CN201558512U - 一种电子棋盘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子棋盘装置，所述电子棋盘装置还包括控制器，所述控制器通过有线或无线接口对所述电子棋盘进行功能控制。所述无线接口包括无线电接口、红外接口、蓝牙接口；所述有线接口包括控制线接口、插卡和插槽接口。通过将所有按键设置在控制器上，电子棋盘只设置少量隐藏于面膜之下的状态指示灯，使电子棋盘更加简洁，从而避免电子棋盘上设置的按键干扰棋手的注意力。

Description

一种电子棋盘装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术，特别涉及一种电子棋盘装置。

背景技术

个人电脑和国际互联网的普及，为棋类爱好者提供了更多的下棋方式，例如，可以在个人电脑中安装棋类对弈软件进行人机对弈，或者通过国际互联网与其他棋手进行网络对弈，但是这两种方式都要求棋手在整个对弈过程中注视电脑屏幕，长时间注视电脑屏幕会严重影响视力导致近视，尤其是青少年和儿童。

专利申请200710076128.6设计了一种电子围棋棋盘，专利申200810216691.3设计了一种电子象棋棋盘，而专利申请200710076916.5设计了一种电子棋类棋盘与电脑系统进行交互的方法。当专利申请200710076128.6和200810216691.3所设计的电子棋盘与外部电脑系统相连，并采用专利申请200710076916.5所设计的交互方法交换行棋命令和数据时，电子棋盘与电脑系统组成一个“电子棋盘对弈系统”，该电子棋盘对弈系统可以运行在5种对弈模式下，这些对弈模式的详细描述，请参见专利申请200710076916.5。采用这种电子棋盘对弈系统，棋手可以进行人机对弈和网络对弈，而由于这两种电子棋盘都使用了真实的棋盘和棋子，且在对弈过程中不需要注视电脑屏幕，因此保护了视力的同时还获得真实的下棋体验。

图1是专利申请200710076128.6设计的电子围棋棋盘的物理结构，图2是专利申请200810216691.3设计的电子象棋棋盘的物理结构。两种电子棋盘都设置有行棋位置指示灯和各种状态指示灯，这些指示灯都被设置在凹槽中，且指示灯的上面有半透明的面膜或面板遮挡，因此用户只能看到处于点亮状态的指示灯。对于图2所示的电子象棋棋盘，其面板可以由面膜代替。由于面膜的厚度远小于面板，因此，采用面膜可以使传感器更接近棋子，从而可提高棋子检测的可靠性。

上述两种电子棋盘还设置有功能按键，例如，专利申请200710076128.6设计的电子围棋棋盘设置有“确认”、“取消”和“检查”功能按键，专利申请200810216691.3设计的电子象棋棋盘设置有“开始对弈”功能按键。另外，其他专利设计的电子棋盘也设置有功能按键，例如：专利03103345.8设计的电子棋盘设置有“黑方走棋确认”、“白方走棋确认”、“黑方弃局(认输)”和“白方弃局(认输)”功能按键；专利申请200910105854.5中的电子围棋棋盘设置有“选择棋盘”、“选择规格”、“增加级别”、“减少级别”、“选择棋子”和“开始/终止”功能按键。可见，随着电子棋盘的功能不断增加，需要在电子棋盘上设置更多功能按键，例如：如果电子棋盘增加悔棋功能，则需要设置“悔棋请求”功能按键；如果电子棋盘增加推荐行棋功能，则需要设置“推荐行棋”功能按键。最多时，电子棋盘上的功能按键数量可达到14个。

为操作方便，这些功能按键通常被设置在棋盘盘面上，因此棋手在行棋过程中很容易注意到这些功能按键，从而导致棋手的注意力下降，干扰下棋过程。如果采用外观凸出的按键，这些凸出棋盘表面的按键会影响棋盘的整体美观。如果棋盘表面采用面膜覆盖，例如图1的电子围棋棋盘，由于面膜非常薄(通常不超过0.5毫米)，因此在这种安装结构中很难设计出合适的功能按键并安装在棋盘上，即使能够安装这些功能按键，也会使得安装结构比较复杂。可见，将功能按键设置在棋盘上具有如下缺陷：

1.功能按键数量增多后，安装在棋盘上的按键会干扰棋手的注意力，从而影响棋手下棋；

2.在电子棋盘上设置功能按键，导致电子棋盘的安装结构复杂，从而降低产品的可靠性；

3.必须为具有不同功能的电子棋盘设计不同的安装结构，因为不同功能的电子棋盘上需要设置不同的功能按键。

实用新型内容

为解决现有技术的以上问题，本实用新型实施例提供一种电子棋盘装置，所述装置能使电子棋盘更加简洁，从而避免电子棋盘上设置的按键干扰棋手的注意力，同时提高产品的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型提供的一种电子棋盘装置包括电子棋盘，所述电子棋盘装置还包括控制器，所述控制器通过有线或无线接口对所述电子棋盘进行功能控制。所述无线接口包括无线电接口、红外接口或蓝牙接口；所述有线接口包括控制线接口、插卡或插槽接口。

由于本实用新型所有按键被设置在控制器上，电子棋盘只设置少量隐藏于面膜之下的状态指示灯，使电子棋盘更加简洁，从而避免电子棋盘上设置的按键干扰棋手的注意力；采用本实用新型后，电子棋盘的上表面可以采用面膜覆盖，可以一次性加工成型，因此简化了电子棋盘的结构和工艺，提高了产品可靠性。

附图说明

图1是现有技术一种电子围棋棋盘的物理结构示意图；

图2是现有技术一种电子象棋棋盘的物理结构示意图；

图3为本实用新型实施例一种电子棋盘系统的逻辑结构示意图；

图4为本实用新型实施例一种电子中国象棋的棋盘盘面布局图；

图5为本实用新型实施例一种控制器的控制面板外观图；

图6为本实用新型实施例一种红外遥控技术原理图。

具体实施方式

本实用新型设计了一种电子棋盘装置，包括电子棋盘，所述电子棋盘装置还包括控制器，所述控制器通过有线或无线接口对电子棋盘进行功能控制。通过将所有功能按键设置在一个控制器上，只在电子棋盘上只设置少量的状态指示灯，使得电子棋盘更加简洁，同时使电子棋盘的结构和工艺更加简单、可靠。

将所有功能按键设置在一个控制器上，控制器与电子棋盘通过接口相连，控制器上按键所产生的命令信号通过接口传递给电子棋盘，实现对电子棋盘的控制。这种设计可适用于各种电子棋盘，例如电子围棋棋盘、电子中国象棋棋盘和电子国际象棋棋盘。控制器与电子棋盘之间可采用各种接口方式，包括有线或无线接口，其中无线接口包括但不限于无线电接口、红外接口、蓝牙接口等方式；有线接口包括但不限于通过控制线连接，或采用插卡和插槽方式连接而形成的接口等，其中插卡和插槽接口即电子棋盘上设置有插槽，控制器上设置有插卡，将控制器插在插槽中使用等。

图3为电子棋盘系统的逻辑结构——电子棋盘系统由电子棋盘和控制器两部分组成，控制器与电子棋盘通过一个控制接口连接。图3中的电子棋盘可以是一个独立的电子棋盘，也可以是一个能够与外部电脑系统连接并共同组成的电子棋盘，例如专利申请200710076128.6和200810216691.3所设计的电子棋盘可以与外部PC机连接，组成一个电子棋盘对弈系统，此时图3中的电子棋盘还包括外部PC机。

控制接口可采用有线方式的直连接口(例如串行接口、并行接口、USB接口或其他特定物理接口)，也可以采用无线连接接口(例如红外接口和无线电接口)。当采用有线方式的直连接口时，控制器与电子棋盘通过物理连接线连接，例如串行连接线、并行连接线或USB连接线，此时，电子棋盘上设置有连接插口，且电子棋盘和控制器都设计有相应的接口电路，例如RS232串口电路、USB接口电路或并行接口电路。当采用无线连接接口时，控制器就是一个遥控器，可以远距离无接触地控制电子棋盘，无线遥控器采用无线电或红外技术。

电子棋盘的设计

电子棋盘中，除了检测按键状态的功能发生改变外，所有其他功能，例如棋子状态检测功能、指示灯控制功能、行棋检测功能和外部通信功能，都仍然采用上述专利申请200710076128.6、200810216691.3或其他专利所公开的技术来实现，因此这里不再复述。

电子棋盘可以只设置以下几种状态指示灯：

行棋方指示灯

棋子颜色指示灯

行棋确认指示灯

行棋错误指示灯

另外，电子棋盘还设置有若干数码管，用于在人机对弈模式下显示人工智能级别，或在对弈过程中显示时间信息，或在围棋对弈活动结束时显示赢棋方胜出的棋子数量。

图4是以中国象棋为例，描述了电子棋盘上指示灯和数码管的设置。在所述图中，电子棋盘设置有6个指示灯和4个数码管。图4所描述的是所有状态指示灯和数码管都被点亮时的状态，而实际使用时，只有某些状态指示灯被点亮，那些未被点亮的状态指示灯被隐藏在棋盘面膜或面板的下面，因此用户不会观察到这些未被点亮的指示灯。″黑色棋子″指示灯被点亮时，表示人机对弈模式和网络对弈模式下，本地棋手使用黑色棋子；″红色棋子″指示灯被点亮时，表示人机对弈模式和网络对弈模式下，本地棋手使用红色棋子；对弈活动未开始时，″红方″和″黑方″指示灯为关闭状态，对弈活动开始后，若″红方″指示灯点亮，则表示当前由红方行棋，若″黑方″指示灯点亮，则表示当前由黑方行棋。每次行棋结束后，若行棋正确，则″行棋确认″指示灯被点亮，若行棋错误(即违反行棋规则的行棋)，则″行棋错误″指示灯被点亮；在人机对弈模式下，数码管显示当前电子棋盘所执行的人工智能的级别，例如10级是最高级别；在对弈过程中，数码管显示行棋时间信息，例如当前行棋方的剩余时间。

控制器面板的设计

通常，控制器都由控制面板、电源、控制电路和安装外壳组成，其中电源和安装外壳属于常见成熟技术，本实用新型不再描述。

控制器的控制面板主要由各种功能按键和一个状态指示灯组成，其中状态指示灯用于指示按键触发的控制命令是否已经发送。为了使控制器可以用于控制各种电子棋盘(例如电子围棋棋盘、电子中国象棋棋盘和电子国际象棋棋盘)，控制面板上设置有以下几类功能按键：

设备控制类按键

这类按键用于控制电子棋盘设备的系统行为，具体包括：

开机按键：用于启动电子棋盘设备，使之处于工作状态。

关机按键：用于关闭电子棋盘设备，使之处于待机状态。待机状态下，

将关闭所有指示灯、数码管和接口电路，以降低耗电。

上述两个功能按键可以由一个物理按键实现，例如第一次按键时，为开机功能，而再次按键时，为关机功能，并依次类推。

系统设置类按键

这类按键用于在对弈活动开始前，设置一局对弈活动所需要的系统参数，具体包括：

选择棋类按键：它是一对按键，包括″围棋″和″五子棋″按键，或″中国象棋″和″国际象棋″按键，这些按键用于设置要进行的棋类对弈是″围棋″、″五子棋″、″中国象棋″或″国际象棋″。例如，围棋棋盘可用于围棋对弈或五子棋对弈，要进行五子棋对弈，则按下″五子棋″按键，要进行围棋对弈，则按下″围棋″按键。电子中国象棋和电子国际象棋可以设计在一个棋盘上，使用这种同时支持两种棋类对弈的电子棋盘，在进行对弈活动前，需要指定到底进行哪种对弈活动，要进行中国象棋对弈，则按″中国象棋″按键，要进行国际象棋对弈，则按″国际象棋″按键。

选择棋盘规格按键：用于指定电子围棋棋盘的规格大小。标准的围棋棋盘为19条行线和列线，但对于学棋者，可以使用规格更小的棋盘，例如13条行线和13条列线的小型棋盘。棋盘规格按键用于指定电子围棋棋盘的有效规格，是标准棋盘还是小型棋盘。因此，棋盘规格选择按键包括″标准棋盘″和″小型棋盘″两个按键，当然也可以只设置一个按键，用于在两种或多种棋盘规格之间切换。

选择棋子颜色按键：用于为棋手选择棋子颜色。专利申请200710076128.6和200810216691.3所设计的电子棋盘都可以用于人机对弈和网络对弈，在这两种对弈模式下，棋手需要确定自己使用何种颜色的棋子，选择了棋子颜色，就意味着确定了谁先行棋，例如，围棋总是黑方先行棋，中国象棋总是红方先行棋，而国际象棋总是白方先行棋。因此，选择棋子颜色按键包括两个按键，每个按键用于选择一种棋子颜色，当然也可以只设置一个按键，用于在两种棋子颜色之间切换。

设置人工智能按键：用于在人机对弈时，设置人工智能的级别水平。对于那些具有人工智能且提供人机对弈的电子棋盘，在进行人机对弈前，必须设置人工智能的级别。通常，级别数越高，代表电子棋盘执行更高级的人工智能。因此，设置人工智能按键包括″增加级别″和″减少级别″两个功能按键。

对弈控制类按键

这类按键用于控制对弈活动，具体包括：

开始对弈按键：用于启动一次对弈活动。当对弈活动的系统参数设置完成后，通过该按键启动一次对弈活动。对弈活动启动后，电子棋盘将点亮第一方棋手的行棋方指示灯，指示该棋手开始行棋。

终止对弈按键：用于终止当前正在进行的对弈活动。

注：开始对弈按键和终止对弈按键也可以合并成为一个按键。

悔棋请求按键：用于反悔刚刚完成的一次行棋。在本地对弈模式和人机对弈模式下，通常允许悔棋，若棋手要悔棋，则可以按下该按键，指示电子棋盘执行悔棋处理。悔棋处理的过程，就是将棋子状态恢复到本次行棋之前的状态，并指示仍然由当前行棋方行棋。

放弃行棋按键：用于向电子棋盘指示当前行棋方放弃本次行棋，将直接由另一方棋手行棋，电子棋盘将点亮另一方棋手的行棋方指示灯。

推荐行棋按键：用于指示电子棋盘为当前行棋方计算最佳行棋位置，例如，围棋对弈中，当前为黑方行棋，按下该按键，将指示电子棋盘为黑方棋手计算推荐的最佳行棋位置。电子棋盘将通过行棋位置指示灯，指示推荐的行棋位置(对于象棋，则是行棋路径)。棋手可以按照电子棋盘提示的推荐行棋位置/路径行棋，也可以不按照推荐行棋位置/路径行棋。

演示请求按键：用于在棋谱演示模式下指示电子棋盘演示下一步行棋。演示者在电子棋盘上每次完成一次演示行棋后，若要演示下一步行棋，则需要按下该按键，电子棋盘将通过行棋位置指示灯和行棋方指示灯，指示下一步行棋的棋子颜色和行棋位置/路径。

图5是以电子围棋棋盘系统为例的一种控制器的控制面板。对于一体化设计的电子象棋棋盘，只需要将″围棋″和″五子棋″两个按键的名称更改为″中国象棋″和″国际象棋″即可；对于电子象棋棋盘，″标准棋盘″和″小型棋盘″这两个按键处于无效状态，且需要将″白色棋子″和″黑色棋子″的名称更改为所需要的棋子颜色名称，例如对于电子中国象棋，更名为″红色棋子″和″黑色棋子″。

控制接口设计

虽然控制器可与电子棋盘分离，但两者之间必须有接口连接才能实现各种控制。控制器与电子棋盘之间的接口可以采用有线方式的直连接口(例如RS232串行接口、并行接口或USB接口)，也可以采用无线连接接口(例如红外接口和无线电接口)。采用不同的通信接口，电子棋盘和控制器必须提供相应的接口和通信技术。

在上述这些接口技术中，红外遥控接口技术具有体积小、功耗低、成本低而可靠性高的特点，因此被普遍采用在家用电器中。本实用新型仅以红外遥控接口技术为例，说明其通信的简要过程。而其他接口技术，例如RS232串行接口、并行接口或USB接口，都是现有成熟技术，因此这里不再描述。

通用红外遥控系统由发射和接受两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图6所示。发射部分包括按键矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光/电转换放大器、解调、解码电路。

当控制器的按键被按下后，该按键所对应的编码将被编码调制后由红外发射器件发送出去，电子棋盘的红外接收装置将对收到的红外信号进行光/电转换和放大，再经解调和解码电路得到按键所对应的编码。该按键编码就是一条控制命令，电子棋盘将根据该命令执行相应的操作，例如，若按键是″标准棋盘″，电子棋盘将判断当前对弈活动是否正在进行，若正在进行则忽略该控制命令，若对弈活动已终止，则将棋盘规格设置为″标准棋盘″。

红外遥控技术是一种非常成熟的技术，有很多专用集成电路芯片可使用，例如BL6122/BL6121，如何设计电路实现红外遥控，本实用新型不再描述。

电子棋盘对控制命令的处理

1.控制器上设置有指示灯，电子棋盘上设置有蜂鸣器。每次按下按键，控制器上的指示灯将被点亮，而每次电子棋盘收到控制信号时，蜂鸣器发出声音，提示用户按键所产生的命令信号已被收到。

2.电子棋盘收到来自控制器的控制命令后，需要根据各种条件，决定是否执行控制命令。下面列出了在特定条件下的无效按键(无效按键，是指控制器按键被按下后，虽然电子棋盘能够正确收到控制命令，但电子棋盘忽略控制命令而不予以执行)：

1)对于电子象棋棋盘，″标准棋盘″和″小型棋盘″按键总是无效；

2)在棋谱演示模式下，″黑色棋子″、″白色棋子″、″增加级别″和″减小级别″按键无效；

3)在非人机对弈模式下，″增加级别″和″减小级别″按键无效；

4)一旦对弈活动成功启动(即用户通过″开始对弈″按键启动了一局对弈活动)，配置区的所有按键无效；

5)在对弈活动未启动前，除″开始对弈″按键有效外，控制区的所有其他按键无效；

6)在非演示模式下，″演示请求″按键无效；

7)若系统不允许悔棋，则″悔棋请求″按键无效；

3.电子棋盘收到控制命令后，若需要执行控制命令，则将通过电子棋盘的人机界面指示执行结果，例如：按下″增加级别″后，电子棋盘的数码管显示的数字将增加1，而按下″减小级别″后，电子棋盘的数码管显示的数字将减少1，若是0，则表示当前为本地对弈模式；若在人机对弈或网络对弈活动开始前按下″黑色棋子″按键，则电子棋盘的″黑色棋子″指示灯被点亮。

采用本实用新型，所有按键被设置在控制器，电子棋盘只设置少量隐藏于面膜之下的状态指示灯，使电子棋盘更加简洁，从而避免电子棋盘上设置的按键干扰棋手的注意力；采用本实用新型后，电子棋盘的上表面可以采用面膜覆盖，可以一次性加工成型，因此简化了电子棋盘的结构和工艺，提高了产品可靠性；本实用新型所设计的控制器，可以同时用于多种电子棋盘的控制，且具备多种电子棋盘所需要的控制功能；当电子棋盘的功能发生改变时，不需要改变电子棋盘的安装结构，例如，增加悔棋功能，则只需要修改电子棋盘的软件系统，使之能够处理来自控制器的″悔棋请求″命令即可。

Claims (6)

1.一种电子棋盘装置，包括电子棋盘，其特征在于，所述电子棋盘装置还包括控制器，所述控制器通过有线或无线接口对所述电子棋盘进行功能控制。

2.如权利要求1所述的一种电子棋盘装置，其特征在于，所述无线接口包括无线电接口、红外接口或蓝牙接口；所述有线接口包括控制线接口、插卡或插槽接口。

3.如权利要求2所述的一种电子棋盘装置，其特征在于，所述控制器采用红外接口时，所述控制器包括发射部分，所述电子棋盘包括与所述发射部分对应的接收部分，其中：发射部分包括按键矩阵、编码调制和LED红外发送器；接收部分包括光/电转换放大器、解调和解码电路。

4.如权利要求1所述的一种电子棋盘装置，其特征在于，所述控制器包括控制面板，所述控制面板包括功能按键和状态指示灯。

5.如权利要求1所述的一种电子棋盘装置，其特征在于，所述电子棋盘包括状态指示灯，所述状态指示灯包括行棋方指示灯、棋子颜色指示灯、行棋确认指示灯以及行棋错误指示灯。

6.如权利要求5所述的一种电子棋盘装置，其特征在于，所述电子棋盘设置数码管，用于在人机对弈模式下显示人工智能级别，或在对弈过程中显示时间信息，或在围棋对弈活动结束时显示赢棋方胜出的棋子数量。

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