收发器模块102(例如，如图7中的布置72和73所示)。

除了发送信号以控制RF开关之外，收发器模块102还可以向块中的处理器发送信号，以控制另一RF开关(图中未示出)，这个另一RF开关可以用于动态地接入电容器/电感器以调节天线/电极对之间的调谐(在邻近块中)并且优化耦合。以这种方式接入电容器/电感器，可以使得能够集中检测更大的块集合和/或提高可靠性(例如，在收发器模块与第一块之间或者在靠近收发器模块的块之间的耦合较差的情况下)。

除了从块接收ID(在方法框212中)之外，收发器模块102还可以接收附加信息和/或与块通信以获取存储在块中的处理器的非易失性存储器中的信息(例如，标识块的视觉特性，诸如其颜色)，或获取传感器数据(例如，在块包括一个或多个传感器的情况下，这些传感器仅在处理器从收发器模块被供电时才有效)。

尽管在上面的示例中，块被描述为彼此邻近或彼此重叠，但是由于使用非接触耦合，它们不需要彼此物理接触(即，实际上彼此接触)。

在上述示例中，使用相同的机制来传输电力和数据(即，块的ID)。在其他示例中，上述机制可以用于提供电力并且重置块的状态，并且一旦被供电，不同的通信信道可以用来向收发器提供块ID(在框208中)，例如，通过在Bluetooth^TM信道上进行广播。

在上述示例中，耦合元件114可以是其中使用电容耦合的电极或者其中使用电感耦合或短程无线的天线。在其中使用短程无线的示例中，可以控制由天线生成的辐射图案以便能够确定邻接性，或者可以使用信号强度来确定邻接性。例如，辐射图案可以通过天线的形状或通过屏蔽的使用来控制，使得它仅能够与在预定范围内(例如，距天线2cm的45°锥内)的其他设备通信。

图1、图3-6和图8-11中所示的处理器116可以是微处理器、控制器或任何其他合适类型的处理器，其用于处理计算机可执行指令以控制设备的操作从而控制RF开关并且存储标识符(例如，NFC IC)。收发器模块102中的处理器110可以是微处理器、控制器或任何其他合适类型的处理器，其用于处理计算机可执行指令以控制设备的操作从而检测ID并且向块发送信号以控制RF开关，以便为用户组装的块集合执行集中式拓扑检测。在一些示例中，例如在使用片上系统架构的情况下，处理器110、116可以包括用硬件(而不是软件或固件)来实现控制RF开关和/或拓扑检测的方法的一部分的一个或多个固定功能块(也称为加速器)。替代地或另外地，本文中描述的功能至少部分由一个或多个硬件逻辑组件执行。例如而非限制，可选地使用的说明性类型的硬件逻辑组件包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、系统级芯片系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、图形处理单元(GPU)。

由处理器110、116执行的计算机可执行指令使用处理器可访问的任何计算机可读介质来提供。计算机可读介质包括例如计算机存储介质，诸如存储器和通信介质。诸如存储器等计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用光盘(DVD)或其他光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者用于存储信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相反，通信介质在诸如载波或其他传输机制等已调制数据信号中实施计算机可读指令、数据结构、程序模块等。如本文中定义的，计算机存储介质不包括通信介质。因此，计算机存储介质不应当被解释为传播信号本身。

尽管未在图1中示出，但是收发器模块102或收发器模块102所连接的计算设备还可以包括被布置为向显示设备输出显示信息(例如，构造的虚拟版本)的输入/输出控制器，显示设备可以与收发器模块102或收发器模块102所连接的计算设备分离或与其成一体。显示信息可以提供图形用户界面。输入/输出控制器可以被布置为接收和处理来自一个或多个设备的输入，诸如用户输入设备(例如，鼠标、键盘、相机、麦克风或其他传感器)。在一些示例中，用户输入设备检测语音输入、用户手势或其他用户动作，并且提供自然用户界面(NUI)。该用户输入可以用于与构造的虚拟版本交互。在一个实施例中，如果显示设备是触敏显示设备，则显示设备还用作用户输入设备。

输入/输出控制器、显示设备和用户输入设备中的任何一个可以包括NUI技术，NUI技术使得用户能够以自然的方式与基于计算的设备交互，而不受诸如鼠标、键盘、遥控器等输入设备施加的人为约束。在一些示例中提供的NUI技术的示例包括但不限于依赖于声音和/或语音识别、触摸和/或触笔识别(触敏显示器)、屏幕上和屏幕附近的手势识别、空气手势、头部和眼睛跟踪、声音和语音、视觉、触摸、手势和机器智能的那些NUI技术。在一些示例中使用的NUI技术的其他示例包括意图和目标理解系统、使用深度相机的运动手势检测系统(诸如立体相机系统、红外相机系统、红绿蓝(RGB)相机系统及其组合)、使用加速度计/陀螺仪的运动手势检测、面部识别、三维(3D)显示、头部、眼睛和凝视跟踪、沉浸式增强现实和虚拟现实系统、以及用于使用电场感应电极来感测脑部活动的技术(脑电图(EEG)和相关方法)。

尽管本文中将本示例描述和示出为在包括相同方块的系统中实现，但是所描述的系统是作为示例而非限制提供的。如本领域技术人员将理解的，本示例适合于各种不同类型的模块化构造系统，并且块可以具有不同的形状。模块化构造系统还可以包括附加块(例如，附加类型的块，诸如电源块)以及如本文所述的多个块。此外，尽管参考仅包括两个天线/电极的块来描述很多示例，但是这些块可以替代地包括多于两个天线/电极。

第一另外示例提供了一种系统，其包括多个构件块，每个构件块包括：多个面；多个耦合元件，其中第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，并且其中多个耦合元件包括多个天线或多个电极；RF开关，其被配置为选择性地将多个耦合元件中的两个耦合元件耦合在一起；处理器，其具有标识符并且被布置为响应从收发器模块接收的信号来控制RF开关；以及感测和开关布置，其被配置为基于检测到的块的取向来选择性地将处理器连接到第一耦合元件或第二耦合元件。

第二另外示例提供了一种系统，其包括多个构件块，每个构件块包括：多个面；多个耦合元件，其中第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，并且其中多个耦合元件包括多个天线或多个电极；用于选择性地将多个耦合元件中的两个耦合元件耦合在一起的部件；处理器，其具有标识符并且被布置为响应于从收发器模块接收的信号来控制所述用于选择性地耦合的部件；用于检测块的取向的部件，以及用于基于检测到的块的取向选择性地将处理器连接到第一耦合元件或第二耦合元件的部件。

在第一或第二另外示例中，取向可以相对于重力、收发器模块或邻近构件块来检测。

在第一或第二另外示例中，每个构件块可以不包括内部电源，并且其中处理器被配置为经由耦合元件从收发器模块接收电力。

在第一或第二另外示例中，处理器可以是NFC IC。

在第一或第二另外示例中，信号可以由处理器经由多个耦合元件其中一个耦合元件从收发器模块接收。

在第一或第二另外示例中，处理器还可以被布置为在控制RF开关以致使两个耦合元件选择性地耦合在一起之后进入低功率模式。

在第一或第二另外示例中，第一面和第二面可以是块的顶面和底面，并且感测和开关布置可以包括被布置为将处理器连接到邻近块的底面的耦合元件的多个重力激活开关。可选地，感测和开关布置还可以包括不同电阻的多个电阻元件，其中电阻元件与每个重力激活开关串联连接，并且其中处理器被布置为响应于从收发器模块接收的信号并且基于处理器与邻近块的底面的耦合元件之间的测量电阻来控制RF开关。

在第一或第二另外示例中，感测和开关布置可以包括加速度计和开关，该开关被布置为基于加速度计的输出将处理器连接到邻近块的底面的耦合元件。

在第一或第二另外示例中，感测和开关布置可以包括连接到RF开关的多个电磁体和多个磁开关，其中第一电磁体和第一磁开关邻近第一面并且第二电磁体和第二磁开关邻近第二面，其中第一磁开关被布置为响应于磁场而将处理器连接到第一耦合元件，并且第二磁开关被布置为响应于磁场而将处理器连接到第二耦合元件，并且其中RF开关还被配置为当将多个耦合元件其中两个耦合元件耦合在一起时，选择性地激活电磁体其中一个电磁体。

在第一或第二另外示例中，感测和开关布置可以包括多个接触开关，其中第一接触开关位于第一面上并且第二接触开关位于第二面上，其中第一接触开关被布置为选择性地将处理器连接到第一耦合元件并且第二接触开关被布置为选择性地将处理器连接到第二耦合元件。

在第一或第二另外示例中，取向可以相对于外部电源来检测。

在第一或第二另外示例中，感测和开关布置可以包括开关，所述开关被布置为在初始状态下将处理器连接到所有耦合元件，并且然后在检测阶段顺序地断开每个耦合元件并且响应于电力丢失而返回初始状态。

第一或第二另外示例还可以包括收发器模块，并且其中收发器模块包括：耦合元件；收发器；以及处理器，其被布置为通过选择性地控制每个构件块中的RF开关以依次激活每个构件块并且通过读取每个构件块的标识符来确定构件块组件的拓扑。

第一或第二另外示例还可以包括收发器模块，并且其中收发器模块包括：耦合元件；到计算设备的接口；以及收发器，其被配置为选择性地控制每个构件块中的RF开关以依次激活每个构件块并且响应于从计算设备接收的控制信号而读取每个构件块的标识符。

第三另外示例提供了一种系统，其包括多个构件块，每个构件块包括：多个面；多个耦合元件，其中第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，并且其中多个耦合元件包括多个天线或多个电极；RF开关，其被配置为选择性地将多个耦合元件中的两个耦合元件耦合在一起；以及多个处理器，每个处理器具有标识符并且被布置为响应于从收发器模块接收的信号来控制RF开关，其中第一处理器连接到第一耦合元件并且第二处理器连接到第二耦合元件。

在第三另外示例中，每个构件块可以不包括内部电源，并且其中处理器被配置为经由连接的耦合元件从收发器模块接收电力。

第四另外示例提供了一种检测构件块组件的拓扑的方法，其包括在组件中的构件块处：检测块的取向并且基于检测到的取向来将块中的处理器连接到块中的多个耦合元件其中一个耦合元件，每个耦合元件被定位为邻近块的不同面，并且多个耦合元件包括多个天线或多个电极；响应于从收发器模块接收的请求，经由连接到处理器的耦合元件从处理器向收发器模块传输块的标识符；以及响应于从收发器模块接收控制信号，从处理器向块中的RF开关发送控制信号，控制信号被布置为致使RF开关选择性地将连接到处理器的耦合元件耦合到块中多个耦合元件其中另一耦合元件。

第四另外示例还可以包括在构件块处：在从处理器向RF开关发送控制信号之后，将处理器置于低功率状态。

第四另外示例还可以包括在收发器模块处：接收第一块的标识符；向块发送控制信号以致使第一块中的RF开关选择性地将连接到第一块中的处理器的耦合元件耦合到第一块中的多个耦合元件其中另一耦合元件；并且对于邻近第一块的任何块，重复所述接收和发送，其中标识符经由第一块来接收，并且控制信号经由第一块来发送。

术语“计算机”或“基于计算的设备”在本文中用于指代具有处理能力使得其执行指令的任何设备。本领域技术人员将认识到，这种处理能力被并入很多不同的设备中，并且因此术语“计算机”和“基于计算的设备”每个包括个人计算机(PC)、服务器、移动电话(包括智能电话)、平板电脑、机顶盒、媒体播放器、游戏控制台、个人数字助理、可穿戴计算机和很多其他设备。

在一些示例中，本文中描述的方法通过有形存储介质上的机器可读形式的软件来执行，例如，以包括计算机程序代码装置的计算机程序的形式，计算机程序代码装置适于在程序在计算机上运行时执行本文所述的一种或多种方法的所有操作，并且计算机程序可以在计算机可读介质上实施。有形存储介质的示例包括计算机存储设备，计算机存储设备包括计算机可读介质，诸如磁盘、拇指驱动器、存储器等，并且不包括传播信号。软件适合于在并行处理器或串行处理器上执行，使得方法操作可以以任何合适的顺序或同时执行。

这承认了软件是有价值的可单独交易的商品。它旨在包括运行或控制“虚拟”或标准硬件以执行所需功能的软件。它还旨在包括“描述”或定义硬件配置的软件，诸如HDL(硬件描述语言)软件，这些软件用于设计硅芯片或用于配置通用可编程芯片以执行所需功能。

本领域技术人员将认识到，用于存储程序指令的存储设备可选地通过网络来分发。例如，远程计算机能够存储被描述为软件的过程的示例。本地或终端计算机能够访问远程计算机并且下载部分或全部软件以运行程序。或者，本地计算机可以根据需要下载软件的片段，或者在本地终端处执行一些软件指令并且在远程计算机(或计算机网络)处执行一些软件指令。本领域技术人员还将认识到，通过利用本领域技术人员已知的常规技术，全部或一部分软件指令可以由诸如数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑阵列等专用电路来执行。

如本领域技术人员将会清楚的，可以延长或改变本文中给出的任何范围或设置值而不丧失所寻求的效果。

尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但是应理解，所附权利要求书中定义的主题并非必然仅限于上述具体特征或动作。而是，上述具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开。

应当理解，上述益处和优点可以涉及一个实施例，或者可以涉及若干实施例。实施例不限于解决任何或所有所述问题的那些实施例或具有任何或所有所述益处和优点的那些实施例。将进一步理解，对“一/一个”项目的引用是指那些项目其中一个或多个。

本文中描述的方法的操作可以以任何合适的顺序进行，或者在适当的情况下同时进行。另外，在不脱离本文中描述的主题的范围的情况下，可以从任何方法中删除各个块。上述任何示例的各方面可以与所描述的任何其他示例的各方面组合以形成另外的示例而不会丧失所寻求的效果。

术语“包括(comprising)”在本文中用于表示包括所标识的方法框或元素，但是这样的框或元素不包括排他性列表，并且方法或装置可以包含附加的框或元素。

应当理解，以上描述仅作为示例给出，并且本领域技术人员可以进行各种修改。以上说明书、示例和数据提供了示例性实施例的结构和使用的完整描述。尽管上面已经以一定程度的特殊性或者参考一个或多个单独的实施例描述了各种实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本说明书的精神或范围的情况下对所公开的实施例进行多种改变。

Claims (15)

1.一种包括多个构件块的系统，每个构件块包括：

多个面；

多个耦合元件，其中第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，并且其中所述多个耦合元件包括多个天线或多个电极；

RF开关，所述RF开关被配置为选择性地将所述多个耦合元件中的两个耦合元件耦合在一起；

处理器，所述处理器具有标识符并且被布置为响应从收发器模块接收的信号来控制所述RF开关；以及

感测和开关布置，所述感测和开关布置被配置为基于检测到的所述块的取向而选择性地将所述处理器连接到所述第一耦合元件或所述第二耦合元件。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述取向相对于重力、所述收发器模块或邻近构件块来检测。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中每个构件块不包括内部电源，并且其中所述处理器被配置为经由耦合元件从所述收发器模块接收电力。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述信号由所述处理器经由所述多个耦合元件其中一个耦合元件从所述收发器模块接收。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述处理器还被布置为在控制所述RF开关以致使两个耦合元件选择性地耦合在一起之后进入低功率模式。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述第一面和所述第二面是所述块的顶面和底面，并且所述感测和开关布置包括被布置为将所述处理器连接到邻近所述块的底面的耦合元件的多个重力激活开关。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述感测和开关布置还包括不同电阻的多个电阻元件，其中电阻元件与每个重力激活开关串联连接，并且其中所述处理器被布置为响应于从收发器模块接收的信号并且基于所述处理器与邻近所述块的所述底面的所述耦合元件之间的测量电阻来控制所述RF开关。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中所述感测和开关布置包括加速度计和开关，所述开关被布置为基于所述加速度计的输出将所述处理器连接到邻近所述块的底面的所述耦合元件。

9.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中所述感测和开关布置包括连接到所述RF开关的多个电磁体和多个磁开关，其中第一电磁体和第一磁开关邻近所述第一面并且第二电磁体和第二磁开关邻近所述第二面，其中所述第一磁开关被布置为响应于磁场而将所述处理器连接到所述第一耦合元件，并且所述第二磁开关被布置为响应于磁场而将所述处理器连接到所述第二耦合元件，并且其中所述RF开关还被配置为当将所述多个耦合元件其中两个耦合元件耦合在一起时，选择性地激活所述电磁体其中一个电磁体。

10.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中所述感测和开关布置包括多个接触开关，其中第一接触开关位于所述第一面上并且第二接触开关位于所述第二面上，其中所述第一接触开关被布置为选择性地将所述处理器连接到所述第一耦合元件并且所述第二接触开关被布置为选择性地将所述处理器连接到所述第二耦合元件。

11.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中所述取向相对于外部电源来检测。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述感测和开关布置包括开关，所述开关被布置为在初始状态下将所述处理器连接到所有所述耦合元件，并且然后在检测阶段顺序地断开所述耦合元件中的每个耦合元件且响应于电力丢失而返回所述初始状态。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括所述收发器模块，并且其中所述收发器模块包括：

耦合元件；

收发器；以及

处理器，所述处理器被布置为通过选择性地控制所述构件块中的每个构件块中的RF开关以依次激活每个构件块以及通过读取所述构件块中的每个构件块的标识符，来确定构件块的组件的拓扑。

14.根据权利要求1至12中的任一项所述的系统，还包括所述收发器模块，并且其中所述收发器模块包括：

耦合元件；

到计算设备的接口；以及

收发器，所述收发器被布置为选择性地控制所述构件块中的每个构件块中的RF开关以依次激活每个构件块，并且响应于从所述计算设备接收的控制信号而读取所述构件块其中每个构件块的标识符。

15.一种检测构件块组件的拓扑的方法，包括在所述组件中的构件块处：

检测所述块的取向并且基于检测到的取向来将所述块中的处理器连接到所述块中的多个耦合元件其中一个耦合元件，每个耦合元件被定位为邻近所述块的不同面并且所述多个耦合元件包括多个天线或多个电极；

响应于从收发器模块接收的请求，经由连接到所述处理器的耦合元件从所述处理器向所述收发器模块传输用于所述块的标识符；以及

响应于从所述收发器模块接收控制信号，从所述处理器向所述块中的RF开关发送控制信号，所述控制信号被布置为致使所述RF开关选择性地将连接到所述处理器的所述耦合元件耦合到所述块中的所述多个耦合元件其中另一耦合元件。