CN204815631U - 一种磁感应象棋系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于棋类用品技术领域，具体涉及一种磁感应象棋系统，包括棋盘和棋子，棋子的底部设置有磁铁；棋盘下方设置有通信模块、棋子检测模块、总控制模块以及设置于棋盘上的外部交互模块；总控制模块分别与棋子检测模块、通信模块以及外部交互模块相连接，为各个模块提供电能并完成数据的交换、控制，因此，该系统能够在不影响对弈双方下棋状态的情况下，完成对走棋过程、双方耗用时间的记录，并可充当裁判的角色对棋局局势作出判定，既节省人力，又可实时记录对弈的各种情况，最重要的是可以通过计算机管理系统同时对多个棋盘进行记录和保存，方便用户后期进行各种对比与分析。

Description

一种磁感应象棋系统

技术领域

本发明属于棋类用品技术领域，具体涉及一种磁感应象棋系统。

背景技术

现在所使用的象棋棋盘多为普通棋盘，比赛中需要人工记谱，而在大规模比赛或者培训人数较多时大量的记谱工作显然需要大量的人力物力，而且也不可避免的会出现一些人工失误，同时不利于棋谱的保存。

当今各项电子设备都在朝着智能化和一体化方向发展，因此使用普通棋盘进行比赛时，即使有摄像设备全程转播，但由于视频数据量大，对网络要求高，不便于大面积广泛转播。而通过磁感应象棋集成系统进行转播时，根据象棋比赛自身的特殊性，大部分观众不需要实时观看画面，而是只需知道棋手的下棋路数即可，所以我们在网络中只传递下棋数据，这样便大大降低了数据的传输量。

专利号为97237754.9的保护方案公开了一种计时计步象棋，实现了对下棋双方所用时间以及所走步数的自动记录，其最大特点是给比赛带来方便提高下棋双方对弈的的公平性；但是这并不能记录棋手的每一步走棋过程，无法记录棋盘上的局势变化，仍然需要摄像师使用传统的摄像机进行拍摄，而摄像师的存在和摄像机拍摄角度的局限性，既会影响对弈双方的下棋，不利于棋手的正常发挥，也给转播工作带来了不便。

另外，在类似棋类培训机构对学员进行培训时，可能存在如下一种情况，即学员之间互相比赛，一场比赛完成后，记录结果再和其它人进行下一场比赛。如果以上所述工作全部由培训老师负责，显然，对于较大型的培训机构(如文化宫)来说这样做的工作量是很大的。如果能提供一种自动记录对弈双方耗时、下棋过程、以及判断棋局结果的系统，将会很大程度的节省这方面所耗费的人力和资源。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中象棋对弈双方下棋结果评判、计算时间、记录棋路不便的问题。

为此，本发明提供了一种磁感应象棋系统，包括棋盘、棋子和象棋软件，所述棋子的底部设置有磁铁；所述棋盘下方设置有通信模块、棋子检测模块、总控制模块以及设置于棋盘上的外部交互模块；总控制模分别与棋子检测模块、通信模块以及外部交互模块相连接，为各个模块提供电能并完成数据的交换和控制。

上述总控制模块包括一块以控制芯片为中心的总控制电路和为整个棋盘系统供电的板载蓄电池组；所述板载蓄电池组与总控制模块相连接以提供整个棋盘系统的供电，板载蓄电池组自身能与外界充电系统相连，完成对自身的充电。

上述棋子检测模块由棋子检测芯片和霍尔元件工作电路组成；所述霍尔元件位于棋盘每一个落子点正下方，用于检测棋子是否落在棋盘；所述外部交互模块包括：LED显示屏模块、系统开关单元、计时切换开关单元、暂离开关单元、声音播放模块、灯光提示模块；所述通信模块分为有线通信模块和无线网络模块两种。上述总控制模块通过暂离开关单元为棋子检测模块供电，所述棋子检测模块通过对棋盘的循环扫描将棋盘信息回馈给总控制模块；总控制电路通过计时切换开关和暂离开关一方面控制LED显示模块的计时切换，另一方面用于显示下棋双方所使用的时间，并通过所述计时切换单元决定走时的一方；总控制电路与通信模块和声音播放模块相连接，通过控制电路控制通信模块和声音播放模块完成各自功能。

上述棋子的底面中心处设置有一圆形凹槽，凹槽内镶嵌有与所述凹槽匹配的圆形磁铁。

上述凹槽的形状是与棋子同心的圆形。

本发明的有益效果：本发明提供的这种磁感应象棋系统，包括棋盘和棋子，所述棋子的底部设置有磁铁；所述棋盘下方设置有通信模块、棋子检测模块、总控制模块以及设置于棋盘上的外部交互模块；总控制模块分别与棋子检测模块、通信模块以及外部交互模块相连接，为各个模块提供电能并完成数据的交换、控制。因此，该系统能够在不影响对弈双方下棋状态的情况下，完成对棋路的记录以及双方耗用时间的记录，并可充当裁判的角色对棋局局势作出判定，既节省人力，又可实时记录对弈的各种情况，最重要的是可以通过计算机管理系统同时对多个棋盘进行记录并保存，方便后期进行各种对比与分析。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是总控制电路图。

图2是磁性棋子示意图。

图3是霍尔效应原理图。

图4是霍尔效元件工作电路图。

图5是外部交互模块连接框图。

图6是磁感应象棋系统框图。

图7是单个磁感应象棋系统与计算机通信连接框图。

图8是多个磁感应象棋系统与计算机通信连接框图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

本实验新型的发明目的主要是通过下述技术方案得以实现的：

磁性棋子是由具有特殊构造的棋子和与其相配套的磁铁实现的，棋子的特殊构造是在棋子底部有一个与棋子形成同心圆的圆形凹槽，而与其配套的磁铁能够恰好的嵌入其中。

磁感应棋盘的结构是在原有的正常棋盘基础上，在棋盘下方添加了一系列电路模块，并在棋盘表面添加了数个按键开关和LED显示屏。

棋子检测模块位于所述磁感应棋盘正下方，所述棋子检测模块包含的霍尔元件又位于棋盘的每一个落子点正下方(每一个落子点又称为有效检测点)，当磁性棋子放置在磁感应棋盘上方有效检测点时，棋子检测模块通过检测其内部霍尔元件内部电平是否发生变化来判定棋盘该点上是否有棋子。当所述霍尔元件出现霍尔效应时，所述棋子检测模块检测到对应有效检测点下方的霍尔元件出现高电平，则判定该霍尔元件上方的落子点上方有棋子存在，反之则没有棋子存在。因而通过对棋盘上全部九十个点的检测，则可以判定整个棋盘的落子。

所述棋子检测模块会将所检测到的九十个点的全部电平数据发给总控制模块(将所述棋子检测模块对整个棋盘九十个点的扫描和数据传输称作一次全盘扫描)，由所述总控制模块对数据进行整理后发往棋盘软件系统，而所述棋子检测模块和所述总控制模块每秒可以对棋盘上方有效位置落子状况进行多次检测和数据整理发送，从而可以从棋盘软件系统上显示棋盘实时状态。

当有棋子被拿起时，被拿起的所述磁性棋子所在检测点下方的霍尔元件不再产生霍尔效应，而此时棋子检测模块会检测到该检测点出现低电平，并在下次进行所述全盘扫描时将新的棋盘全盘电平信息发送给总控制模块，再由总控制模块将其发送给棋盘软件系统，棋盘软件系统通过对所述总控制模块发送来的数据进行处理后，改变棋盘显示状态，从而实现棋子的拿起操作。

当有棋子被放下时，被放下的所述磁性棋子所在检测点下方的霍尔元件会产生霍尔效应，而此时棋子检测模块会检测到该检测点出现高电平，并在下次进行所述全盘扫描时将新的磁感应棋盘全盘电平信息发送给总控制模块，再由总控制模块将其发送给棋盘软件系统，棋盘软件系统通过对所述总控制模块发送来的数据进行处理后，改变棋盘显示状态，从而实现棋子的落下操作。

在下棋过程中经常会出现误操作，如拿起后又放回原位置(此时视为该棋手并未走棋)，或拿起一个磁性棋子后从原位置通过滑动的方式经过数个有效检测点后才落下(此种情况下可能会被误认为在滑过第一个有效检测点时落下)。为防止上述现象导致棋盘检测系统得到错误的信号从而使得棋盘软件系统端显示出现错误，需要进行消错控制处理，方式如下：

为了消除棋手不规范的走棋方式或因其他意外导致棋盘上的棋子发生并不符合棋手本人意愿的短暂变动所造成的可能的错误检测结果：一方面，降低棋子检测模块的扫描速度，使得一些类似于滑过的不规范操作不容易被检测到；另一方面，通过构建磁感应棋盘中的总控制模块与棋盘软件系统端通信的通信协议，使得棋盘软件系统端在多次接收到同一信息时才最终确定该结果并进行显示；通过以上两个措施，可以大大减少因为棋手的不规范操作导致的棋盘误检测现象，使得整个下棋过程更加顺畅。

在下棋培训过程中，新手可能会因不熟悉下棋规则而出现走棋违反象棋规则的情况，也可能会因其他因素导致棋子出现违反走棋规则的移动，此时棋子的错误移动及在错误修改前的所有棋子的移动都应该视为无效。对此情况，本实用新型提供PC弹窗结合棋盘播放声音及棋盘灯光提示的方式提出警告。其中PC弹窗由所述配套PC程序提供，所述声音播放模块和所述灯光提示模块连接于主控制系统。

报错的原理采用规则判定处理，方式如下：

所述配套的PC程序拥有规则检测报错程序，当所接收到的棋盘走棋方式不符合象棋下棋规则时，所述PC程序会以窗口弹出的方式在PC上显示错误，并将发生错误这一事件通过所述PC连接模块发送给所述总控制模块，所述总控制模块则控制所述声音播放模块和所述灯光提示模块对错误进行反应。所述声音播放模块会播放错误提示音，而所述灯光提示模块则会进行灯光闪烁，从而提示棋手。

实施例2：

上述实施例的电路连接关系详细如下：棋盘软件系统连接模块与总控制模块相连，以实现棋盘软件系统与所述磁感应棋盘间的数据交换。板载蓄电池组通过系统开关单元与总控制模块相连接以提供整个棋盘系统供电，板载蓄电池组自身能与外界充电系统相连完成对自身的供电。总控制模块通过暂离开关单元为棋子检测模块供电，所述棋子检测模块通过对系统上方的棋盘扫描将棋盘信息回馈给总控制电路。总控制模块通过计时切换开关单元和暂离开关单元控制LED显示模块的计时显示，所述LED显示模块分别显示下棋双方所使用的时间，通过所述计时切换单元决定走时的一方。通信模块和声音播放模块连入到总控制模块，由总控制模块控制通信模块和声音播放模块的各项动作。

所述PC连接模块与总控制模块相连，当总控制模块从所述棋子检测模块得到一定数据并处理后，便将数据通过所述PC连接模块传输至棋盘软件系统，同时与磁感应型象棋系统相配套的PC应用程序上的指令也可通过PC传输模块传入总控制模块。

上述板载蓄电池组通过外部交互系统的系统开关单元与总控制模块相连接。在系统处于关闭状态时，电源开关被按下，则板载蓄电池组与总控制模块建立电连接，总控制模块进行初始化操作，准备接受外部指令(包括棋盘按键指令或PC控制指令)。当系统处于开启状态，按下系统开关单元，则进行系统复位操作(包括给PC发送棋盘关闭信息等)，然后切断板载电池组与总控制模块的电连接，棋盘内部系统全面关闭。

上述总控制模块通过暂离开关单元与棋子检测模块相连，在系统关闭情况下，按下所述系统开关单元，则总控制模块与所述棋子检测模块自动建立电连接。首次按下暂离开关单元将切断所述总控制模块与所述棋子检测模块之间的电连接，再次按下暂离开关单元则恢复所述总控制模块与所述棋子检测模块之间的电连接。

上述总控制模块通过计时切换单元和暂离开关单元与LED显示模块相连，当一方的计时切换开关单元被按下，单片机接收信号后停止该棋手计时，LED显示模块上显示该棋手所用时间的部分停止变动，同时开启另一个棋手的计时并显示于LED显示模块的另一部分上。

上述通信模块与总控制模块相连，通过从总控制模块接收命令来完成不同的动作。此种情况适合于一台PC需要同时与多个磁感应象棋系统相连接，此时可以不再使用所述PC连接模块来与PC相连，而是通过使用无线网络模块接入无线网络的方式实现多个磁感应象棋系统与PC之间的数据交换服务。上述总控制模块与声音播放模块相连，进而使声音播放模块能够播放声音。

该磁感应象棋系统基于现有设备及已经广泛普及的Wi-Fi网络的配合，能很好的帮助棋手的对弈，也便利了裁判的监督和观众的观战。

实施例3：

为达到棋手开始对弈后，棋盘自动记录走棋并记录选手用时，同时将走棋信息发送给棋盘软件系统，并能对走棋中的不规范行为进行消除，对违反规则的走棋进行提醒，本实施例一提供了一种如图6所示的磁感应象棋系统。

当外部交互模块中的系统开关单元被置于开启状态后，总控制模块进行初始化操作，外部交互模块其余部分进行开启操作并向总控制模块汇报状态。棋盘软件系统通过PC向棋盘系统发送棋局开始信息，总控制模块接收到该信息后将指令发给棋子检测模块，棋子检测模块开启并进入待命状态，准备接收来自总控制模块的控制信号。

对弈双方开始下棋后，棋子检测模块将所得到的信息发送给总控制模块，总控制模块对所得信息进行整理后依照通信协议将棋局信息发送给PC中的棋盘软件系统，棋盘软件系统将棋局信息显示在PC及其他设备上。

下棋过程中，一方棋手完成自己走棋后按下外部交互模块中的计时切换开关单元，则总控制模块将停止该棋手的计时并开启另一棋手的计时状态，同时双方所用时间都会显示在棋盘中部两侧的LED显示模块上。

当因为某些原因需要暂停计时并锁定棋盘时，可以通过按下外部交互模块中的暂离开关单元来将需要暂停下棋的信息发送给总控制模块，总控制模块在接收到上述信息后停止并保存当前计时，发送指令停止棋子检测模块的工作，同时锁死计时切换单元并将棋局暂停的信息发送给棋盘软件系统，而棋盘软件系统会有相应弹窗提示。

在下棋过程中，如果出现棋手走棋犯规，则当棋盘软件系统接收到错误的走棋信息时，会进行弹窗提示，同时发送一条违规处理指令给棋盘系统中的总控制模块，总控制模块会停止并保存计时，并发送指令给外部交互系统中的灯光提示模块和声音播放模块，使所述两个模块做出响应。当违规走棋恢复到原位置后，棋盘软件系统发送继续指令给总控制模块，总控制模块恢复计时，撤销向外部交互系统发送的指令，对弈继续。

如图7所示，当单一棋盘系统需要和PC进行有线通信时，可使用通信模块中的有线通信模块。使用USB或串口数据线直接将PC与棋盘系统中的有线通信模块相连，从而实现棋盘系统与棋盘软件系统的数据交换。

如图8所示，当单一棋盘系统需要和PC进行无线通信或多个棋盘系统需要同时和PC进行通信时，可以使用无线网络模块。棋盘系统可以通过无线网络模块连入网络，进而与同样连入网络(可以是局域网)的PC棋盘软件系统进行通信。

以上实施例中涉及的系统开关单元、暂离开关单元、计时切换开关单元、可以是以继电器为主的开关单元或模块、也可以是诸如二极管、三极管等开关电路组成的开关单元或模块，此类技术已经很成熟，此处不再详细介绍。

LED显示模块、灯光提示模块、声音播放模块同样是较为成熟的技术，此处不再详细介绍。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种磁感应象棋系统，包括棋盘、棋子和象棋软件，其特征在于：所述棋子的底部内嵌有磁铁；所述棋盘下方设置有通信模块、棋子检测模块、总控制模块以及设置于棋盘上的外部交互模块；总控制模分别与棋子检测模块、通信模块以及外部交互模块相连接，为各个模块提供电能并完成数据的交换、控制。

2.如权利要求1所述的磁感应象棋系统，其特征在于：所述总控制模块包括一块以控制芯片为中心的总控制电路和为整个棋盘系统供电的板载蓄电池组；所述总控制电路通过计时切换开关和暂离开关一方面控制LED显示模块的计时切换，另一方面用于显示下棋双方所使用的时间，并通过所述计时切换单元决定走时的一方；总控制电路与通信模块和声音播放模块相连接，通过控制电路控制通信模块和声音播放模块完成各自功能；所述板载蓄电池组与总控制模块相连接以提供整个棋盘系统的供电，板载蓄电池组自身能与外界充电系统相连完成对自身的充电。

3.如权利要求1所述的磁感应象棋系统，其特征在于：所述棋子检测模块由棋子检测芯片和霍尔元件工作电路组成；所述霍尔元件位于棋盘每一个落子点正下方，用于检测棋子是否落在棋盘上；所述外部交互模块包括：LED显示屏模块、系统开关单元、计时切换开关单元、暂离开关单元、声音播放模块、灯光提示模块；所述通信模块分为有线通信模块和无线网络模块两种。

4.如权利要求1所述的磁感应象棋系统，其特征在于：所述总控制模块通过暂离开关单元为棋子检测模块供电，所述棋子检测模块通过对棋盘的循环扫描将棋盘信息回馈给总控制模块。

5.如权利要求1所述的磁感应象棋系统，其特征在于：所述棋子的底面中心处设置有一圆形凹槽，凹槽内镶嵌有与所述凹槽匹配的圆形磁铁。