CN1267228A - 可编程组合式玩具 - Google Patents

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Abstract

一种可编程组合式玩具,包含许多能结合在一起从而定义一个含有多个可控玩具单元的用户可选结构,其中多个可控玩具单元可由一个用户用该可选结构相结合,还包含一个用来控制多个可控玩具单元的操作的用户可编程控制系统。

Description

可编程组合式玩具
本发明领域
本发明涉及互锁式构件模块设备。
本发明背景
互锁式玩具构件模块,例如LegoTM,是众所周知的。
玩具技术领域中也为众知的还有由无线通信遥控但与计算机系统无关的玩具。典型地,这种玩具包括由用户通过遥控器控制其运动的车辆。
授予郝格鲁(Haugerud)的美国专利No.4,712,184描述了一种计算机控制的教育玩具,其结构可起到教导用户关于计算机的术语和编程及机器人技术的作用。郝格鲁说明了通过有线连接的计算机玩具控制,典型地,其中的计算机用户需编写一个简单的程序来控制机器人的运动。
授予罗斯(Rose)的美国专利No.4,840,602描述了一种会响应于外部信号而说话的玩偶,其中该玩偶有一个以数字数据形式存储在一个存储器中的词汇库,当该存储器被访问时将会使玩偶内的一个语音合成器模仿说话。
授予兰格(Lang)的美国专利No.5,021,878描述了一种可实时控制的动画角色系统。
授予兰格的美国专利No.5,142,803描述了一种可实时控制的动画角色系统。
授予阿达伐(Aldava)等人的美国专利No.5,191,615描述了一种互联声动娱乐系统,其中向电视屏幕外面的一些会动和会听的玩具和其他可动装置提供与一个电视节目相同步的声音和控制数据,使之根据电视节目的进程与节目观看者互相作用。
授予库利埃(Collier)的美国专利No.5,195,920描述了一种无线电控制的玩具车辆,它能产生逼真的声响效果。与一个远地计算机相通信可使得操作人能修改和增添新的声响效果。
授予希卡瓦(Hikawa)的美国专利No.5,270,480描述了一种能响应于一个MIDI(乐器数字接口)信号而动作的玩具,其中一个玩着乐器的玩具会表演模拟的乐器弹奏动作。
授予兰格的美国专利No.5,289,273描述了一种用来遥控一个动画角色的系统。该系统利用无线电信号把声频、视频和其他控制信号传送给动画角色,实时地使之说话、聆听、观看和运动。
美国专利No.5,388,493描述了一种手风琴师用的容纳一个垂直双键盘MIDI无线控制器的系统。该系统既可按普通MIDI电缆连接使用,也可被无线MIDI发送系统使用。
授予诺依希尔(Neuhierl)的德国专利DE3009-040描述了一种用来增添从遥控器向受控模型车辆发送声音的能力的装置。其中的声音由话筒或磁带录音机产生,并通过无线电通信发送给受控模型车辆。模型车辆上装备了一个能把接收到的声频信号放出来的扬声器。
本说明书中所有提到和引用的出版物的公开内容均在此引用作为参考。
本发明的概述
本发明试图提供改进的互锁式玩具单元和计算机化的互锁式玩具。
于是根据本发明的一个优选实施例提供了一种可编程组合玩具,它含有多种可以结合在一起以确定一个可由用户选择的结构的玩具单元,该结构含有多个可以由用户以可选择的结构来连结的可控玩具单元;还含有一个用户可编程的控制系统,用来控制多个可控玩具单元的操作。
根据本发明的又一个优选实施例,可编程玩具还含有一个玩具应用发生器,它能用于用户可编程控制系统,使用户能够对用户可编程控制系统编程。
根据本发明再一个优选实施例,玩具应用发生器能提供多种编程难易程度级别,以适合不同年龄、不同技术水平的用户使用。
根据本发明再一个优选实施例,多种玩具单元包含一些互锁式构件模块。
根据本发明的另一个优选实施例还提供了一种组合式玩具,它含有多个互锁式砖块和一个支座,该支座能与多种互锁式砖块中的单个砖块互锁,还含有至少一个固定地安装在支座上的模型角色。
根据本发明又一个优选实施例,模型角色包括人物模型角色或动物模型角色。模型角色可以是刚性的,并且其结构最好不与互锁式砖块互锁。
根据本发明的另一个优选实施例还提供了一种组合式玩具房子,它包含多种用于构筑一个房子的结构的互锁式砖块;多个支座,每个支座的结构都能与多种互锁式砖块中的单个砖块互锁;以及多个分别固定地安装在多个支座上的户内家用设备模型。
根据本发明又一个优选实施例,多个户内家用设备模型至少包括一个家具或一个家庭用具。
根据本发明再一个优选实施例,每个户内家用设备模型的结构都不与互锁式砖块互锁。
根据本发明再一个优选实施例,用户可编程控制系统至少与多种玩具单元中的一个单元有无线联系。
根据本发明再一个优选实施例,用户可编程控制系统包含一个计算机,并且其中多种玩具单元包含一种带有无线电发送接收机/控制器的第一玩具单元和一种与计算机以有线联系的第二玩具单元,还包含一个能提供计算机与第一玩具单元之间的无线电通信的无线电发送接收机和一个能控制第二玩具单元的控制器。
根据本发明再一个优选实施例,用户可编程控制系统包含一个计算机;一个能向用户可选的结构发送命令的计算机无线电接口;以及一个声卡装置,它至少含有一个声频频道,并能通过该至少一个声频频道把命令从计算机传送给计算机无线电接口。
根据本发明再一个优选实施例,其中至少一个声频频道还包括一个从计算机无线电接口到声卡装置的声频频道,来自用户可选结构的数字信息可通过该频道传送给计算机。
根据本发明再一个优选实施例,多种玩具单元包括至少一个话筒,并且控制系统包括一个能识别由至少一个话筒所探测到的语音的语音识别单元以及一个由语音驱动的操作控制器,它能至少部分地根据上述语音的内容去控制多个可控玩具单元的操作。
根据本发明的另一个优选实施例还提供了一种玩具控制方法,它包括:提供多种玩具单元,它们能连结成一个用户可选的结构,该结构包含了多个可控玩具单元;对一个计算机编程,以控制多个可控玩具单元的操作;以及,利用已编程的计算机去控制多个可控玩具单元的操作。
根据本发明的另一个优选实施例还提供了一种构造组合式玩具的方法,它包括提供多种互锁式玩具单元和一个支座,该支座的结构能与多种互锁式玩具单元中的至少一种互锁,上述支座上至少固定地安装了一个模型角色。
根据本发明的一个优选实施例还提供了一种无线计算机控制的玩具系统,它包含一个能通过一个第一无线发送机发送一个第一发送信号的计算机系统和至少一个含有一个第一无线接收机的玩具,该玩具通过第一无线接收机接收第一发送信号并能根据该信号执行至少一个动作。
其中,计算机系统可以含有一个计算机游戏。玩具可以包含多个玩具,而且至少一个动作可以包含多个动作。
第一发送信号可以包含数字信号。第一发送信号包含模拟信号并且该模拟信号可以包含声音。
根据本发明又一个优选实施例,计算机系统包含一个带有一个MIDI端口的计算机,并且其中计算机能够利用该MIDI端口发送数字信号。
根据本发明再一个优选实施例,声音包括音乐以及预先记录的声音和/或语音。语音可以包含记录的语音和合成的语音。
根据本发明再一个优选实施例,至少一个玩具具有多个状态,其中包括至少一个睡眠状态和一个清醒状态,并且第一发送信号包括一个状态转变命令,至少一个动作包括在睡眠状态与清醒状态之间的转变。
睡眠状态可以典型地包含玩具耗能较小/或大部分不工作的状态,清醒状态典型地是一种正常操作状态。
根据本发明再一个优选实施例,第一发送信号包含一个至少是部分地根据计算机游戏的操作结果从多个可供选择的控制命令中选出的控制命令。
根据本发明再一个优选实施例,计算机系统包含多个计算机。
根据本发明再一个优选实施例,第一发送信号包含计算机识别数据并且第二发送信号包含计算机识别数据。
根据本发明再一个优选实施例,至少一种玩具能借助一个第二无线发送机发送一个第二发送信号,并且计算机系统能借助一个第二无线接收机接收第二发送信号。
根据本发明再一个优选实施例,该系统包含至少一个输入装置并且第二发送信号包含该至少一个输入装置的状态。
根据本发明再一个优选实施例,至少一种玩具至少包含一个第一玩具和一个第二玩具,并且其中第一玩具能借助第二无线发送机向第二玩具发送玩具之间的发送信号,其中第二玩具能根据该玩具之间的发送信号执行至少一个动作。
根据本发明再一个优选实施例,计算机系统至少是部分地受到第二发送信号的控制的。
根据本发明再一个优选实施例,计算机系统包含一个计算机游戏,并且其中游戏的操作至少是部分地由第二发送信号控制的。
第二发送信号可以包含数字信号和/或模拟信号。
根据本发明再一个优选实施例,计算机系统含有多个状态,其中至少包含一个睡眠状态和一个清醒状态,并且第二发送信号含有一个状态转变命令,而且计算机能在接收到第二发送信号时在睡眠状态与清醒状态之间转变。
根据本发明再一个优选实施例,至少一种玩具含有声音输入设备,并且第二发送信号包含代表通过声音输入设备的声音输入的声音信号。
根据本发明再一个优选实施例,计算机系统还能执行处理声音信号和放送声音信号这两个动作中的至少一个动作。
根据本发明再一个优选实施例,声音包含语音,并且计算机系统能对语音进行语音识别操作。
根据本发明再一个优选实施例,第二发送信号包含玩具识别数据,并且计算机系统至少是部分地根据玩具识别数据来识别至少一个玩具。
根据本发明再一个优选实施例,第一发送信号包含玩具识别数据。计算机系统至少是部分地根据玩具识别数据来采取它的一种操作模式。
根据本发明再一个优选实施例,至少一个动作可以包含玩具的运动、玩具一部分的运动、和/或输出声音。声音可以采用MIDI协议发送。
根据本发明的另一个优选实施例还提供一种游戏系统,它包含:一个能控制计算机游戏的带有至少能显示一个显示物体的显示器的计算机系统;以及至少一个与计算机系统进行无线通信的玩具,计算机游戏含有多个游戏物体,并且多个游戏物体包含至少一个显示物体和至少一个玩具。
根据本发明又一个优选实施例,至少一个玩具能向计算机系统发送玩具识别数据,并且计算机系统能至少部分地根据玩具识别数据来采取一种操作模式。
计算机系统可以包含多个计算机。
根据本发明再一个优选实施例,第一发送信号包含计算机识别数据,并且第二发送信号包含计算机识别数据。
根据本发明的一个优选实施例还提供了一种数据发送设备,它包含含有能在一个第一无线装置与一个第一MIDI装置之间接收和发送MIDI数据的MIDI设备的第一无线设备,以及含有能在一个第二无线装置与一个第二MIDI装置之间接收和发送MIDI数据的MIDI设备的第二无线设备,第一无线设备能向第二无线设备发送包含了从第一MIDI装置接收到的数据的MIDI数据,并能向第一MIDI装置发送包含了从第二无线设备接收到的数据的MIDI数据,而且第二无线设备能向第一无线设备发送包含了从第二MIDI装置接收到的数据的MIDI数据,并能向第二MIDI装置发送包含了从第一无线设备接收到的数据的MIDI数据。
根据本发明又一个优选实施例,第二无线设备包含多个无线装置,每个无线装置分别与多个MIDI装置中的一个相应装置相联系,并且第二多个无线装置中的每个装置都能向第一无线设备发送包含了从相应MIDI装置接收到的数据的MIDI数据,并能向相应的MIDI装置发送包含了从第一无线设备接收到的数据的MIDI数据。
第一MIDI装置可以包含一个计算机,而第二MIDI装置可以包含一个玩具。
根据本发明再一个优选实施例,第一无线设备还包含能在第一无线装置与一个第一模拟装置之间接收和发送模拟信号的模拟接口设备,并且第二无线设备还包含能在第二无线装置与一个第二模拟装置之间接收和发送模拟信号的模拟接口设备;而且第一无线设备还能向第二无线设备发送包含了从第一模拟装置接收到的信号的模拟信号,并向第一模拟装置发送包含了从第二无线设备接收到的信号的模拟信号,第二无线设备还能向第一无线设备发送包含了从第二模拟装置接收到的信号的模拟信号,并向第二模拟装置发送包含了从第一无线设备接收到的数据的模拟信号。
根据本发明的另一个优选实施例还提供了一种为计算机控制玩具系统产生控制指令的方法,该方法包括:选择一个玩具,从多个与该玩具有关的命令中选择至少一个命令,以及为玩具产生含有该至少一个命令的控制指令。
根据本发明又一个优选实施例,选择至少一个命令的步骤包括选择一个命令和规定至少一个与所选命令有关的控制参数。
根据本发明再一个优选实施例,至少一个控制参数包含至少一个取决于一个前面的命令的结果的条件。
根据本发明再一个优选实施例,选择一个玩具的步骤和选择至少一个命令的步骤中的至少一个步骤包含利用一个图形用户界面。
根据本发明再一个优选实施例,前面的命令包含一个与第二玩具有关的前面的命令。
根据本发明再一个优选实施例,至少一个控制参数包含一个能控制命令的执行的执行条件。
执行条件可以包含一个执行命令的时间和/或一个停止执行命令的时间。执行条件还可以包含玩具的状态。
根据本发明再一个优选实施例,至少一个控制参数包含一个能修改命令的执行的命令修改符。
根据本发明再一个优选实施例,至少一个控制参数包含一个取决于未来事件的条件。
根据本发明再一个优选实施例,至少一个命令包含一个取消一个前面的命令的命令。
根据本发明的一个优选实施例还提供了一种与一个计算机结合使用的信号发送设备,该设备包含一个无线发送设备;一个信号处理设备,它含有至少一个具有下述功能的模拟/数字声音转换设备:能把模拟声音信号转换成数字声音信号,能把数字声音信号转换成模拟声音信号,以及能利用无线发送设备在计算机与一个声音装置之间发送信号;一个能利用无线发送设备在计算机与一个周边装置之间发送控制信号的周边控制接口;以及一个能利用无线发送设备在计算机与一个MIDI装置之间发送MIDI信号的MIDI接口。
根据本发明的另一个优选实施例还提供了一种计算机系统,它含有一个计算机和一个能结合在计算机上并带有一个MIDI连接器和至少一个模拟连接器的声卡,其中计算机能利用MIDI连接器发送数字信号和利用至少一个模拟连接器发送模拟信号。
根据本发明又一个优选实施例,该计算机还能利用MIDI连接器接收数字信号和利用至少一个模拟连接器接收模拟信号。
应该指出,在整个说明书和权利要求书中,“无线电”一词包括所有形式的“无线”通信。
用于实施通过遥控操作的计算机控制装置的方法和设备在申请人/受让人的PCT申请No.PCT/IL96/00157中有说明。
附图的简单说明
根据下面结合各附图的详细说明将可理解和认识本发明,以附图中:
图1-32C示出一种与一个计算机系统结合使用的玩具系统,其中:
图1A是根据本发明一个优选实施例构筑和工作的含有一个玩具的计算机控制系统的半图形半方框图说明;
图1B是图1A的玩具122的一种优选实现的半图形半方框图说明;
图1C是根据本发明另一个优选实施例构筑和工作的含有一个玩具的计算机控制系统的半图形半方框图说明;
图2A-2C是一部分图1A在使用中的简化图形说明;
图3是图1A中计算机无线电接口110的一种优选实现的简化方框图;
图4是图3计算机无线电接口110的较详细的方框图;
图5A-5D一起构成了图4设备的原理图;
图5E是图5D设备的另一种实现的原理图;
图6是图1A中玩具控制装置130的一种优选实现的简化方框图;
图7A-7F与图5D或图5E一起构成了图6设备的原理图;
图8A是图1A玩具控制装置130中接收无线电信号、执行含在其中的命令、和发送无线电信号的一种优选方法的简化流程图说明;
图8B-8T一起构成了图8A方法的一种优选实现的简化流程图说明;
图9A是图1A的计算机无线电接口110中的接收MIDI信号、接收无线电信号、执行含在其中的命令、发送无线电信号、和发送MIDI信号的一种优选方法的简化流程图说明;
图9B-9N与图8D-8M一起构成图9A方法的一种优选实现的简化流程图说明;
图10A-10C是在图1A的计算机无线电接口110与玩具控制装置130之间发送的信号的简化图形说明;
图11是为图1A中的设备产生控制指令的一种优选方法的简化流程图说明;
图12A-12C是图11方法中的图形用户界面的一种优选实现的图形说明;
图13是图1A中计算机无线电接口110的多端口多频道实现的一个第一子单元的方框图,该子单元位在图1A的计算机100内;
图14是图1A中计算机无线电接口110的多端口多频道实现的一个第二子单元的方框图,该子单元是图13设备的补充,位在图1A的计算机100的外部;
图15A-15E一起形成了适用于图13和14的多频道实现的图6的玩具控制装置的详细电原理图;
图16是一种优选方法的简化流程图说明,计算机用该方法在预料将会有一个玩具时选择一个控制频道时,并且每当可同时获得一个玩具和计算机无线电接口的发送接收机时在控制频道上开始一个游戏所定义的通信;
图17是实现图16中“选择控制频道对”步骤的一种优选方法的简化流程图说明;
图18A是实现图16中“选择信息通信频道对”步骤的一种优选方法的简化流程图说明;
图18B是执行图18A中“确定计算机”步骤的一种优选方法的简化流程图说明;
图19是玩具控制装置130的操作的一种优选方法的简化流程图说明;
图20是与一个可能含有一个网络计算机的计算机无线控制玩具系统相联系的远地游戏服务器的简化说明;
图21是当图20的计算机或网络计算机与远地服务器结合工作时的操作的简化流程图说明;
图22是图20的远地游戏服务器的操作的简化流程图说明:
图23是一个含有一个能探测玩具与计算机之间的邻近程度的邻近度探测子系统的计算机无线控制玩具系统的半图形半方框图说明;
图24A-24E一起形成了图3中计算机无线电接收口110的一种多频道实现的详细电原理图,该图除了是多频道之外类似于图5A-5D的详细电原理图,因而能支持除了单频道之外的完全复式的应用;
图25A-25F一起形成了一个连接在计算机的串行端口上而不是声卡上的计算机无线电接口的详细原理说明;
图26A-26D一起形成了一个连接在计算机的并行端口上而不是声卡上的计算机无线电接口的详细原理说明;
图27A-27J是一种不同于前面参考图8E、8G-8M和10A-C所说明的无线电编码技术的优选无线电编码技术的优选流程图说明;
图28A-28K一起形成了图13的多端口多频道计算机无线电接口子单元的详细电原理图;
图29A-29I一起形成了图14的多端口多频道计算机无线电接口子单元的详细电原理图;
图30是根据本发明又一个优选实施例构筑和操作的一种含有一个玩具的计算机控制系统的半图形半方框图说明;
图31是说明用于图30实施例的计算机无线电接口与玩具控制装置的结合的简化方框图;
图32A、32B、32C一起形成了图29H的EPLD(可擦除可编逻辑器件)芯片的简化方框图;以及
图33-62说明图1-32C的玩具系统的实施例,其中:
图33A是在含有几个用户可选结构的组合形式下的一种可编程组合式玩具的图形说明,该组合式玩具是根据本发明一个优选实施例构筑和操作的;
图33B是图33A设备的一种变体的图形说明,其中那些一般是静止不动的用户可选结构由导线与一个计算机相连,而那些易被儿童移动的用户可选结构则以无线方式与一个一般静止不动的用户可选结构相连;
图34是一个组合形式下的可编程组合式玩具的图形说明,其中含有一个与一个效果产生器相互锁的模块式电控单元和一个含有一个与一个效果产生器集成在一起的模块式电控单元的集成单元。
图35是图33A-34的计算机无线电接口与一个与计算机相连接的相关声卡之间的接口的简化方框图;
图36是图35中计算机无线电接口的简化方框图;
图37A-37D一起构成了图36设备的原理图;
图37E是图37D设备的另一种实现的原理图;
图38是图33中的发送接收机/控制器2100的简化方框图,该发送接收机/控制器与一个或几个用户可选结构相连,典型地是通过导线与这些结构中的电机或驱动器相连;
图39A-39F一起构成了图38中数字I/O(输入/输出)接口的一种优选实现的原理图;
图40是图33的用户可选结构中的一个通过导线与图33的发送接收机/控制器相连的结构的简化详细说明;
图41A是图34的发送接收机/控制器/门单元的一种变体的图形说明,该单元由一个发送接收机/控制器单元2132、一个门单元2134和两个被动互锁单元装配而成,并处于开门状态的第一操作位置,在发送接收机/控制器单元没有与门形成一个整体的意义上说它是模块式的;
图41B是图41A设备的图形说明,其中该设备已组装并处于关门的第二操作位置;
图41C是图41A发送接收机/控制器的图形说明,其中它与一个处于第一操作位置并固定地安装在一个互锁式支座上的角色互锁着;
图41D是图41A发送接收机./控制器的说明,其中它与一个处于第二操作位置并固定地安装在一个互锁式支座上的角色互锁着;
图42A是一个模块式传感器单元的图形说明,该传感器单元含有一个没有与任何一个被探测的互锁式玩具单元集成在一起而是直接与一个被探测用户所选玩具结构互锁着的模块式传感器;
图42B是一个模块式传感器单元的图形说明,该传感器单元是图42A设备的一种变体,其改变在于其模块式传感器通过中间互锁式玩具单元与一个用户所选玩具结构相互锁;
图43是一个人物模型角色的图形说明,该角色固定地安装在一个能与互锁式玩具单元互锁的与角色形成为整体的互锁式支座上;
图44是一个户内家用设备的图形说明,它带有一个并非其固有的结构部分的与之集成在一起的互锁式支座;
图45是一个形成为整体的一个人物模型角色和一个户内家用设备的组合的图形说明,其中人物模型角色和家用设备都固定地安装在一个与它们集成在一起的互锁式支座上;
图46是一个动物模型角色的图形说明,该角色固定地安装在一个与之集成在一起并能与互锁式玩具单元相互锁的互锁式支座上;
图47是一种用户与计算机之间的优选相互作用模式的流程图说明;
图48是图33A-34计算机的屏幕显示的图形说明,该显示使用户通过让玩具单元的无级别非图形显示参加一个剧本来把玩具单元结合到一个组合结构中;
图49是图33A-34计算机的屏幕显示的图形说明,该显示提供玩具单元的无级别图形显示;
图50是图33A-34计算机的屏幕显示的图形说明,该显示提供玩具单元的有级别图形显示;
图51中的屏幕显示用来让用户所定义的玩具结构与一个特定发送接收机/控制器的一个特定连接器对相连接;
图52是向用户显示在所选玩具结构中每个多状态玩具单元的每种可能状态的屏幕显示;
图53中的屏幕显示使用户能为一个有一个特定驱动器参与的游戏把该特定驱动器的一个动作与一个当前状态引擎的特定状态的一个特定条件相联系;
图54中的屏幕显示使用户能为一个有一个特定传感器参与的游戏把该特定传感器的一个条件与一个当前状态引擎的特定状态(或该特定状态的一个特定动作或下一个状态)相联系。
图55是使用户能为含参数动作定义参数的屏幕显示;
图56是图33B的计算机无线电接口控制器的简化方框图;
图57是计算机无线电接口与声卡之间的接口的简化方框图;
图58是计算机接口的简化方框图;
图59是一种让计算机接口和计算机两者中的一个能通过声频频道接收命令的优选方法的简化流程图;
图60是SYNC、SQ、零值比特、和1值比特等信号的模拟和数字表示的图;
图61A-61E一起构成了图58设备的一种优选实现的详细电原理图;以及
图62是一种组合式玩具房子的图形说明,该房子由一些互锁式砖块构成,并含有一些固定地安装在一些与房子的结构相互锁的支座上的户内家用设备模型。
优选实施例的详细说明
现在参见图1A,该图是一个计算机控制系统的半图形半方框图说明,该系统含有一个根据本发明一个优选实施例构筑和操作的玩具。图1A系统包括一个计算机100,它可以是任何合适的计算机,例如IBM兼容个人计算机。计算机100带有一个屏幕105。计算机100最好配置有:一个声卡,例如可从创造实验室公司(Creative Labs,Inc.,1901McCarthy Boulevard,Milpitas CA 95035)或创造技术有限公司(CreativeTechnology Ltd.,67 Ayer Rajah Crescent # 03-18,Singapore(新加坡),0513)购得的Sound Blaster Pro(商品名)声卡;一个硬盘;以及任选地,一个CD-ROM驱动器。
计算机100装备有一个计算机无线电接口110,它能根据从计算机100接收到的命令通过无线发射来发送信号,并且在本发明一个优选实施例中,它还能接收从其他地方以无线发射方式发送的信号并把该信号传送给计算机100。典型地,由计算机100发送给计算机无线电接口110的命令既可是模拟信号,也可是数字信号,其中数字信号典型地是利用一个MIDI端口发送的。关于模拟和数字信号的发送下面将参考图3说明。
发送的信号可以是模拟信号或者是数字信号。接收的信号也可以是模拟信号或数字信号。典型地每个信号包括一个消息。关于计算机无线电接口110的一种优选实现将在下面参考图3说明。
图1A系统还包括一个或几个玩具120。图1A的系统包括了多个玩具,即3个玩具122、124、126,但应该理解,也可以只有一个玩具或者有许多个玩具。
现在再参见图1B,该图是图1A的玩具122的半图形半方框图说明。
每个玩具120都含有一个电源125,例如电池或连接在市电上。每个玩具120都还含有一个玩具控制装置130,它能接收由计算机100发送的无线信号,并使每个玩具120根据接收的信号执行一个动作。如前所述,接收的信号可以是模拟信号或数字信号。关于玩具控制装置130的一种优选实现将在下面参考图6说明。
从图1B可看出,每个玩具120最好还包含多个输入装置140和输出装置150。输入装置140可以包括以下装置中的一个或几个:话筒141、微动开关传感器142、触摸传感器(图1B未示出)、光传感器(图1B未示出)、和运动传感器143,后者例如可以是倾斜传感器或加速度传感器。可购买到的合适输入装置有:可从汉姆林公司(Hamlin Inc.,612 East Lake Street,Lake Mills,WI 53551,USA)购得的位置传感器;可从康姆斯国际公司(Comus International,263 HilsideAvenue,Nutley,New Jersey 07110,USA)购得的运动和振动传感器;可从穆拉塔电子有限公司(Murata Electronics Ltd.,Hampshire(英国))购得的温度、冲击、磁传感器;以及可从C&K元件公司(C&KComponents Inc.,15 Riverdale Avenue,Newton,MA 02058-1082,USA)或微开关公司(Micro Switch Inc.(美国霍尼韦尔公司的一个分部))购得的开关。输出装置150例如可以包括以下装置中的一个或几个:扬声器151、光源152、能移动玩具的一部分的电磁铁153、以及能移动玩具的一部分或整个玩具的电机,例如步进电机(图1B中未示出)。可购买到的合适的装置有:可从阿尔卡特(Alkatel(dunkermotoren),Postfach 1240,D-7823,Bonndorf/Schwarzald(德国))购得的直流电机;可从海登开关及仪器公司(Haydon Switchand Instruments,Inc.(HIS),1500 Meriden Road,Waterbury,CT,USA)购得的步进电机和微型电机;以及可从通信仪器公司(CommunicationsInstruments,Inc.,P.O.Box 520,Fairview,North Carolina 28730,USA)购得的直流电磁铁。
该玩具可以执行的动作的例子有:移动玩具的一部分;移动整个玩具;或者发出声音,其中可包括以下一种或几种声音:记录的声、合成的声音、记录的音乐或合成音乐等音乐、以及记录的语音或合成的语音。
接收的信号可以包括一个管理动作的条件,例如动作持续时间或重复次数。
典型地,接收的信号的消息部分包括执行一个规定动作的命令,例如以给定的持续时间产生一个声音,这个信号是一个数字信号。接收的信号的例如声音部分是一个模拟信号。或者,在本发明的一个优选实施例中,接收的信号的含有音乐的声音部分可以是一个数字信号,典型地是一个包括MIDI数据的信号。
玩具可执行的动作还包括对另一个玩具发送来的信号作出反应,例如播放这另一玩具正在监视和发送的声音。
在本发明的一个优选实施例中,玩具控制装置130还能够发送计算机100所需的信号,以由计算机无线电接口110接收。在该实施例中,计算机无线电接口110最好还能轮询玩具控制装置130,也即发送一个要求玩具控制装置130向计算机无线电接口110发送一个信号的信号。应该理解,对于存在有含有多个玩具控制装置130的多个玩具的情况,尤其适合于采用“轮询”。
玩具控制装置130所发送的信号可以包括以下一个或几个内容:声音,典型地是由一个话筒输入装置141所获取的声音;传感器输入装置140的状态,例如光传感器或微动开关的状态;电源125的电力不足指示;或者是识别玩具的信息。
应该理解,装置130发送的声音信号还可以包含语音。计算机系统能对语音信号进行语音识别操作。
合适的语音识别软件例如可以从以下公司购得:斯泰勒斯创新公司(Stylus Innovation Inc.,One Kendall Square,Building 300,Cambridge,MA 02139,USA);A&G图形界面公司(A&G Graphics Interface,USA,电话(617)492-0120,传真号(617)427-3625);“Dragon DictateFor Windows”(商品名)可从特拉根系统公司(Dragon Systems Inc.,320Nevada Street,MA.02160,USA)购得,以及“SDK”可以从莱昂奥特—豪斯堡语音产品公司(Lemout&Hausple Speech Products,Sint-Krispijnstraat 7,8900 Leper,Belgium(比利时))购得。
由无线电控制接口110发送的信号也可以包括例如以下信号中的一个或几个:请求不理会从一个或几个输入装置140输入的信号;请求激活一个或几个输入装置140或者停止不理会从一个或几个输入装置140输入的信号;请求存储从一个或几个输入装置140接收到的数据,典型地是锁存一个或几个输入装置140的状态转变,直到将来从无线电控制接口110发送来另一个请求玩具控制装置130发送包括从一个或几个输入装置140接收到并存储到数据的信号;或者请求发送模拟数据,典型地包括声音,并且典型地要求在规定的时间内发送。
典型地,所有在计算机无线电接口110与玩具控制装置130之间两个方向上发送的信号都包含了识别玩具的信息。
现在参见图1C,这是一个对根据本发明另一个优选实施例构筑和操作的含有一个玩具的计算机控制系统的半图形半方框图说明。图1C的系统包括两个计算机100。应该看到,一般可以采用多个计算机100。在图1C的实现中,所有在计算机无线电接口110与玩具控制装置130之间两个方向上发送的信号典型地都包含了识别计算机的信息。
现在将简单说明图1A系统的操作。典型地,计算机100运行包含了一个计算机游戏的软件,该游戏典型地至少含有一个动画角色。或者,软件可以包括至少含有一个动画物体的教育软件或任何其他交互式软件。这里所用的词汇“动画物体”包括任何可以呈现在计算机屏幕105上并能通过计算机的输入和输出与计算机用户互相作用的物体。动画物体是可以呈现在屏幕上的任何物体,例如:玩偶;动作人像;诸如活动玩具、车辆或载人车辆等玩具;画板或草图板;或者诸如时钟、灯、室壶、或家具等家用物。
现在再参见2A-2C,其中画出了使用中的图1A系统的一部分。图2A设备包括图1A的计算机屏幕105。在该计算机屏幕上示出了动画物体160和165。
图2B示出的情况是,玩具122已被放到图1A的计算机无线电接口110的作用范围内,典型地放到了与接口110所在的同一房间中。玩具122最好对应于一个动画物体160。例如,在图2B中玩具122和图2A中的动画物体160都是一个玩具熊(泰地熊)。图2B的设备包括计算机屏幕105,其上示出了动画物体165。图2B的设备还包括玩具122。当计算机100通过接口110接收到了来自玩具122的一个消息后,不再显示对应于玩具122的动画物体160。现在,动画物体160的功能将通过计算机无线电接口110和玩具控制装置130在计算机100控制之下由玩具122来执行。
图2C示出的情况是,玩具126已被放到图1A的计算机无线电接口110的作用范围内,典型地放到了与接口110所在的同一房间中。玩具126最好对应于动画物体165。例如,在图2C中玩具126和图2A、2B所示的动画物体165都是一个时钟。图2C的设备包括计算机屏幕105,其上没有显示任何动画物体。
图2C的设备还包括玩具126。当计算机100通过接口110接收到一个来自玩具126的消息后,不再显示对应于玩具126的动画物体165。现在动画物体165的功能将通过计算机无线电接口110和玩具控制装置130在计算机100的控制之下由玩具126来执行。
在图2A中,用户典型地借助于普通方法与计算机屏幕上的动画物体160和165相互作用。在图2B中,用户还与玩具122相互作用;在图2C中,用户典型与玩具122和126相互作用,而不再是分别与动画物体160、165相互作用。应该看到,用户与玩具122、126相互作用的方式有:移动玩具或其一部分;向玩具说话;对玩具在响应于从计算机100接收到的信号时所作出的运动作出反应;对玩具在响应于从计算机100接收到的信号时所产生的声音作出反应,其中的声音可以包括音乐、语音、或其他声音;以及其他方式。
现在参见图3,这是图1A的计算机无线电接口110的一个优选实施例的一个简化方框图。图3的设备包括计算机无线电接口110。图3的设备还包括一个如上面参考图1A所说明的声卡190。在图3中示出了计算机无线电接口110与声卡190之间的连接。
计算机无线电接口110包括一个DC(直流)单元200,其功率由一个声卡MIDI接口194通过一个MIDI接口210提供;接口110还包括以下接口:一个连接在声卡MIDI接口194上的MIDI接口210;一个连接在声卡190的一个声频接口192上的声频接口220;以及一个第二声频接口230,它最好连接在一个立体声系统上,以便在一个运行于计算机100(未示出)上的软件的控制之下产生高质量的声音。
图3的设备还包括一个天线240,它能在计算机无线电接口110与一个或几个玩具控制装置130之间发送和接收信号。
图4是图3的计算机无线电接口110的较详细的方框图。图4的设备包括DC单元200、MIDI接口210、声频接口220、和第二声频接口230。图4的设备还包括一个转接器240、一个微控制器250、一个无线电发送接收机260、一个把无线电发送接收机260连接到微控制器250上的连接单元270、以及一个比较器280。
现在参见图5A-5D,它们一起构成了图4设备的一个原理图。
下面是图5A-5C设备的一个优选的元件表:1、K1      继电器部件,伊德克(Idec),地址:1213 Elco Drive,
       Sunnyvale,Calif.94089-2211,USA。2、U1      8751微控制器,英特尔公司,地址:San Tomas 4,2700 San
       Tomas Expressway,2nd Floor,Sauta Clara 95051,CA,USA3、U2      CXO-12MHz(晶振),拉特龙(Raltron),地址:2315
       N.W.107th Aveuue,Miami Florida 33172,USA4、U4      MC33174,摩托罗拉,地址:Phoenix,AZ,USA,电话
       (602)897-50565、二极管  IN914,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA,电话(602)
       897-50566、晶体管  2N2222及MPSA14,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA,
       电话(602)897-5056
下面是图5D设备的一个优选的元件表。1、U1      SILRAX-418-A UHF(超高频)无线电遥测接收模块,
       金斯伯格电子有限公司(Ginsburg Electronic GmbH),地
       址:Am Moosfeld 85,D-81829,Munchen,德国。
或者,图5D的U1可以作以下替换:1、U1      433.92MHz接收模块,零件号0927,可从塞尔销售公司
       (CEL SALES LTD.),地址:Cel House,Unit2,Block 6,
       Shenstone Trading Estate,Bromsgrove,Halesowen,West
       Midlands B36 3XB,英国,购得。2、U2      TXM-418-A低功率UHF无线电遥测发射模块,金斯
       伯格电子有限公司,地址:Am Moosfeld 85,D-1829,
       Munchen,德国。
或者,图5D的U2可以作以下替换:
U2     433.92 SIL FM发射机模块,零件号5229,可从塞尔销
       售公司,地址:Cel House,Unit2,Block 6,Shenstone Trading
     Estate,Bromsgrove,Halesowen,West Midlands B36 3XB,
     英国,购得。
现在再参见图5E,这是图5D设备的另一种实现的原理图。下面是图5E设备的一个优选的元件表:1、U1        BIM-418-F低功率UHF数据发送接收机模块,金
         斯伯格电子有限公司,地址:Am Moosfeld 85,D-81829,
         Munchen,德国。1、U1之替代  S20043扩展频谱完全双工发射接收机,AMI半导体
         —美国微系统公司(AMI Semiconductors-American
         Microsystems,Inc.),地址:Idaho,USA。1、U1之替代  SDT-300合成发射接收机,电路设计公司(Circuit
         Design,Inc.),地址:日本。或者,U1可以以下替代:U1      RY3GB021 RF900 MHz单元,可从夏普电子元件集团
       (SHARP ELECTRONIC COMPONENTS GROUP),地
       址:5700 Northwest,Pacific Rim Boulevard #20,Camas,
       Washington,USA购得U1       RY3GB100 RF单元(用于DECT),可从夏普电子元件
       集团,地址:5700 Northwest,Pacific Rim Boulevard #20,
       Camas,Washington,USA购得。
在图5E的元件表中,第1项或任何一个替代第1项都可以用作U1。
应该理解对于本设备的其他实施例,所有的电路板都必须作适当的改变。
图5E的设备与图5D的设备有相似的功能,但例如在发送和接收MIDI数据时,因图5E设备具有较高比特率的发送和接收能力,所以应优先采用。
参照了上列的各个元件表,图5A-5E将不言自明。
现在参见图6,这是图1A的玩具控制装置130的一个优选实施例的简化方框图。图6的设备包括一个类似于图4无线电发送接收机260的无线电发送接收机260。图6的设备还包括一个类似于图4微控制器250的微控制器250。
图6的设备还包括一个模拟输入/输出接口(数字I/O接口(290,它能提供微控制器250与多个可连接在其上的输入、输出装置之间的接口,可连接在其上的例如有4个输入装置和4个输出装置。下面将参考图7A-7F较详细地说明数字I/O接口290的一个优选实现。
图6的设备还包括一个模拟输入/输出接口(模拟I/O接口)300,它能连接到无线电发送接收机260上,并从那里接收信号和向那里发送信号。
图6的设备还包括一个转接器,它能在响应于一个来自微控制器250的信号时,仅在无线电发送接收机260发送模拟信号的情况下向模拟I/O接口300提供输出,并仅在来自模拟I/O接口300的输入是希望的输入的情况下让该输入通过。
图6的设备还包括输入装置140和输出装置150。在图6中以举例方式示出了,输入装置140包括一个倾斜开关和一个话筒,前者能连接在数字I/O接口290上,后者能连接在模拟I/O接口300上。在应该理解,可以采用各种各样的输入装置140。
在图6中以举例方式示出了,输出装置150包括一个DC电机和一个扬声器,前者能连接在数字I/O接口290上,后者能连接在模拟I/O接口300上。应该理解,可以采用各种各样的输出装置150。
图6的设备还可以包括一个DC控制器310,下面将参考图7A-7F较详细地说明它的一个优选实现。
图6的设备还包括一个类似于图4比较器280的比较器280。
图6的设备还包括电源125,该图中以举例方式把该电源画成为电池,它能通过DC控制器310为图6的设备提供电源。
现在参见图7A-7F,它们与图5D或5E一起构成了图6玩具控制装置的原理图。如果采用图5E的结构实现图4的计算机无线电接口,并以RY3GB021作为图5E的U1,则除以RY3GH021而不是RY3GB021来实现U1之外,最好用与图5E相同的结构来实现图6的玩具控制装置。
下面是关于图7A-7F设备的一个优选的元件表:
1、U1 8751微控制器,英特尔公司,地址:San Tomas 4,2700 SanTomas Expressway,2nd Floor,Santa Clara,95051,CA,USA.
2、U1 LM78L05,国家半导体公司,地址:2900 Semiconductor Drive,Santa Clara,CA.95052,USA.
3、U3 CXO-12MHz(晶振),拉特龙(Raltron),地址:2315 N.W.107TH Qavenue,Miami,,FL,33172,USA。
4、U4 MC33174,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA,电话(602)897-5056。
5、U5 MC34119,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA,电话(602)897-5056。
6、U4 4066,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA,电话(602)897-5056。
7、二极管IN914,IN4005,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA,电话(602)897-5056。
8、晶体管2N2222,2N3906,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA,电话(602)897-5056。
9、晶体管2N2907和MPSA14,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA,电话(602)897-5056。
参考上述元件表,图7A-7F将是可不言自明的。
如前面参考图1A所说明的,在计算机无线电接口110与玩具控制装置130之间发送的信号可以是模拟信号或数字信号。在数字信号情形下,它最好包含多个为计算机100和玩具控制装置130双方都知道的预先定义的消息。
由计算机无线电接口110向玩具控制装置130发送的每个消息都包含了关于所希望的消息接收者的指示。由玩具控制装置130向计算机无线电接口110发送的每个消息都包含了关于消息发送者的指示。
在上述图1C的实施例中,消息还包含以下内容:
每个由计算机无线电接口110向玩具控制装置130发送的消息都包含关于消息发送者的指示;以及
每个由玩具控制装置130向计算机无线电接口110发送的消息都包含关于期望接收者的指示。
下面是一组优选的预先定义的消息:
命令结构
 byte 9  8         byte   7        byte  6         byte  byte 5  byte 4  byte 3  byte 2   1        byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits -    -8  bits-     -8  CMDlsb  CMDmsb  Unit #C-sb  Unit #B-sb   Unit #A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit  8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
命令表从计算机发送给玩具控制装置A.输出命令(设定IO到数据)
 byte 9  8         byte   7        byte   6        byte  byte 5   byte 4  byte 3  byte 2 1          byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit  8 bit 6 bit  2 bit  8 bit
     x     x      D     00     IO     00     01      00      A     00    00      P     01
把玩具控制装置的输出脚设定为一个数字电平DP:        计算机地址              00-03 HA:        单元地址—              00-FF HIO:       i/o号—                 00-03 HD:        数据                    00-01 H例:1.01 00 00 05 00 01 03 01 00 00    把io3设定为“1”2.01 00 00 05 00 01 03 00 00 00    把io3设定为“0”改变IO一段时间
 byte 9   8       byte   7        byte   6        byte  byte 5   byte 4 byte 3 byte 2 1          byte  byte 0
 CRC   bits-    -8   bits-    -8   bits-    -8  CMDlsb   CMDmsb Unit#C-sb Unit#B-sb Unit#A-sb  PCadd  Head
  Dat3lsb Dat3msb   Dat2lsb  Dat2msb   Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits   4 bit 4 bit   4 bit  4 bit   4 bit  4 bit  8 bit   8 bit 8 bit 8 bit 6 bit  2 bit  8 bit
  T2    T1       D     00      IO     00     02      00     A   00    00      P     01
把玩具控制装置的输出脚在一段时间内改变为D,然后返回原来状态P:         计算机地址    00-03 HA:         单元地址—    00-FF HIO:        i/o号—       00-03 HT1,T2:    时间          00-FF HD:         数据          00-01 H例1.01 00 00 05 00 02 03 05 00 00  把io3设定为“1”5秒钟
B.输入命令发送传感器状态
 byte 9   8        byte   7        byte   6        byte  byte 5   byte 4 byte 3   byte 2   1         byte  byte 0
 CRC   bits-    -8   bits-    -8   bits-    -8  CMDlsb   CMDmsb Unit#C-sb   Unit#B-sb   Unit#A-sb   PCadd  Head
  Dat3lsb  Dat3msb   Dat2lsb  Dat2msb   Dat1lsb  Dat1msb
 8bits   4 bit  4 bit   4 bit  4 bit   4 bit  4 bit  8 bit   8 bit 8 bit   8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
      x     x       x      x       x      x     00      01     A      00     00      P     01
发送所有传感器的玩具控制装置状态P:      计算机地址                00-03 HA:      单元地址—                00-FF H例1.01 00 00 05 01 00 00 00 00 00    发送传感器的当前状态传感器扫描模式接通
 byte 9  8         byte  7         byte  6         byte   byte 5   byte 4  byte 3  byte 2  1           byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-     -8  bts-      -8   CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit   8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
    x     x     x     x     x     x     01      01      A     00     00      P     01
开始扫描各玩具控制装置传感器,如果其中之一闭合(按至“o”),则送回一个应答信号。P:         计算机地址             00-03 HA:         单元地址—             00-FF H例:1.01 00 00 05 01 01 00 00 00 00    传感器扫描模式接通传感器扫描模式接通一次
 byte 9  8         byte   7        byte  6         byte  byte 5   byte 4  byte 3  byte 2  1         byte  byte 0
 CRC  bits-     -8   bits-    -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb   Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit   4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
    x     x      x     x     x     x     02      01      A     00     00      P     01
开始扫描玩具控制装置传感器,如果其中一个闭合(按至“o”),则送回一个应答信号,然后停止扫描传感器P:    计算机地址                  00-03 HA:    单元地址—                  00-FF H1.01 00 00 05 01 02 00 00 00 00    传感器扫描模式接通一次传感器扫描模式断开
byte 9   8        byte   7        byte   6      byte  byte 5   byte 4  byte 3  byte 2     1      byte  byte 0
CRC   bits-     -8  bits-     -8  bits-   -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
  Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
8 bits   4 bit  4 bit  4 bit  4 bit 4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
      x      x      x     x     x     x     03     01      A     00     00      P     01
停止扫描玩具控制装置传感器P:    计算机地址                  00-03 HA:    单元地址—                  00-FF H例:1.01 00 00 05 01 03 00 00 00 00    传感器扫描模式断开C.声频输出命令开始声频放送
 byte 9  8         byte  7       byte  6         byte  byte 5   byte 4  byte 3  byte 2   1        byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-   -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
    xx     xx     x     x     x     x     00      02      A     00     00      P     01
开始在玩具控制装置的一个扬声器中放送音频信号。音频信号由计算机声卡和计算机无线电接口发送给玩具控制装置。P:    计算机地址                    00-03 HA:    单元地址                      00-FF H1.01 00 00 05 02 00 00 00 00 00      开始声频放送停止声频放送
 byte 9  8         byte  7       byte  6       byte  byte 5  byte 4  byte 3  byte 2  1         byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-   -8  bits-   -8  CMDlsb   CMDmsb Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit 4 bit  4 bit 4 bit  4 bit  8 bit  8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit   8 bit
    x     x     x     x     x     x     01     02      A     00     00      P      01
停止在玩具控制装置的一个扬声器中放送声频信号。P:  计算机地址                    00-03 HA:  单元地址—                    00-FF H1.01 00 00 05 02 01 00 00 00 00    停止声频放送开始声频和IO放送一段时间
 byte 9  8         byte   7        byte  6         byte  byte 5  byte 4  byte 3  byte 2   1        byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit 4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
    IO    SC     td     T0    T2     T1     04      02      A    00     00      P     01
开始在玩具控制装置的一个扬声器中放送声频信号并把一个io脚设定为“1”。经过时间T后,停止声频放送并把IO设定为“0”,在延时td*100ms的时间之后开始这一命令。如果SC=“1”,则在执行该命令之后开始输入命令SCAN_SENSORS_ON_ONCE(如果即使在声频放送期间按下了任一个传感器,则向计算机发送一个消息)。P:             计算机地址            00-03 HA:             单元地址—            00-FF HIO:            i/o号—               0-3   H    (如果IO>3,则不设置IO)T0,T1,T2:    时间                  000-FFF H  (*100ms)(T0=MMSB,T1=MSB T0=LSB)td:            执行前的延时时间      0-F   H    (*100ms)1.01 00 00 05 02 04 80 2A 03 00       开始声频放送和IO#3工作6.4秒钟
                                  640=280H
                                  执行前的延时=10*100ms=1sec2.01 00 00 05 02 04 80 2A 13 00       开始声频放送和IO#3工作6.4秒钟,然后设定“扫描传感器接通一次”模式
                                  执行前的延时=10*100ms=1secD.声频输入命令发送话筒信号一段时间
 byte 9  8         byte   7        byte   6        byte  byte 5  byte 4  byte 3  byte 2  1         byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-     -8  CMDlsb  CMDmsb Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit  8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
     x      x      x      x     T2     T1     00     03      A     00     00      P     01
请求玩具控制装置在时间T内把话筒声频信号从玩具控制装置发送给计算机无线电接口和计算机的声卡P:         计算机地址     00-03 HA:         单元地址—     00-FF HT1,T2:    时间           00-FF H    (秒)例:1.01 00 00 05 03 00 0A 00 00 00    开始话筒模式10秒钟E.一般玩具命令进入睡眠模式
byte 9 8       byte 7       byte 6       byte byte 5 byte 4 byte 3 byte 2 1         byte byte 0
CRC bits-   -8 bits-   -8 bits-   -8 CMDlsb CMDmsb Unit#C-sb Unit#B-sb Unit#A-sb PCadd Head
Dat3lsb Dat3msb Dat2lsb Dat2msb Dat1lsb Dat1msb
8 bits 4 bit 4 bit 4 bit 4 bit 4 bit 4 bit 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit 6 bit 2 bit 8 bit
    x     x     x     x     x     x    01    04     A    00    00     P    01
请求玩具控制装置进入节能(睡眠)模式P:    计算机地址    00-03 HA:    单元地址      00-FF H1.01 00 00 05 04 01 00 00 00 00    把玩具控制装置转至睡眠模式入清醒模式
 byte 9  8         byte  7         byte  6         byte  byte 5   byte 4  byte 3  byte 2  1             byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
     x      x      x      x      x      x     02      04      A     00     00      P     01
请求玩具控制装置进入清醒模式P:    计算机地址    00-03 HA:    单元地址      00-FF H1.01 00 00 05 04 02 00 00 00 00    把玩具控制装置转至清醒模式玩具复原
 byte 9  8         byte  7         byte  6         byte  byte 5   byte 4 byte 3  byte 2  1         byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit  8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
     x      x      x     x      x      x     0F     04      A     00     00      P     01
请求玩具控制装置执行复原操作P:    计算机地址    00-03 HA:    单元地址—    00-FF H1.01 00 00 05 04 0F 00 00 00 00    玩具复原玩具使用新射频频道
 byte 9  8         byte  7         byte   6        byte   byte 5   byte 4  byte 3  byte 2   1           byte   byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-     -8   CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb   Unit#A-sb   PCadd   Head
  Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb   Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits   4 bit  4 bit  4 bit  4 bit   4 bit  4 bit   8 bit   8 bit  8 bit  8 bit   6 bit   2 bit  8 bit
      x      x      x      x     CH2    CH1      0A      04      A     00      00       P     01
请求玩具控制装置转至新的射频发送和接收频道P:      计算机地址                00-03 HA:      单元地址                  00-FF HCH1:    发送射频频道号            0-F   HCH2:    接收射频频道号            0-F   H1.01 00 00 05 04 0A 12 00 00 00    转至新的接收和发送射频频道注:此命令仅可用于增强型无线电模块(图5E的替换U1)或图15A-15E及图24A-24E所描述的模块F.测距由玩具控制装置发送的信息,作为对从计算机无线电接口接收到的命令的应答信号“接收正常”应答信号
 byte 9   8        byte   7        byte  6         byte   byte 5   byte 4  byte 3  byte 2 1          byte  byte 0
 CRC  bits-     -8   bits-    -8  bits-     -8   CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb   Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit   4 bit  4 bit  4 bit  4 bit   8 bit  8 bit  8 bit  8 bit 6 bit  2 bit  8 bit
 sen2  sen1   cmd4  cmd3  cmd2  cmd1      00     0A     A     00    00      P     01
送回关于正常接收到了命令的应答信号P:    计算机地址                                      00-03 HA:    单元地址—                                      00-FF Hcmd1,2:              正常接收到了命令高位的应答信号  00-FF Hcmd3,4:              正常接收到了命令低位的应答信号  00-FF Hsen1,2                传感器0-7的状态                 00-FF H1 01 60 00 05 0A 00 01 01 FF 00    对0101命令(“传感器扫描模式接通”命令)的“接收正常”应答信号,
                               状态:各传感器均未按下(FF)
                               计算机无线电接口号为6。2.01 60 00 05 0A 00 01 01 FE 00    对0101命令(“传感器扫描模式接通”命令)的“接收正常”应答信号,
                               状态:传感器8被按下(FE)。
                               计算机无线电接口号为6。G.请求玩具控制装置在发生一个事件后所发送的请求玩具已清醒请求
byte 9  8         byte  7         byte   6        byte   byte 5   byte4  byte 3  byte 2   1           byte   byte 0
CRC  bits-     -8  bits-     -8   bits-    -8   CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb   Unit#B-sb   Unit#A-sb   PCadd   Head
  Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb   Dat1lsb  Dat1msb
8 bits   4 bit  4 bit  4 bit  4 bit   4 bit  4 bit   8 bit   8 bit  8 bit   8 bit   6 bit   2 bit   8 bit
      x      x      x     x     c2     c1      00      0A      A      00      00       P      01
当玩具控制装置从睡眠模式转变为清醒模式时向计算机无线电接口发送一个消息P:            计算机地址           00-03 HA:            单元地址—           00-FF Hc1,c2:       状态命令             AB    H1.01 60 00 05 0A 00 AB 00 FF 00    “玩具已清醒”消息H.CRI(计算机无线电接口)命令仅向CRI发送的命令把声频输出转到无线电并发送
byte 9  8         byte  7        byte  6        byte  byte 5   byte 4  byte 3  byte 2   1        byte  byte 0
CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit   8 bit   8 bit   8 bit   6 bit   2 bit   8 bit
     x      x      x      x      x      x     00      0C       x      00      00       P      01
请求计算机无线电接口把声频输出从计算机声卡转到无线发送接收机并予以发送P:              计算机地址                  00-03 H把声频输出转至插座并停止发送
byte 9  8       byte  7         byte  6         byte  byte 5  byte 4  byte 3  byte 2  1        byte  byte 0
CRC  bits-   -8  bits-     -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit  8 bit  8 bit  8 bit 6 bit 2 bit  8 bit
     x      x      x      x      x      x     01     0C      x     00    00     P     01
请求计算机无线电接口把声频输出从无线电RF无线发送接收机转到扬声器插座以停止发送P:         计算机地址                00-03 H使无线电静音
byte 9   8        byte   7        byte   6        byte   byte 5   byte 4  byte 3  byte 2   1           byte   byte 0
CRC   bits-    -8  bits-     -8  bits-     -8   CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb   Unit#A-sb   PCadd   Head
  Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit  8 bit  8 bit  8 bit  6 bit   2 bit   8 bit
     x      x      x      x      x      x     02     0C      x     00     00       P      01
使无线电发送静音P:       计算机地址                  00-03 H取消无线电静音
 byte 9  8         byte  7        byte  6       byte   byte 5   byte 4  byte 3  byte 2  1         byte  byte 0
 CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-   -8   CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit   8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
    x     x     x     x     x      x      03      0C     x     00     00     00     01
取消无线电发送静音(CRI复原)
byte 9  8         byte   7      byte   6        byte   byte 5   byte 4  byte 3  byte 2  1         byte  byte 0
CRC  bits-     -8  bits-   -8  bits-     -8   CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit   8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
     x     x     x     x      x     x     0F     0C     x     00     00     P     01
对计算机无线电接口单元进行软件复原P:          计算机地址            00-03 H1.CRI应答信号由计算机无线电接口仅在CRI命令之后仅发送给计算机的应答信号CRI命令应答信号
byte 9   8        byte  7         byte   6        byte  byte 5   byte 4 byte 3 byte 2   1      byte  byte 0
CRC   bits-    -8  bits-     -8   bits-    -8  CMDlsb   CMDmsb Unit#C-sb Unit#B-sb Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb   Dat1lsb  Dat1msb
8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit   4 bit  4 bit  8 bit   8 bit 8 bit 8 bit 6 bit  2 bit  8 bit
     x      x   cmd4   cmd3    cmd2   cmd1     00      0D     x    00    00      P     01
这是对一个CRI命令的应答(ACK)信号,该ACK信号由计算机无线电接口在成功地执行了一个命令以后发送给计算机P:           计算机地址                       00-03 Hcmd 1,2:    CRI命令高位接收正常的应答信号    00-FF Hcmd 3,4:    CRI命令低位接收正常的应答信号    00-FF H1.01 60 00 00 0D 00 0C 01 00 00       对OCO1 CRI命令(“把声频输出转至插座”)接收正常的应答信号
                                  CRI号为6。2.01 60 00 00 0D 00 0C 0F 00 00       对OCOF CRI命令(“CRI复原”)接收正常的应答信号
                                  CRI号为6
                                  对于POWER UP RESET(接通电源时的复原)也发送此应答信号
现在参见图8A,其中示出了在图1A的玩具控制装置130内的接收无线电信号、执行其中所含的命令、和发送无线电信号的一种优选方法的简化流程图说明。典型地,上述每个消息都包含了一个命令,其中可以包括一个要处理也含在该消息内的信息的命令。图8A的方法最好包括以下步骤:
探测同步信号或前缀(步骤400)。探测头部(步骤403)。
接收含在信号中的命令(步骤405)。
执行含在信号中的命令(步骤410)。可以按照前述参考图1A的说明来执行命令。
发送一个包括一个希望给计算机无线电接口110的命令的信号(步骤420)。
现在参见图8B-8T,它们一起构成了图8A方法的一种优选实现的简化流程图说明。图8B-8T的方法是不言自明的。
现在参见图9A,这是图1A的计算机无线电接口110中的接收MIDI信号、接收无线电信号、执行含在其中的命令、发送无线电话号、和发送MIDI信号的一种优选方法的简化流程图说明。图9A的一些步骤与上述图8A中的步骤相同,最好还包括以下步骤:
从计算机100接收一个MIDI命令(步骤430)。该MIDI命令可以包括希望发送给玩具控制装置130的命令,可以包括声频输入或输出命令,或者可以包括一个一般命令。
向计算机100发送一个MIDI命令(步骤440)。该MIDI命令可以包括一个从玩具控制装置310接收到的信号,可以包括对计算机无线电接口110以前从计算机100接收到的MIDI命令的应答,或者可以包括一个一般命令。
执行含在MIDI命令或接收的信号中的命令(步骤450)。对于接收到信号的情形,执行命令可以包括把该命令报告给计算机100,据此计算机100典型地可以在程序的控制之下执行任何适当的动作,例如改变屏幕显示或者采用任何其他适当动作来响应接收到的命令。对于从计算机100接收到了一个MIDI命令的情形,执行命令可以包括把该命令发送给玩具控制装置130。执行MIDI命令也可以包括在第二声频接口230与无线电发送接收机260之间转接计算机控制装置110的声频输出。通常第二声频接口230是直接连接在声频接口220上的,而后者是保持着计算机声卡与扬声器、话筒和立体声系统等周边声频设备之间的连接的。
现在参见图9B-9N,同时每次回过来参见图8D-8M,所有这些图结合在一起构成了图9A方法的一种优选实现的简化流程图说明。图9B-9M的和图8D-8M的方法是不言自明的。
现在再参考图10A-10C,它们是在图1A的计算机无线电接口110与玩具控制装置130之间发送的信号的简化图形说明。图10A包含一个同步前缀。同步前缀的持续时间T-SYNC最好是.500ms,并且最好基本上等分成通、断成份。
图10B包含一个代表“0”值比特的信号,而图10C包含一个代表“1”值比特的信号。
应该指出,图10B和10C指的是使用图5D设备的情况。在使用图5E设备的情况下,也提供了相应于图10B和10C所示的性能。
最好给每个比特都规定一个预定的相同持续时间T。利用本技术领域所熟知的调频键控方法发送一个调频载波。在图5D中的U2的端头5处出现的一个“断”信号(典型地小于0.7V)将造成一个频率低于中间频道频率的发送。图5D中U2的端头5处出现的一个“通”信号(典型地大于2.3V)将造成一个频率高于中间频率的发送。这些信号被相应的接收机U1接收。从U1的脚6输出的信号被输送给图4和6的比较器280,后者能分别判断接收到的信号是“断”还是“通”。
借助于把图5D的U1的脚7通过图5D的连接器J1的脚6、图5A的连接器J1的脚6、以及跳接器连接到图5A的U1的脚12上,还有可能使用含在U1内的比较器。
最好不去理会接收到的持续时间小于0.01*T的通信号或脉冲。最好把接收到如图10B所示的持续时间在0.01*T至0.40×T之间的通信号当作是一个“0”值比特。最好把接收到如图10C所示的持续时间大于0.40*T的通信号当作是一个“1”值比特。典型地,T的值为1.0ms。
此外,在接收到一个通信号之后将测量接着的断信号的持续时间。只有当通信号和断信号的持续时间之和在0.90T到1.10T之间时才能认为该比特是有效的。否则将认为该比特是无效的,从而不予理会。
现在参见图11,这是为图1A设备产生控制指令的一种方法的简化流程图说明。图11的方法最好包括以下步骤:
选择一个玩具(步骤550)。选择至少一个命令,并且最好是从与所选玩具有关的多个命令中选择(步骤560-580)。或者,可以通过选择、修改和生成一个新二进制命令来输入一个命令(步骤585)。
典型地,步骤560-580中的“选择一个命令”可以包括选择一个命令和指定与该命令有关的一个或几个控制参数。控制参数例如可以是取决于以前命令的结果的条件,其中以前命令是与所选玩具或另一个玩具有关的。控制参数也可以是关于管理命令的执行的一个执行条件,例如:一个规定了某一特定输出将根据玩具的一个状态而出现的条件,也即当且仅当接收到了一个规定输入时才会出现该特定的输出;一个规定了命令的性能将在某一特定时间消失的条件,例如,当命令的执行持续时间超过了某一时间长度时将停止执行命令;一个取决于某个未来事件的发生的条件;或者其他条件。
命令可以包括取消一个以前命令的命令。
图11方法的输出典型地包含一个或几个在步骤590中产生的关于实现特定命令的控制指令。典型地,一个或几个控制指令被包含在一个命令文件中。典型地,由一个驱动器程序来调用命令文件,该驱动器程序典型地能确定在一个给定的时间点上应执行哪一个命令,然后调用与给定命令相关的命令文件。
图11方法的用户最好利用一个带有图形用户界面的计算机来执行步骤550和560。现在参见图12A-12C,它们是图11方法的图形用户界面实现的一个优选实施例的图形说明。
图12A包括一个玩具选择区600,其中含有多个玩具选择图标610,每个图标画出了一个玩具。当图12A-12C的图形用户界面的用户典型地选择一个玩具选择图标610时,表明将为所选玩具指定一个命令。
图12A还典型地含有一些动作按钮620,典型地它们包指下述按钮中的一个或几个:
一个按钮,它允许一个用户,典型地为一个专家用户,输入一个直接的二进制命令,以实现一个高级的或特别复杂的命令,这种命令只能通过图12A-12C的图形用户界面得到;
一个按钮,它允许用户去安装一个新玩具,从而增添一个新的玩具选择图标610;以及
一个按钮,它允许用户退出图12A-12C的图形用户界面。
图12B示出一个命令发生器屏幕,它典型地在用户已选择了一个图12A中的玩具选择图标610之后被显示出来。图12B包含一个动画区域630,其中最好画出了所选的玩具选择图标610;还包含一个文字区域635,其中有描述所选玩具的文字。
图12B还包含多个命令分类按钮640,每个按钮让用户可以选择一类命令,例如输出命令;输入命令;声频输入命令;声频输出命令;以及一般命令。
图12B还包含一个取消按钮645,用来取消命令选择并返回到图12A的屏幕。
图12C包含一个命令选择区域650,使用户可以指定一个特定命令。实际上可以指定各种各样的命令,图12C所示的命令仅仅是一些例子。
图12C还包含一个文件名区域655,用户可以在其中指定准备接受所产生的控制指令的文件的名称。图12C还含有一个取消按钮645,它与图12B的取消按钮645类似。图12C还含有一个执行按钮660。当用户激励执行按钮660时,图11的控制指令发生器将为所选玩具产生能实现所选命令的控制指令,并把控制指令写入指定的文件。
图12C还含有一个参数选择区域665,用户可以在其中指定一个与所选命令相关的参数。
前述图1C的实施例包括了一个组合有一类称之为“一般命令”的一组优选的预先定义消息的说明。另外一些一般命令由以下的说明定义:多端口命令可获得性询问命令
byte 9   8        byte   7        byte   6        byte  byte 5   byte 4  byte 3  byte 2     1        byte  byte 0
CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
     x      x     00     00     00    00     05      04      A     00     00      P     01
一个计算机发送该命令以验证一个无线电频道是否空闲。如果另一个计算机已经使用了该频道,它将回答以″可获得性回答命令″。如果在250ms之内没有接收到回答,则认为该频道是空闲的。P:    计算机地址    00-03 HA:    单元地址      00-FF H可获得性回答命令
byte 9   8        byte  7         byte   6        byte  byte 5   byte 4  byte 3   byte 2     1        byte   byte 0
CRC   bits-    -8  bits-     -8  bits-     -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb   Unit#B-sb   Unit#A-sb  PCadd   Head
  Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits   4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit   8 bit   6 bit  2 bit   8 bit
     x      x     00     00     00     00     06      04      A      00      00      P      01
一个计算机在应答″可获得性询问命令″时将发送该命令,以宣告该无线电频道已被占用。P:    计算机地址    00-03 HA:    单元地址      00-FF H玩具可获得性命令
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 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
 8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
     x      x     00     00     00     00     07      04         A     00     00      P     01
一个玩具发送此命令以宣告其存在,并接收一个计算机在响应该命令时发送的“频道对选择命令”,其中指明了将控制它的计算机和要使用的无线电频道。P:    计算机地址    00-03 HA:    单元地址      00-FF H频道对选择命令
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CRC  bits-     -8  bits-     -8  bits-    -8  CMDlsb   CMDmsb  Unit#C-sb  Unit#B-sb  Unit#A-sb  PCadd  Head
 Dat3lsb  Dat3msb  Dat2lsb  Dat2msb  Dat1lsb  Dat1msb
8 bits  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  4 bit  8 bit   8 bit  8 bit  8 bit  6 bit  2 bit  8 bit
     x      x     00     00    CH2    CH1     08     04      A     00     00      P     01
一个计算机在应答″玩具可获得性命令″时将发送该命令,以通知玩具准备使用的无线电频道。P:      计算机地址      00-03 HA:      单元地址        00-FF HCH1:    玩具发送频道    0-F   HCH1:    玩具发送频道    0-F   H
图13和14中示出图1A的计算机无线电接口110的多端口多频道实现的方框图,图13示出被实现为一个安装在一个PC机(个人计算机)内的添加板的计算机接口处理子单元。图14是一个RF发送接收机,它是计算机外部的一个装置,通过电缆连接在处理子单元上。在RF单元的本应用中,有4个发送接收机,其中每一个都能同时使用两个无线电频道。
简单地回顾一下图3可以看出,声音和控制命令都可以任选地通过MIDI连接器210来发送,而不是通过模拟连接器220来发送声音命令。另外也可以理解,计算机无线电接口和110声卡190之间的接口210和220的作用或者也可以如图25A-25F所示,以计算机无线电接口110与计算机100串行和/或并行端口之间的连接来实现。
如果希望提供完全双工的通信,则作为图1A计算机无线电接口110的一部分的每个发送接收机260最好都能够在第一个频道对上发送而在不同的第二个频道对上接收。作为图1A玩具控制装置130的一部分的发送接收机260(图4)最好能够在第二个频道上发送而在第一频道上接收。
为了确定至少两个频道对,可以采用任何适当的技术,例如窄带技术或扩展频谱技术,后者如跳频技术或直接序列技术,如图15A-15E所示的多频道计算机无线电接口和图24A-24E所示的多频道玩具控制装置中的那样。
现在参见图16,其中示出了关于计算机无线电接口(CRI)110的操作的一种优选方法的简化流程图,其中的CRI100能在不与其他计算机互相干扰的情况下服务于图1A中的单个计算机100,而每个其他计算机则由一个类似的CRI进行类似的服务,典型地,图16的方法由图1A计算机100上的软件来实现。
CRI包含一个普通的无线电发送接收机(图4的260),它例如可以是一个含有被分成20对频道的40个频道的RY3 GB021。典型地,其中16个频道对被分配给信息通信,余下的4个频道对被用作控制频道。
在图16的方法中,如下面将参考图17所说明的,无线电接口将从4个控制频道对中选出一个频道对(步骤810)。所选出的控制频道对i受到一个第一发送接收机的监视(步骤820),以根据接收到一个新玩具所发出的“玩具可获得性命令”来探测新玩具的出现(步骤816)。当探测到新玩具后,将从16个信息通信频道对中选出一个频道对(步骤830),以用来通过它向新玩具发送游戏程序信息。实现步骤830的一种优选方法示于图18A的不言自明的流程图中,图18A中的“确定计算机”命令(步骤1004)示出图18B的流程图中。
在被这里称之为“频道对选择命令”的所选信息通信频道对的识别符通过控制频道对被发送给新玩具(步骤840)。然后利用所选的信息通信频道对开始一个游戏程序(步骤850)。然后控制频道对便可以接收另一个玩具发送来的“玩具可获得性”命令并对之作出响应。由于当前的发送接收机已被用于游戏与玩具之间的通信,因此希望把另一个发送接收机分配给那个控制频道对。
为了把另一个发送接收机分配给那个现在已不受监视的控制频道,首先,需在一个“发送接收机或获得性表格”中把原来曾监视那个控制频道的发送接收机标注为“已占用”(步骤852)。然后对发送接收机可获得性表格进行扫查,直到找到一个可获得的,也即没有被标注为为“已占用”的发送接收机(步骤854)。其后,把这个发送接收机分配给控制频道i(步骤858)。
图17是实现图16中步骤810“选择控制频道对”的一种优选方法的简化流程图说明。在图17中,扫描4个控制频道。对其中噪声电平低于某一阈值的每个频道对(步骤895),计算机将发送一个“可获得性询问命令”(步骤910),并在一个预定时间长度,例如250ms内等待应答(步骤930和940)。如果没有计算机作出应答,也即没有计算机发送回来一个“可获得性回答命令”,则将认为该频道对是空闲的。如果发现一个频道对已被占用,则扫描下一个频道。如果发现4个频道对都已被占用,则返回一个消息“没有可获得的控制频道”。
图19是玩具控制装置130的操作的一种优选方法的不言自明的流程图说明,该方法适合于结合图16-18B的“多频道”实施例使用。i=1,…,4是系统的控制频道的标号。玩具控制装置轮流地在每个控制频道i上发送(步骤1140、1150、1210)一个宣告玩具的可获得性的消息:“玩具可获得性命令”(步骤1160),直到找到一个受到一个计算机监视的控制频道。找到这一控制频道的标志是计算机通过发送一个“频道对选择命令”作出了应答(步骤1180),这个命令中含有一个消息,即指定了玩具控制装置在与运行于计算机上的游戏进行通信时可以使用的信息频道对。到达这一点时(步骤1190),玩具控制装置就可以开始接收和执行计算机通过在控制频道i中指定的信息频道对发送来的游戏命令。
根据本发明的一个优选实施例,提供了一种如图20所示的与一个远地游戏服务器相通信的计算机系统。远地游戏服务器1250在至少一个玩具操作游戏的至少一部分上能够服务于计算机100,其中的玩具操作游戏能操作一个或几个玩具1260。任选地,也可以从远地游戏服务器1250下载整个游戏。不过另一种选择也可以是,从远地游戏服务器1250下载一个新玩具动作剧本或者新文本文件,而一个特定游戏的其余要素可以已经存储在计算机100的存储器中。
从远地游戏服务器1250向计算机100的下载既可以在游戏开始之前离线地进行,也可以在游戏过程中在线地进行。或者,可以离线地接收游戏的第一部分而在线地接收游戏的其余部分。
远地游戏服务器1250与计算机100之间的通信可以基于任何合适的技术,例如,但不局限于,ISDN;X.25;帧中继;和因特网。
图20实施例的一个优点是,由于所有的“智能”都可以由一个远地智能源提供,所以在邻近于玩具的当地可以提供十分简单的计算机化装置。特别是,该计算机化装置可以比个人计算机简单,它可以没有自己的显示监视器,并且例如可以是一个网络计算机1270。
图21是图20的计算机100或网络计算机1270在与远地服务器1250结合作用时的操作的简化流程图说明。
图22是图20的远地游戏服务器1250的操作的简化流程图说明。
图23是一个计算机无线控制玩具系统的半图形半方框图说明,该系统包含:一个含有一个玩具控制装置1504的玩具1500,一个利用计算机无线电接口1514与玩具控制装置1504进行通信的计算机1510,以及一个邻近度探测子系统,它能探测玩具与计算机之间的邻近程度。邻近度探测子系统例如可以含有一对分别与玩具和计算机相连的超声传感器1520和1530。典型地,玩具的超声传感器1520将发射超声信号,当计算机和玩具位在超声通信的范围之内,例如位在同一个房间内时,计算机的超声传感器1530将能探测到上述超声信号。
图24A-24E一起形成了图3计算机无线电接口110的一种多频道实现的详细电原理图,该图除了是多频道的之外,其余类似于图5A-5D的详细电原理图,因此不仅能支持单频道而且能支持完全双工的应用。
图25A-25F一起形成一种计算机无线电接口的详细原理图,该接口是连接在计算机的一个串行口上的而不是计算机的声卡上的。
图26A-26D一起形成了一种计算机无线电接口的详细原理图,该接口是连接计算机的一个并行口上而不是计算机的声卡上的。
图27A-27J是一种基于曼彻斯特(Manchester)编码的优选无线电编码技术的优选的不言自明的流程图说明,这种编码技术是不同于前面参考图8E、8G-8M和10A-10C所说明的无线电编码技术的另一种选择。
图28A-28K一起形成了图13的多端口多频道计算机无线电接口子单元的详细电原理图。
图29A-29I一起形成了图14的多端口多频道计算机无线电接口子单元的详细电原理图。
图30示出本发明的又一个实施例,它包含了一个计算机无线电接口(CRI)和一个玩具控制装置(TCD)的结合1610。
结合单元1610控制一个例如通过电缆与计算机100相连的玩具1620,并利用计算机无线电接口110例如通过无线电通信与其他玩具120通信。玩具1620以类似于玩具装置120的方式工作。
图31示出结合单元1610的简化方框图。
图32A-32C一起形成了图28H的EP900 EPLD(可擦除可编程逻辑器件)芯片19的简化原理图。对于该原理图,对EPLD芯片进行编程的代码最好采用可从阿尔特拉公司(Altera Corporation),地址:3525 Monroe Street,Santa Clara,CA 5051 USA购得的编程包“Max PlusII Ver 6.2”。
下面将说明的图33-62示出了图1-32C的玩具系统的一些实施例。
现在参见图33A,这是一个可编程组合式玩具的图形说明,图中的组合形式包含了几个用户可选的结构,例如一个城堡2010、一些灯2020、一个可倒水的水桶2030,一个吊桥2040和一个通过导线2054与城堡相连的正在攻击城堡的吼叫巨鸭2050。用户可选的结构2020、2030和2040分别通过导线2060、2070和2080与一个用户可编程控制系统相连,该控制系统含有一个通过连接在计算机声卡2124上的计算机无线电接口单元2120(图35)与一个计算机2110进行无线通信的发送接收机/控制器2100。
参见图33B,这是图33A设备的一个变体的图形说明,其中,作为一般静止不动的用户可选结构的城堡2010通过导线2126与计算机2110连接,而例如吼叫鸭2050等可以被用户移动的用户可选结构则通过发送接收机/控制器2100与计算机无线电接口/控制器2105之间的无线通信与一个例如城堡2010这样的一般静止不动的用户可选结构无线地连接。在该实施例中,城堡2010配备了计算机无线电接口/控制器2105,它是图33A中的计算机无线电接口2120和发送接收机/控制器2100的结合。
图56示出了图33B的计算机无线电接口/控制器2105的一个优选实施例。示于图33A和33B的可编程组合式玩具最好还含有一个话筒2022。
图34是组合成图33A-33B设备的一种变体形式的一个可编程组合式玩具的图形说明。图34的组合式玩具包含几个用户可选的结构,例如一个开着的门单元2130(未按比例画出)和一个分别通过发送接收机/控制器2150和2160与计算机2110无线地连接的车辆2140。在图示的实施例中,发送接收机/控制器2150与一个电磁铁2154结合成一体。反之,发送接收机/控制器2160是一个没有与驱动器连接的模块式单元。发送接收机/控制器2160借助于一些普通的互锁元件(未示出)与电机2170固定地连接。
现在参见图35,这是图33A-33B的计算机无线电接口2120的一个优选实施例与一个声卡2124的简化接口图。
计算机无线电接口2120包含一个通过一个MIDI接口2210从一个声卡MIDI接口2194得到供电的DC单元2200和以下一些接口:一个连接在声卡MIDI接口2194上的MIDI接口2210;一个连接在声卡2124的一个声频接口2192上的声频接口2220;以及一个第二声频接口2230,它最好连接在一个立体声系统上,以在运行于计算机2110(未示出)上的软件的控制之下产生高质量的声音。
图35的设备还包含一个天线2240,它能在计算机无线电接口2110与一个或几个玩具控制装置2130之间发送和接收信号。
图36是图35计算机无线电接口2120的简化方框图。图36设备包括DC单元2200、MIDI接口2210、声频接口2220和第二声频接口2230。图36设备还包括一个转接器2240、一个微控制器2250、一个无线电发送接收机2260、一个把无线电发送接收机2260连接到微控制器2250上的连接单元2270以及一个比较器2280。
现在参见图37A-37D,它们一起构成了图36设备的原理图。
下面是图37A-37C设备的一个优选的元件表:
1、K1继电器部件,伊德克(Idec),地址:1213 Elco Drive,Sunnyvale Calif.94089-2211.USA。
2、U1 8751微控制器,英特尔公司,地址:San Tomas 4,2700 SunTomas Expressway,2nd Floor,Santa Clara 95051,CA USA。
3、U2 CXO-12MHz(晶振),拉特龙(Raltron),地址:2315 N.W.107th Avenue,Miami,FL 33172,USA。
4、U4 MC33174,摩托罗拉,地址:Phoenix,AZ,USA,电话(602)897-5056。
5、二极管IN914,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA电话(602)897-5056。
6、晶体管2N3906和MPSA14,摩托罗拉,地址:Phoenix AZ,USA电话(602)897-5056。
下面是图37D设备的一个优选的元件表:
1、U1 SILRAX-418-A UFH无线电测距接收模块,金斯伯格电子有限公司(Ginsburg Eloctronic GmbH),地址:Am Moosfeld 85,D-81829,Munchen,德国。
2、U2 TXM-418-A低功率UHF无线测距发送模块,金斯伯格电子有限公司,地址:Am Moosfeld 85,D-81829,Munchen,德国。
现在再参见图37E,这是图37D设备的另一种实现的原理图。下面是图37E设备的一个优选的元件表。
1、U1 BIM-418-F低功率UHF数据发送接收机模块,金斯伯格电子有限公司,地址:Am Moosfeld 85,D-81829,Munchen,德国,
替代1.U1:S20043扩展频谱完全双工发送接收机,AMI半导体—美国微系统公司(AMI Semiconductors-American Microsystems,Inc.),地址:Idaho,USA。
替代1.U1:SDT-300合成发送接收机,电路设计公司(CircuitDesign,Inc.),日本。
在图37E设备的元件表中,第1项或替代第1项都可用作U1。应该理解,对于设备的另外一些实施例,电路板必须作出适当的改变。
图37E的设备除了具有较高的发送和接收比特率之外其功能类似于图37D设备的功能,因此例如当发送和接收MIDI数据时应优先采用图37E设备。
根据上述的元件表,图37A-37E是不言自明的。
图38是图33的发送接收机/控制器2100的简化方框图,该发送接收机/控制器可以通过导线2170与一个或几个用户可选结构连接,典型地是与这些结构的电机或驱动器连接。控制器2100最好能通过输入连接2180从开关、话筒、光电二极管、或其他传感器接收输入信号,这些传感器元件可以内设在或结合在各个用户可选结构上。图38的设备包含一类似于图36的无线电发送接收机2260的无线电发送接收机2260。图38的设备还包括一个类似于图36的微控制器2250的微控制器2250。
图38的设备还包括一个数字输入/输出接口(数字I/O接口)2290,它能在微控制器2250与多个输入和输出装置之间提供接口,可以连接在其上的例如有4输入装置和4个输出装置,下面将参考图39A-39F较详细地说明数字I/O接口2290的一种优选实现。
图38的设备还包括一个模拟输入/输出接口(模拟I/O接口)2300,它能连接在无线电发送接收机2260上,以从后者接收信号和向后者发送信号。
图38的设备还包括一个转接器2305,它能响应于来自微控制器2250的信号,并且仅当要由无线电发送接收机2260发送模拟信号时才向模拟I/O接口2300提供输出,仅当需要模拟输入信号时才传送来自模拟I/O接口2300的输入信号。
图38的设备还包括一些输入装置和输出装置。在图38中,输入装置例如有一个能通过输入连接器2180连接在数字I/O接口2290上的倾斜开关(未示出)和一个能连接在模拟I/O接口2300上的话筒2292。应该看到,可以使用各种各样的输入装置。
在图38中,作为例子,输出装置有一个能通过输出连接器2170连接在数字I/O接口2290上的DC电机2304和一个能连接在模拟I/O接口2300上的扬声器2294。应该看到,可以使用各种各样的输出装置2150。
图38的设备还包括一个DC控制器2310,下面将参考图39A-39F较详细地说明它的一种优选实现。
图38的设备还包括一个类似于图36的比较器2280的比较器2280。
图38的设备还包括一个图中以电池作为例子的电源2125,它能通过DC控制器2310向图38设备提供电源。
现在参见图39A-39F,它们与图37D或37E一起构成了图38设备的原理图。下面是图39A-39F设备的一个优选的元件表:
1、U1 8751微控制器,英特尔公司,地址:San Tomas 4,2700 SunTomas Expressway,2nd floor,Santa Clara 95051,USA。
2、U2 LM78L05,国家半导体公司,地址:2900 SemiconductorDrive,Santa Clara,CA 95052,USA
3、U3 CXO-12MHz(晶振),拉特龙(Raltron),地址:2315N.W.107thAvence,Miami,FL 33172,USA.
4、U4 MC33174,摩托罗拉,地址:Phoenix,AZ,USA.电话(602)897-5056。
5、U5 MC34119,摩托罗拉,地址:Phoenix,AZ,USA.电话(602)897-5056。
6、U6 4066,摩托罗拉,地址:Phoenix,AZ,USA.电话(602)897-5056。
7、二极管IN914,摩托罗拉,地址:Phoenix,AZ,USA.电话(602)897-5056。
8、晶体管2N2222,摩托罗拉,地址:Phoenix,AZ,USA.电话(602)897-5056。
9、晶体管2N2907和MPSA14,摩托罗拉,地址:Phoenix,AZ,USA.电话(602)897-5056。
根据上述元件表,图39A-39F是不言自明的。
图40是图33中几个用户可选结构中的一个结构的简化图形说明,该结构例如是一个灯2020,它可以利用导线2060与图33的发送接收机/控制器2100相连接,该导线可以借助于例如不可卸卡夹2130或其他不可卸夹子或螺丝等适合于儿童使用的装置连接在灯2020上。
图41A示出未组装的图34发送接收机/控制器-门单元2130的一种变体,从下述意义上来说它是模块式的:发送接收机/控制器单元2132没有与门2134或任何其他单个互锁式玩具单元集成在一起,而是与例如门2134这样的一个用户所选玩具结构或者如图41C-41D所示的与一个固定安装在一个互锁式支座2334上的角色2330互锁在一起。图41B示出图41A设备被组装后并处于门已关上的第二种操作位置时的情况。发送接收机/控制器单元2150最好包含多个带标记的连接器对2335,例如3个标有“A”、“B”、“C”的连接器对。每个用户可选玩具结构都可以含有一个或几个玩具单元。角色2330最好含有一些可动部分,比较图41C和41D可以清楚看出这些可动部分。
图42A是模块式传感器单元2340的图形说明。模块式传感器单元2340最好包含一个例如与一个互锁式玩具单元集成在一起的微动开关2350这样的传感器。图42A的设备在下述意义上是模块式的:其结构使其能探测一个互锁式玩具单元的操作,但它并不与任何一个被探测互锁式玩具单元集成在一起,而是直接地或者如图42B所示通过一个中间互锁式玩具单元与一个例如门2134这样的用户所选玩具结构互锁在一起。
图42B是模块式发送接收机/控制器单元2132的图形说明。模块式发送接收机/控制器2132最好包括一个与一个互锁式玩具单元集成在一起的发送接收机/控制器2150。图42B的设备在下述意义上是模块式的:其结构使其能无线地中继远地计算机与一个互锁式玩具单元之间的通信,但并不与任何一个互锁式玩具单元集成在一起,而是直接地或如图所示地通过中间互锁式玩具单元2342与例如门2134这样的要与计算机通信的用户所选玩具结构互锁在一起。
图43是一个固定地安装在一个集成在一起的互锁式支座2410上的人物模型角色2400的图形说明,该互锁式支座2410能与一个例如为互锁式平台2420的互锁式玩具单元相互锁。
图44是一个带有一个集成在一起的互锁式支座2440的户内设备2430的图形说明,该互锁式支座2440不是户内设备的固有结构部分。互锁式支座2440不是桌子2430的固有结构部分。反之,有些户内设备,例如冰箱,却带有作为其固有结构的一部分的矩形底座。支座2440与例如互锁式砖块2460等互锁式玩具单元相互锁。
图45是一个集成在一起的结合物的图形说明,其中包括一个人物模型角色2470和一个户内设备2480的结合,并且两者都固定地安装在一个也被集成在一起的互锁式支座2490上。
图46是一个固定地安装在一个集成在一起的互锁式支座2502上的动物模型角色2500的图形说明,该支座2502能与例如互锁式平台2504等互锁式玩具单元相互锁。
图47是用户与计算机2110之间相互作用的一种优选模式或方法的流程图说明。根据本发明的一个优选实施例,用户被提示或其他方式引导着走过图47流程图的流程。应该看到,图47流程图中的各个步骤可以按需要被安排成不同的次序。
图47的方法典型地包括两个主要阶段:
a、构筑游戏结构(步骤2506)-用户利用可得到的玩具单元构筑一些结构,这些玩具单元例如有:可控的效果发生器、电控模块、发送接收机/控制器单元、和上述各种类型的单元的集成结合。可以并行地在物理上构筑结构和为计算机定义结构。或者,可以在结构的物理构筑阶段之前或之后来为计算机定义结构。
b、生成游戏剧本(步骤2508),通过对计算机2110进行编程来操作在步骤2506中构筑的结构。
游戏结构构筑阶段(步骤2506)最好包括下述两个步骤,其中每个步骤都有一个物理方面和一个编程(结构定义)方面:
i、步骤2510-把一些玩具单元结合成一些除了发送接收机/控制器之外的结合物,发送接收机/控制器是任何结合物的主要元件,它将在下一步骤2512中被连接到结合物中。如图48-50所示的适当的屏幕显示使用户能执行步骤2510。
ii、步骤2512-把步骤2510中生成的结合物连接到指定的一个或几个发送接收机/控制器的一个或几个指定端口上。
应该看到,游戏结构构筑阶段2506可以包括大量并不具有相应的编程对象的物理构筑物,例如既不去控制其他单元也不受其他单元控制的被动结构的物理构筑物和主动结构中的被动部分的物理构筑物。
使用户能执行步骤2512的适当的屏幕显示示于图51。
在游戏剧本生成阶段(步骤2508)中构成一个能管理步骤2506中所定义的结构的动作的状态引擎,该阶段典型地包括以下步骤:
2514-生成新状态或选择已有状态。使用户能执行步骤2514的适当的屏幕显示示于图52。
2518-选择要根据其定义条件的和为之定义条件的可控结构。使用户能执行步骤2518的适当的屏幕显示示于图54。
2520-选择要结合每个已定义的条件根据其定义动作和为之定义动作的可控结构。使用户能执行步骤2520的屏幕显示示于图53。
2522-对每个已定义的条件定义当前状态与另一个状态之间的一个连接。
连接可以从当前状态本身出发。使用户能执行步骤2522的合适屏幕显示示于图52(“连接”任选项)。
2524-如果完成了剧本(即状态引擎),则关闭剧本文件(步骤2526)。否则本方法返回步骤2514。
图48是图33A-34的计算机2110的屏幕显示的图形说明。用户使用文件按钮2528便可处理一个新文件或退出文件,在该文件中要存储一个或几个玩具操作规划或剧本,它们之中每个规划或剧本都涉及到一个或几个玩具结构。玩具操作规划是一组有结构的操作,例如准备由一个或几个玩具的各个单元执行的有条件操作等级、或有条件的操作网络、或有条件或无条件的操作序列。一旦用户进入了一个文件,典型地他(或她)将定义一个当前玩具操作规划的名称,然后执行无等级的文字性玩具单元选择来参加到规划中。
在图48中,用户正处于定义一个玩具结构的过程中,该结构包含两个不同的玩具单元“电磁铁”和“门”,并把该玩具结构命名为“城堡门”。应该指出,典型地,玩具单元由系统命名,而含有一个或几个玩具单元的玩具结构则由用户来命名。例如,“被照亮的窗户”是一个系统命名的玩具单元,它可以是“塔楼窗户”、“灯塔窗户”、“监狱窗户”等或者是单个的或者是与例如一个光探测器等其他玩具单元相结合的由用户命名的玩具结构的一部分。
或者如图49所示,用户执行参加到游戏规则中的非等级性的图形玩具单元选择。在所示的实施例中,向用户显示的玩具单元图像有:一个发送接收机/控制器-电磁铁图像2530、一个微动开关图像2540,一个可控人物角色图像2550,一个发送接收机/控制器/电磁铁-门单元图像2560,一个可发亮的窗户图像2570、和一个可控门图像2580。应该看到,图49所示的6个单元仅仅是许多可能的玩具单元的例子。
或者,如图50所示,用户所见到的是他(她)可得到的一些玩具单元的有等级显示。玩具单元的一个适当的等级体系例如可以有以下类别和类:
a、可控效果发生器,例如可动玩具单元、声音产生单元、光产生单元。可动玩具单元可以包括可动人物角色或他们的一部分、可动动物角色或它们的一部分、可动家用设备或它们的一部分、可动车辆或它们的一部分、可动机器或他们的一部分;
b、用于控制可控玩具单元的电控模块,例如:
1、驱动器(电机、电磁铁等)以及
2、传感器(例如微动开关、光传感器、话筒等);
c、用于通过与一个计算机的无线通信来操作电控模块和电效果发生器的发送接收机/控制器单元;
d、上述各类的结合,例如,像图34的集成式门-发送接收机/控制器单元2134这样的包括两个或几个上述类型玩具单元的集成式单元,或者由用户以前定义的非集成式结合。
不论是图形式的还是文字式的,图50的有等级实施例都特别适用于有许多玩具单元可以选择的情况。
在图50的示例中,用户已选择在一个特定结构中增加一个电控模块,还选择了电控模块的类型,即选择了一个传感器而不是一个驱动器。因此本系统显示出了4种可能的传感器的图像,即光探测器2580、第一型的微动开关2584、第二型的微动开关2590、和磁探测器2594。
应该看到,图49-50的玩具单元显示不仅在选择玩具把它们结合到一个游戏结构中时有用,而且在为任何其他目的而选择玩具时也是有用的,其中的其他目的例如有:为了定义一个动作来形成一个状态引擎的一部分、或者为了定义一个条件来形成一个状态引擎的一部分。
图51的屏幕显示使得一个由用户定义的玩具结构能与一个特定的发送接收机/控制器2100(图33A)、2105(图33B)、2150(图34)、或2160(图34)的一个特定连接器对相连接。在所示的例子中,图49中所定义的城堡门已被用户与一个发送接收机/控制器的连接器对A相连接。
根据本发明的一个优选实施例,软件控制仅限于单个发送接收机/控制器。根据本发明的一个优选实施例,可以有多于一个的发送接收机/控制器参加同一个玩具操作规划。根据该实施例,发送接收机/控制器最好带有一个用户可识别的标记或其他标记2136(图41A),该标记能告知用户计算机2110对这个发送接收机/控制器的识别名称。例如在图51中,城堡门被与一个序列号为“33335”的特定发送接收机/控制器发生联系。
在图51中,用户向该系统指明了他(她)正在使用的发送接收机/控制器的序列号。
图52及其后面的图是一系列的屏幕显示,这些屏幕显示使用户能典型地通过为一个或多个用户所选的玩具结构定义一个状态引擎来为它们定义一个剧本或操作规划。
图52的屏幕显示是一个用户所生成的一个游戏剧本,其中有11个状态和它们之间的连接。该用户能执行下述任何一个操作。
a、向该状态引擎添加一个新状态(图52中的“新”选项,典型地这将造成在图52的“气泡”结构中增添一个新的“气泡”);
b、使一组条件与一个已有状态相联系(图52中的“条件”选项,这将导致图54的屏幕显示);
c、使一些动作与一个特定状态的一些特定条件相联系,例如利用图52的屏幕显示,“条件”选项可使动作和条件与最后所选的那个状态相联系。一旦选取了选项“条件”,该系统将转为图54的屏幕显示。可以利用图55的屏幕显示来定义包括一系列基本动作或复杂动作的复杂动作和有参数动作。有参数动作的一个例子是“文字的语言发音”,其中的参数是一段文字,而动作是发出文字的语言声音;
d、把一个特定状态的一些特定条件连接到另一个状态上(典型地是通过图52屏幕显示中的“连接”和图54屏幕显示中的“条件”进行图形操作);
e、把一个已有状态从状态引擎中删除,典型地通过图52中的“删除”选项删去图52中当前所选的“气泡”(状态)。
最好用户能修改任何已有状态的特性(动作、条件、和连接),或者能产生新状态或删除任何已有状态。
图53的屏幕显示使用户能为一个有一个特定驱动器参加的游戏把该驱动器的一个动作与当前状态引擎中的一个特定状态的一个特定条件相联系。
在所示的实施例中,用户把电磁铁2350的一个“回缩”动作2410与一个叫做“doorway(门道)”的状态的一个叫做“探测到了吼叫”的条件相联系。换言之,用户对游戏的设计是,如果听到了吼叫声,则与某个门道相连接的电磁铁将回缩,使门关闭。
图54的屏幕显示使用户能为一个有一个特定传感器参加的游戏把关于该传感器的一个条件与当前状态引擎中的一个特定状态(或者一个特定动作或该特定状态的下一个状态)相联系。
图55的屏幕显示使用户能为有参数动作定义参数。
现在参见图56,其中示出了图33B的计算机无线电接口2105的一个简化方框图。
图57是计算机无线电接口2120与声卡2124之间的接口的简图。图57的设备除了删去了MIDI连接器之外其余总的与图3的设备相似,所以图57的设备适合于与没有MIDI连接器的声卡或计算机结合使用。
图58是计算机无线电接口2120的简化方框图。图58的设备除了删去了MIDI连接器之外其余总的与图4的设备相似,所以图58的设备适合于与没有MIDI连接器的声卡或计算机结合使用。
图59是一种优选方法的简化流程图说明,该方法使计算机无线电接口2120和计算机2110两者中的一个能通过声频频道而不是MIDI频道从计算机无线电接口2120和计算机2110中的另一个接收命令。
图42的方法首先探测当前是否正有一个声频信号来到,如果有,则探测该声频信号是声频信息(即准备让玩具结构中的一个扬声器发出的声音的内容)还是一个命令。这最好通过探测是否接收到了一个能指明是命令的前缀来实现。如下面将参考图59说明的,这个前缀典型地包括一个SYNC(同步)信号和跟在其后的SQ信号。
图60分别示出SYNC、SQ、零值比特、和1值比特的模拟表示2300和数字表示2310。
上述各信号的频率和持续时间如下:
信号                频率          持续时间
SYNC                Hz              0.5ms
SQ                  500Hz           2ms
零值比特            1Hz             1ms
1值比特             666Hz           1.5ms
最好有多于一个声频频道连接着声卡2124和计算机无线电接口2120,而且典型地第一声频频道用于从声卡向计算机无线电接口发送声频信号,第二声频频道用于反方向的声频信号发送。
图61A-61E一起构成了图58设备的一种优选实现的详细电原理图。
现在参见图62,这是一个组合式玩具房子的图形说明,该房子由一些互锁式砖块构筑,并含有一些固定地安装在与房子结构互锁的支座上的户内用设备模型。
应该指出,对于游戏技术水平比较低的用户,如果用户所用的玩具结构是根据预定设计构筑的,则可以略去图48和51的屏幕显示。例如,图33中的互锁式建筑构件组可以与组装说明书一起购买,该说明书中说明了如何来构筑图示形状的城堡和吼叫鸭。
应该指出,本发明的设备可适用于任何具有电控功能的互锁式玩具单元,这些功能例如是运动、传感能力、照明、和发声。互锁式玩具单元的图形不一定是按比例画出的。
应该指出,如果愿意,本发明的软件部分可以ROM(只读存储器)的形式实现。一般地说,如果愿意,软件部分可以用一般技术以硬件实现。
应该指出,为了清楚,本发明的一些特征是在一些分开的实施例的说明文中予以说明的,但也可以把这些特征结合在单个实施例中说明。反之,为了简短,本发明的一些特征是在单个实施例的说明文中说明的,但它们也可以完全分开地或分成任何合适的子组合地予以说明。
熟悉本技术领域的人们应可看到,本发明并不局限于前面具体示出和说明的内容。本发明的范畴应该仅由后附权利要求书定义。

Claims (19)

1、一种可编程组合式玩具,包括:
许多可以结合在一起从而定义一个用户可选结构的玩具单元,其中用户可选结构包含多个可由一个用户用该可选结构结合在一起的可控玩具单元;以及
一个用户可编程控制系统,用来控制多个可控玩具单元的操作。
2、根据权利要求1的可编程组合式玩具,还包括一个可结合上述用户可编程控制系统使用的玩具应用发生器,用来使用户能对上述用户可编程控制系统编程。
3、根据权利要求2的可编程组合式玩具,其中上述玩具应用发生器能提供多种编程难易程度,以适合于不同年龄和不同技术水平的用户使用。
4、根据权利要求1的可编程组合式玩具,其中上述许多玩具单元包括互锁式建筑构件。
5、一种组合式玩具,包括:
许多互锁式玩具单元;
一个与许多互锁式玩具单元中的至少一个单元互锁的支座;以及
至少一个固定地安装在该支座上的模型角色。
6、根据权利要求5的组合式玩具,其中上述模型角色包括一个人物模型角色。
7、根据权利要求5的组合式玩具,其中上述模型角色包括一个动物模型角色。
8、根据权利要求5的组合式玩具,其中上述模型角色是刚性的。
9、根据权利要求5的组合式玩具,其中上述模型角色不是构形成与上述互锁式玩具单元互锁的。
10、一种可组合玩具房屋,包括:
许多用来构筑一个房屋的结构的互锁式砖块;
多个支座,每个支座都构形成与许多互锁式砖块中的至少一个砖块互锁;以及
多个分别固定地安装在上述多个支座上的户内设备模型。
11、根据权利要求5的组合式玩具,其中上述多个户内设备模型包含家具和家庭用具中的至少一种。
12、根据权利要求5的组合式玩具,其中每个上述户内设备模型都不是构形成与上述互锁式砖块互锁的。
13、根据权利要求1的可编程组合式玩具,其中上述用户可编程控制系统与上述许多玩具单元中的至少一个单元以无线方式联系。
14、根据权利要求1的玩具,其中上述用户可编程控制系统包括一个计算机;
并且其中上述许多玩具单元包含:
一个含有一个无线电发送接收机/控制器的第一玩具单元;以及
一个与上述计算机有线连接的第二玩具单元,并含有:
一个能提供上述计算机与上述第一玩具单元之间的无线电通信的无线电发送接收机;以及
一个能控制上述第二玩具单元的控制器。
15、根据权利要求1的玩具,其中上述用户可编程控制系统包括:
一个计算机;
一个向用户可选结构传送命令的计算机无线电接口;以及
一个声卡装置,它含有至少一个声频频道,来自计算机的命令可以通过该至少一个声频频道被发送给计算机无线电接口。
16、根据权利要求15的玩具,还包括一个从计算机无线电接口到声卡装置的声频频道,来自用户可选结构的数字信息通过该声频频道被发送给计算机。
17、根据权利要求1的玩具,其中上述许多玩具单元包括至少一个话筒,并且其中上述控制系统包括一个能识别由上述至少一个话筒所探测到的语音的语音识别单元以及一个语音驱动操作控制器,用来至少部分地根据上述语音的内容来控制多个可控玩具单元的操作。
18、一种玩具控制方法,包括:
提供许多可结合在一起从而定义一个含有多个可控玩具单元的用户可选结构的玩具单元;
对一个计算机进行编程以控制多个可控玩具单元的操作;以及
利用已编程的上述计算机去控制多个可控玩具单元的操作。
19、一种构建组合式玩具的方法,包括:
提供许多互锁式玩具单元;以及
提供一个与许多互锁式玩具单元中的至少一个玩具单元互锁的支座,上述支座含有至少一个固定地安装在其上的模型角色。
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