CN109446121B - 智能识别计算设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能识别计算设备，涉及智能电子设备技术领域。一种智能识别计算设备，其包括汉诺塔模型，控制部和数据传输部；所述汉诺塔模型包括设置有传感器部件的塔台，通过所述传感器部件采集塔盘在塔台之间移动时塔台的重量变化信息；所述控制部包括处理器、通信接口和显示器，所述通信接口和显示器均与处理器电连接；所述通信接口通过前述数据传输部连接传感器部件，所述处理器根据通信接口接收的重量变化信息控制显示器输出塔盘的移动信息。本发明利用人工智能，通过传统的实物玩具与智能计算设备相结合，令汉诺塔游戏得到改进，且其原材料易于获取，成本低，操控难度小。
Description
技术领域
本发明涉及智能电子设备技术领域。
背景技术
汉诺塔是一种流行久远的智力玩具，具有启迪智慧，寓教于乐、老少咸宜的特点。汉诺塔游戏规则中，要求将所有塔盘从A柱移动到B或C柱，每次只能移动一块塔盘且大塔盘不能放置到小塔盘之上，规则简单，该游戏所涉及的递归方法不仅是数学中的重要方法，也是计算机数据结构的一个经典案例。
如今汉诺塔算法的表现形式主要是：实物益智玩具和运用Java、C、C++、VB以及汇编语言等诸多计算机语言编写出来的纯软件系统。实物的汉诺塔玩具，主要以立柱和汉诺塔盘实体模型为基础，通过汉诺塔盘的取放完成游戏。而纯软件系统是在已有的计算设备上运行已编写好的游戏程序。二者没有有机的结合。
随着科技的发展，人工智能已然成为了现代世界一门新的技术科学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成——比如机器学习，计算机视觉，外界环境感应技术，语音识别技术，图像识别技术等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。
基于上述现有技术，本发明利用人工智能技术，通过传统的实物玩具与智能计算设备相结合，令汉诺塔游戏得到改进，且其原材料易于获取，成本低，操控难度小。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种智能识别计算设备，应用于汉诺塔算法演示，本发明利用人工智能，通过传统的实物玩具与智能计算设备相结合，令汉诺塔游戏得到改进，且其原材料易于获取，成本低，操控难度小。
为实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：
一种智能识别计算设备，应用于汉诺塔算法演示，其包括汉诺塔模型，控制部和数据传输部；
所述汉诺塔模型包括三个塔台和至少三个塔盘，所述塔台供塔盘放置，所述塔盘重量根据塔盘编号成规律变化；所述塔台上设置有传感器部件，通过所述传感器部件采集塔盘在塔台之间移动时塔台的重量变化信息；
所述数据传输部，连接前述传感器部件与前述控制部，用以将传感器部件采集的重量变化信息传输至控制部；
所述控制部包括处理器、通信接口和显示器，所述通信接口和显示器均与处理器电连接；所述通信接口通过前述数据传输部连接传感器部件，所述处理器根据通信接口接收的重量变化信息控制显示器输出塔盘的移动信息。
进一步，所述控制部还包括与处理器连接的作弊提示结构，所述处理器被配置为，
根据前述重量变化信息判断被移走的塔盘是否为塔盘堆栈中编号最小的塔盘，在判断不是的情况下控制作弊提示结构进行提示；以及，根据前述重量变化信息判断被放置的塔盘的编号是否小于塔盘堆栈中编号最小的塔盘，在判断不是的情况下控制作弊提示结构进行提示。
进一步，所述作弊提示结构为语音提示结构、灯光提示结构或其组合。
进一步，所述塔盘重量根据塔盘编号由小至大递增，所述塔盘重量的数值能够标示所述塔盘的编号。
进一步，所述控制部还包括用户接口，所述用户接口用以获取用户的操作指令并传输至处理器进行处理。
所述用户接口可以为鼠标、键盘、触摸操作屏、视频显示屏或触摸垫。
进一步，所述控制部为笔记本电脑、平板电脑或手机，所述通信接口为USB接口。
进一步，所述塔台为电子称，所述电子称中设置有压力传感器作为传感器部件。
进一步，所述数据传输部为USB转4×RS232通讯串口线，所述塔台上设置有RS232COM串口接口；
USB转4×RS232通讯串口线的USB端连接所述游戏控制部，RS232COM串口端连接所述塔台。
进一步，所述塔盘为9块，其采用尼龙板切割制作。
本发明由于采用以上技术方案，与现有技术相比，作为举例，具有以下的优点和积极效果：利用人工智能，通过传统的实物玩具与智能计算设备相结合，令汉诺塔游戏得到改进，且其原材料易于获取，成本低，操控难度小；进一步，还能够根据规则进行作弊提示。
附图说明
图1为本发明实施例提供的智能识别计算设备的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的智能识别计算设备的模块结构图一。
图3为本发明实施例提供的智能识别计算设备的模块结构图二。
图4至图8为本发明实施例提供的智能识别计算设备的操作示例图。
图9为本发明实施例提供的采用手机作为控制部的操作示例图。
附图标记说明：
智能识别计算设备100；
控制部110，汉诺塔模型120，塔台121，塔盘122，数据传输部130。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明公开的智能识别计算设备作进一步详细说明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
需说明的是，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述的或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
实施例
参见图1所示，为本发明实施例提供的智能识别计算设备的结构示意图。
一种智能识别计算设备100，应用于汉诺塔算法演示，其包括控制部110，汉诺塔模型120和数据传输部130；
所述汉诺塔模型120包括三个塔台121和至少三个塔盘122，所述塔台121供塔盘122放置，所述塔盘122重量根据塔盘编号成规律变化。
所述塔台121上设置有传感器部件，通过所述传感器部件采集塔盘122在塔台121之间移动时塔台121的重量变化信息。
所述数据传输部130，连接前述传感器部件与前述控制部110，用以将传感器部件采集的重量变化信息传输至控制部110。所述数据传输部，可以是基于有线通信链路的，也可以是基于无线通信链路的。
参见图2所示，所述控制部110可以包括处理器、通信接口和显示器，所述通信接口和显示器均与处理器电连接。所述的电连接包括直接连接和间接连接(通过其它电子元件连接)。
本实施例中，所述处理器优选的采用微控制单元MCU，显示器优选的采用液晶显示屏。
所述通信接口，通过前述数据传输部连接传感器部件，所述处理器根据通信接口接收的重量变化信息控制显示器输出塔盘的移动信息。
所述通信接口，可以为有线通信链路接口，其支持有线通信的包含导线的通信，比如USB接口；也可以为无线通信链路接口。所述无线接口可为蓝牙接口、无线局域网(WLAN)接口、或者其他类型的无线通信接口。进一步地，无线接口还可以支持与WLAN路由器或访问点、蜂窝架构、卫星通信网络、或其它类型无线通信系统的通信。
本实施例中，优选的，采用有线通信链路接口。
参见图3所示，进一步，所述控制部110还可以包括与处理器连接的作弊提示结构，所述处理器被配置为：
根据前述重量变化信息判断被移走的塔盘是否为塔盘堆栈中编号最小的塔盘，在判断不是的情况下控制作弊提示结构进行提示；以及，根据前述重量变化信息判断被放置的塔盘的编号是否小于塔盘堆栈中编号最小的塔盘，在判断不是的情况下控制作弊提示结构进行提示。
本实施例中，所述作弊提示结构，优选的，采用语音提示结构、灯光提示结构或其组合。
作为典型实施方式的举例而非限制，采用语音提示结构时，提示结构可以由扬声器和扬声器外围电路等组成。所述的语音，可以是简单的蜂鸣音也可以是语句提示音。采用灯光提示结构时，提示结构可以由LED灯和相应外围电路等组成，比如通过LED灯闪烁进行视觉提示。
继续参见图3所示，进一步，所述控制部110还包括用户接口，所述用户接口用以获取用户的操作指令并传输至处理器进行处理。
所述用户接口可以为鼠标、键盘、触摸操作屏、视频显示屏或触摸垫。在采用视频显示屏时，设置有视频摄像机/视频摄像机接口，其可以与控制部的视频摄像机或者外部视频摄像机相连。
本实施例中，所述塔盘重量，优选的根据塔盘编号由小至大递增，所述塔盘重量的数值能够标示所述塔盘的编号。
所述控制部可以为笔记本电脑、平板电脑或手机，所述通信接口优选为USB接口。
所述塔台为电子称，所述电子称中设置有压力传感器作为传感器部件。所述塔盘优选为9块，其采用尼龙板切割制作。
所述数据传输部为USB转4×RS232通讯串口线，所述塔台上设置有RS232COM串口接口；USB转4×RS232通讯串口线的USB端连接所述游戏控制部，RS232COM串口端连接所述塔台。
本发明通过控制部监测塔台上的重量变化，当发现被放置塔盘时，推断塔盘数量并将塔盘的变化显示在显示器上。优选的，还可以设置用户界面以提醒用户通过用户接口进行相关操作，比如在用户界面设置开始启动游戏按钮。
进一步，游戏开始后，每当移动塔盘，屏幕上还可以以动画方式来展示塔盘的移动过程，并在右侧设置表格来记录塔盘的移动操作。如果移动塔盘违反规则，则可以在对应的信息提示区显示提示信息，同时在右侧表格内记录错误信息。所述提示信息，可以为文字提示内容，也可以符号提示内容。
如果全部塔盘被移动到其它一个塔台，还可以以动画方式提示游戏成功。
结合图4至图8详细描述本实施例。
参见图4和图5所示，初始状态下，显示器显示有3个堆栈，分别对应汉诺塔模型120的三个塔台121上叠放的塔盘122，进行监测记录，为便于描述，三个塔台分别编号为A、B、C，对应的堆栈编号也依次为A、B、C。
开始时，所有塔盘122被叠放在A塔上，对应的，在堆栈A中记录所有的塔盘编号。当塔台121上重量值变小时，则表明正在被移走塔盘122，根据减少的重量，可以推断出被移走了哪块塔盘122，然后在对应堆栈中去除此编号；当塔台121上重量值变大时，则表明正在被放置塔盘122，根据增加的重量，可以推断被添加了哪块塔盘122，然后在对应堆栈中增加此编号，参见图6和图7所示。
当移走塔盘时，对比被移走塔盘编号是否是堆栈中最小的编号，若不是，则表明是移走了不是最顶部的塔盘，是作弊行为；当放置塔盘时，对比被添加塔盘编号是否小于堆栈中最小编号，若不是，则表明放置错了塔台，把大塔盘放置到小塔盘之上，也是作弊行为，此时可以进行提示，参见图8所示。
当B塔或C塔对应的堆栈中存放了所有的编号，则表明游戏移动塔盘成功。
本实施例中，所述塔盘重量根据塔盘编号由小至大递增，所述塔盘重量的数值能够标示所述塔盘的编号。作为优选，其中一种实施方式中，塔盘重量的数值如下：
| 1号盘重量：20＝1克 | 二进制：0000 0001 |
| 2号盘重量：21＝2克 | 二进制：0000 0010 |
| 3号盘重量：22＝4克 | 二进制：0000 0100 |
| 4号盘重量：23＝8克 | 二进制：0000 1000 |
| ………… | ………… |
| 8号盘重量：27＝128克 | 二进制：1000 0000 |
| 累计：20+21+23+……+27＝255 | 二进制：1111 1111 |
当移动塔盘时，还可以根据压力传感器监测到的压力变化值，作出是否作弊的判断。重量减少表明塔盘从塔柱移走操作；重量增加表明塔盘移到塔柱操作，将重量变化值转换为二进制数字，识别塔盘编号并判断是否作弊。二进制数字中包含多个1，识别为移动多块塔盘，是作弊行为。二进制数字中包含单个1，识别为移动一块塔盘，数字1在第几位，就是第几号塔盘。跟踪记录三个塔柱上放置塔盘编号和顺序，识别作弊行为。当从塔柱上移走塔盘时，判断是否是移动最小编号塔盘；当向塔柱上增加塔盘时，判断是否大塔盘放置到小塔盘之上；当B塔或C塔上放置了全部塔盘时，提示游戏成功。
上述实施方式中，将压力传感器监测到的压力变化值转换为二进制数字，作为进一步的改进，本发明还提供了另一种实施方式，塔盘重量的数值如下：
1号盘重量：10+1＝11克
2号盘重量：20+1＝21克
3号盘重量：30+1＝31克
4号盘重量：40+1＝41克
…………
9号盘重量：90+1＝91克
累计：11+21+31+……+91＝459
每当移动塔盘时，通过压力传感器变化值个位数是否为1，判断移动一块塔盘还是多块塔盘十位数标示塔盘编号，判断移动了哪块塔盘。同上，重量减少时表明塔盘从塔柱移走操作，重量增加时表明塔盘移到塔柱操作，还可以根据重量变化值识别塔盘编号并判断是否作弊：重量变化值(十进制)个位数若不为1，识别为移动多块塔盘，是作弊行为；重量变化值(十进制)个位数若为1，识别为移动一块塔盘，十位数上的数字，就是塔盘编号。跟踪记录三个塔柱上放置塔盘编号和顺序，识别作弊行为。当从塔柱上移走塔盘时，判断是否是移动最小编号塔盘；当向塔柱上增加塔盘时，判断是否大塔盘放置到小塔盘之上；当B塔或C塔上放置了全部塔盘时，提示游戏成功。
相对于之前的实施方式，上述实施方式优点在于：利用二进制规则设置重量时，在实际制作塔盘时，遇到了困难：1号(1克)、2号(2克)、3号(4克)，重量太轻，制作的塔盘太小，无法实际应用。8号(128克)、9号(256克)，制作的塔盘太重，也难于实际应用。仅有4号(8克)、5号(16克)、6号(32克)、7号(64克)能在实际中应用。按初始设计方案，仅能制作4块塔盘的机器人防作弊装置。而改进后，利用十进制规则，可以设置9个以上的塔盘进行游戏。
需要说明的是，虽然上述实施方式中采用了笔记本电脑作为控制部，以及采用有线通信方式，但本领域技术人员应知晓，手机也可以优选为作为控制部，参见图9所示，此时优选的采用无线通信方式以便用户便携式操作，此时控制部和塔台上均设置无线通讯设备以实现无线通信，比如常用的蓝牙。
为向所述智能识别计算设备的用电元件供电，还可以在所述设备上设置电池和配套外围电路(或软件)，通过电池实现自供电，通过配套外围电路(或软件)实现电能管理。
在本文中，能够使用各种永久计算机可读介质储存程序，并且供应至计算机。永久计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。永久计算机可读介质的实例包括磁记录介质(如软盘、磁带、硬盘驱动器)、磁光记录介质(如磁光盘)、CD-ROM(只读存储器)、CD-R、CD-R/W、半导体存储器(如mask ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦写PROM)、flash ROM、RAM(随机存取存储器))。而且，程序可以以各种类型的暂时计算机可读介质供应至计算机。暂时计算机可读介质的实例包括电信号、光信号和电磁波。暂时计算机可读介质能够通过诸如电线或光纤的有线通讯路径或者无线通讯路径，将程序供应至计算机。
在上面的描述中，本发明的公开内容并不旨在将其自身限于这些方面。而是，在本公开内容的目标保护范围内，各组件可以以任意数目选择性地且操作性地进行合并。另外，像“包括”、“囊括”以及“具有”的术语应当默认被解释为包括性的或开放性的，而不是排他性的或封闭性，除非其被明确限定为相反的含义。所有技术、科技或其他方面的术语都符合本领域技术人员所理解的含义，除非其被限定为相反的含义。在词典里找到的公共术语应当在相关技术文档的背景下不被太理想化或太不实际地解释，除非本公开内容明确将其限定成那样。本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能识别计算设备，应用于汉诺塔算法演示，其特征在于：包括汉诺塔模型，控制部和数据传输部；
所述汉诺塔模型包括三个塔台和至少三个塔盘，所述塔台供塔盘放置，所述塔盘重量根据塔盘编号成规律变化；所述塔台上设置有传感器部件，通过所述传感器部件采集塔盘在塔台之间移动时塔台的重量变化信息；
所述数据传输部，连接前述传感器部件与前述控制部，用以将传感器部件采集的重量变化信息传输至控制部；
所述控制部包括处理器、通信接口和显示器，所述通信接口和显示器均与处理器电连接；所述通信接口通过前述数据传输部连接传感器部件，所述处理器根据通信接口接收的重量变化信息控制显示器输出塔盘的移动信息。
2.根据权利要求1所述的智能识别计算设备，其特征在于：所述控制部还包括与处理器连接的作弊提示结构，所述处理器被配置为，
根据前述重量变化信息判断被移走的塔盘是否为塔盘堆栈中编号最小的塔盘，在判断不是的情况下控制作弊提示结构进行提示；以及，根据前述重量变化信息判断被放置的塔盘的编号是否小于塔盘堆栈中编号最小的塔盘，在判断不是的情况下控制作弊提示结构进行提示。
3.根据权利要求2所述的智能识别计算设备，其特征在于：所述作弊提示结构为语音提示结构、灯光提示结构或其组合。
4.根据权利要求1或2所述的智能识别计算设备，其特征在于：所述塔盘重量根据塔盘编号由小至大递增，所述塔盘重量的数值能够标示所述塔盘的编号。
5.根据权利要求1所述的智能识别计算设备，其特征在于：所述控制部还包括用户接口，所述用户接口用以获取用户的操作指令并传输至处理器进行处理。
6.根据权利要求5所述的智能识别计算设备，其特征在于：所述用户接口为鼠标、键盘、触摸操作屏、视频显示屏或触摸垫。
7.根据权利要求1所述的智能识别计算设备，其特征在于：所述控制部为笔记本电脑、平板电脑或手机，所述通信接口为USB接口。
8.根据权利要求1所述的智能识别计算设备，其特征在于：所述塔台为电子称，所述电子称中设置有压力传感器作为传感器部件。
9.根据权利要求1或7或8所述的智能识别计算设备，其特征在于：所述数据传输部为USB转4×RS232通讯串口线，所述塔台上设置有RS232 COM串口接口；
USB转4×RS232通讯串口线的USB端连接所述控制部，RS232 COM串口端连接所述塔台。
10.根据权利要求1所述的智能识别计算设备，其特征在于：所述塔盘为9块，其采用尼龙板切割制作。
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