CN2609059Y - 计算机指令激活玩具的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了计算机指令激活玩具的装置。包括计算机和玩具，其特征在于计算机内存有激活指令，玩具上有预设条件要求的并可控制玩具激活状态的微处理器，计算机和玩具的微处理器上都设有可互通信息的通信接口。本实用新型所提供的装置，必须通过计算机指令激活玩具，玩具激活后才能够被使用，由于这种激活过程的设置，使青少年必须学习计算机基础知识及编程知识才能使用玩具，从而消除青少年只沉溺于游戏而不注重学习的计算机辅助教学的通病，取得积极而又有成效的编程教育的目的。由于其充分运用了系统内计算机及玩具的高度交互性，以及系统显示及动作的直观性，使枯燥无味的程序编制教学变得十分生动有趣，达到寓教于乐的目的。

Description

计算机指令激活玩具的装置

技术领域  本实用新型涉及玩具，更具体地说涉及计算机指令激活玩具的装置。

背景技术  在各式各样的玩具中，电动玩具及可遥控的玩具已逐渐成为玩具的主流，而由于小型的廉价的微处理器的发展，使得微处理器在玩具中得到了相当广泛地应用。人们制造出各种带有微处理器的玩具，而使玩具能完成多种功能而倍受人们青眯。由于微处理器可以编程，人们可以改变程序使玩具完成各种各样的动作及声光显示，使得玩具更加智能化，趣味化，并向高科技方向发展。

玩具的另一发展方向是与计算机相连接，通过与计算机相连接从而实现由计算机对玩具实行程序控制。这种连接可以是实时的，即通过无线或有线方式，计算机直接对玩具发生指令而让玩具动作；也可以是非实时的，即计算机通过特定设备改写玩具内部的存贮的程序而让玩具完成某些特定的操作，等等。由于与计算机相联系，玩具也成为了一种计算机教学的辅助工具，使得学生能在趣味游戏中学到计算机的知识。

但是，在以上罗列的各种玩具中，无论是电脑编程的自控玩具(带微处理器的玩具)，还是可下载数据的玩具，以及带有教学功能的计算机控制玩具，用户买来以后插上电或装上电池即可使用；厂家考虑多种需求而给这些玩具配备了遥控器，而且能控制玩具的所有功能。这一点，对其它普通类的玩具来说是无可厚非的，因为这就是作为玩具本身的特点；但作为可用计算机指令操作的玩具，特别是用于编程学习的玩具，这一点就值得商计。由于通过电脑或手持遥控器的直接操作，使得许多小孩将这些可编程玩具变成了普通的电控玩具，从而失去了编程学习的意义。

因此，针对青少年的编程学习，特别是带有游戏玩具功能的编程学习，就需要一种玩具装置，使青少年能首先必须学习程序编程后才能使用玩具，从而消除青少年只沉溺于游戏而不注重学习的计算机辅助教学的通病。

发明内容  本实用新型的目的是提供一种计算机指令激活玩具的装置。

这种计算机指令激活玩具的装置，包括计算机和玩具，其特征在于计算机内存有激活指令，玩具上有预设条件要求的并可控制玩具激活状态的微处理器，计算机和玩具的微处理器上都设有可互通信息的通信接口。

上述的计算机包括一个用户编程操作的可视化界面；一套以命令方式直接驱动玩具的玩具编程指令；一组供各种编程语言调用的编程语言接口；一个把指令或函数编译成玩具可以识别格式的语言编译模块；一个发送和接收指令的传输模块。这样可使青少年学习多种计算机语言。

上述的计算机指令激活玩具的装置，还包括一个可以接收传输数据，也可完全自行操作的遥控器。这样在激活玩具后，也可用手动摇控玩具了。

上述的玩具的激活状态的标志为声、光、动作或其组合。这种激活状态的标志可以有多种组合表现形式。

上述的玩具为玩具人或玩具动物或玩具交通工具。

本实用新型所提供的装置，必须通过计算机指令激活玩具，玩具激活后才能够被使用，由于这种激活过程的设置，使青少年必须学习计算机基础知识及编程知识才能使用玩具，从而消除青少年只沉溺于游戏而不注重学习的计算机辅助教学的通病，取得积极而又有成效的编程教育的目的。由于其充分运用了系统内计算机及玩具的高度交互性，以及系统显示及动作的直观性，使枯燥无味的程序编制教学变得十分生动有趣，达到寓教于乐的目的。

附图说明  图1为系统框图，显示依本实用新型最佳实施例的计算机下载指令激活玩具的系统构成。

图2为激活玩具的工作流程。

图3为玩具激活判断流程图。

图4为玩具的系统框图。

图5为计算机激活工作流程图。

图6为液晶显示图案标志示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式  首先结合附图对本实用新型的激活过程作原理性的说明。

参照图1学习者首先给玩具103插电或装上电池，给遥控器102插上电或装上电池，玩具首先进行初始化操作301。参照图3使激活操作数n＝1，同时禁止其它所有操作，并进行等待接收计算机命令状态302；也就是此时玩具103除了电源指示灯亮之外没有任何可动的有生命的迹象，遥控器也无法操作控制玩具。这样，学习者就应打开计算机101，执行开机步骤501。参照图5，进入到玩具选项后，则计算机首先就判断玩具是否已被完全激活502，如果是已被完全激活，则可进入编程玩具操作；如果不是，则进入激活可视化界面503。

当然，计算机内的激活判断标志是由计算机按操作来进入记录和写入的，在出厂及安装操作软件后，这个判断标志是强制置0的，即没有任何激活操作。激活操作数n也按不同版本有着不同的出厂设置，按照学习不同的语言如Visual Basic，Visual c⁺⁺，Delphi等设置不同的操作数，这个操作数是无法由用户来改变的。用户执行一步激活操作，则计算机记录和写入一步，直到操作激活步骤N＝n即设定的激活步骤。

在激活的可视化界面503上，用户可进行激活级别选择504，选择按图标指令方式或者程序指令方式来进行激活操作。接着就进行激活步骤的判断505，从出厂及安装设置n＝0开始进行一步一步的激活操作；如起始n＝0，经判断，不属于起始步骤，则执行n＝n+1的操作510，从而开始第1步的激活操作，再次进入激活步骤判断505。在激活判断505上，此时n＝1，属于激活段步骤，则进入调用相应学习内容506。

相应的学习内容506，可以是非常丰富的内容，如：可以是计算机的基础知识介绍，可以是Visual Basic的集成化开发环境的介绍，也可以是创建Visual C⁺⁺应用程序的步骤。还可以是Delphi标准控件介绍等等。在相应的学习内容506上，除了显示相应的学习内容外，还有学习提示，并要求学习者回答问题，作出选择；需回答的问题可以是与语言学习有关的问题，也可以是观察玩具某项功能被激活的显示的问题；如果回答或选择出错，则停留在此学习内容上，直到得出正确结论为止。

相应的学习内容506，也与激活操作数n有关，如介绍VisualBasic6.0的集成化开发环境，由于Visual Basic的集成化开发环境分为10个部分，我们就可以设定激活操作数n＝10，使每一步的激活操作就显示每个部分的作用功能及介绍，以及对这每个部分所设问题的回答，等等。

在完成相应学习内容如n＝1的步骤506后，则进入发出第n级激活指令507以进行对玩具的第n级激活，而后就进入n是否等于设定值的判断508，如设定值为10，则下一步就进入编程玩具操作511，可以任意操作玩具。如果不等于设定值，则转入n＝n+1步骤509，从而进行下一步的激活工作。

当计算机发出第n级激活指令507后，即在可视化激活界面503上发出指令，参照图2，此指令经编译模块202编译成玩具可以识别的格式，经指令模块203和传输模块204，传送给玩具103来执行。

上面提到的玩具103在插电后即进入等待接收计算机命令状态302，参照图3，等待接收计算机发出的信息。而玩具103接收到计算机传输来的指令后，经412选频电路和411放大电路后，进入玩具的核心——CPU及存贮器401。而玩具103一旦接收到计算机指令后，就首先进入是否计算机控制命令的判断303，如果不是控制命令则转入重新等待计算机命令态302。如果是控制命令，则玩具进行是否已经激活的判断304；此时，若玩具已经被激活则允许此控制指令来操作玩具，如果没有被激活，则进入激活指令级别的判断305。

在激活指令级别判断305上，由于玩具103在加电初始化301时使n＝1，因此它首先就在等待第1级激活指令，如果所传指令不是第1级激活指令，则返回等待接收计算机命令状态302，一直等到第1级激活指令为止。

在激活指令级别判断305上，如果接收到第1级激活指令，就执行步骤306，由玩具内有的CPU存贮激活数据于存贮器，参见图4，显示相应图案于液晶显示402或发光管阵列403上，并驱动电机阵列406完成执行相应的动作。液晶显示器上也应显示一个图案如标志601，参见图6。

图4为玩具的内部框图。其中411和412组成指令的传输通道，液晶显示402，发光管阵列403，电机阵列406，时钟405，喇叭409组成输出声、光、运动信号；声卡接口407及麦克风410组成声音输入通道；语言复读408完成声音的记录及重放，传感器414让玩具自已感应外部信号如障碍物信号，危险信号等以让CPU401作出相应的判断；而地址码413则作为玩具的独有标志并与计算机内玩具操作控制软件的产品序列号一一对应，扩展板404用于玩具功能的扩展。

在完成步骤306后，就完成了一步激活操作。再下一步就是进入激活预置数累加n＝n+1的步骤307，再进入设定值判断步骤308；如果n＝设定值，则显示激活标志309，并进一步允许所有功能有效310；否则就继续回到等待接收计算机命令状态302，等待下一个预期的激活指令的到来。

所谓预期的激活指令，就是在出厂就预先约定好的特定的指令，并且这些指令是按预先排列好的顺序由计算机一步一步的发出，玩具一个一个地接收并激活某些特定的功能，并在液晶显示器上逐个显示各个标志，如图6所示。

同样的方法，计算机的激活界面一个一个地发出特定的激活指令，一步一步也调用相应的学习内容，一步一步地让用户回答问题。玩具也就被一步一步地被激活，知道完成所有的激活程序，即到n＝设定值为止。

需要说明的是：如图6所示的5个激活标志(601、602、603、604、605)和如图4所示的液晶显示，发光管阵列，电机阵列，时钟，喇叭等输出装置，它们都可以作为激活某种特定功能的标志；而同时液晶显示的标志可以采用组合的方法，采用显示及标志闪烁的方法；而语音复读存贮也可按段划分为趣话存贮、提示语音存贮、警示声音存贮、自行录音存贮，且每一种存贮都可再分为十几段，等等。这样就可以组合成无穷多个激活功能的标志，可以由设计者来任意选定几种作为需要的激活功能标志即可。例如：仅液晶显示的5个标志可以仅按显示就有2⁵＝32种组合，再加上闪烁特性就会有2⁵×2²＝128种组合；再有电机阵列，如有3个电机就有2³＝8组方式，这样液晶显示加上电机阵列即可组成2⁵×2²×2³＝1024种组合，如再有语言存贮分段，如分为10段，则又可产生2¹⁰种组合即有2¹⁰×2¹⁰种组合等等。

在完成所有激活功能后，玩具应显示一种规定好的完成激活标志，或以显示及声光信号等的组合表示激活过程已经完成，计算机及玩具内部在特定的位置记录这一结果。用户断电后重新开机就不需要这种激活过程了。用户就可以自由地使用计算机或遥控器来编程或手动遥控玩具了。

当然，用户也可以选择特定的“清零”指令，使计算机和玩具重新回到原始状态，而消除激活，用户可以重新开始一个完整的激活过程，以巩固所学的知识。

实施例1

本实施例包括计算机和玩具机器人，计算机包括一个用户编程操作的可视化界面；一套以命令方式直接驱动玩具机器人的玩具机器人编程指令；一组供各种编程语言调用的编程语言接口；一个把指令或函数编译成玩具机器人可以识别格式的语言编译模块；一个发送和接收指令的传输模块。玩具机器人上有预设条件要求的并可控制玩具机器人激活状态的微处理器，并设有可与计算机互通信息的通信接口。还包括一个可以接收传输数据，也可完全自行操作的遥控器。

本实施例的激活过程与计算机基础知识有关，液晶显示器上有3个标志：五角星、心形、及背光灯，出厂设定激活步骤为3步。工作过程如下：

学习者给玩具机器人103和遥控器102插上电或装上电池，玩具机器人首先进行初始化操作301，使激活操作数n＝1，同时禁止其它操作，并进入等待接收计算机命令态302，这时玩具机器人103除电源指示灯亮之外无任何有生命的迹象：操作遥控器102、玩具机器人不会有任何动作，液晶屏上也无显示。

学习者打开计算机101，执行开机步骤501，并进入激活判断502，因出厂设置未激活，则依此进入激活可视化界面503，并进行激活级别选择504，选择后，则进入激活步骤判断505，从n＝0开始，依次执行510及505后，进入n＝1即开始第一步激活，这时，在计算机上调入相应学习内容506时，显示的第一个问题和知识学习点为：

1、电子计算机通常按体积、性能和价格分为巨型机、中型机、小型机和微型机。从系统结构和基本工作原理上说，微型机和其它几类计算机没有本质区别，所不同的是微型机广泛采用了集成度相当高的器件和部件，所以它具有体积小、重量轻、价格低廉、可靠性高、结构灵活、应用面广等特点。

请问：你所使用的计算机是：A、巨型机○，B、中型机○，C、小型机○，D、微型机○

上面问题选择后面的“○”符号为可用鼠标点击的标志以让学习者作出自己的判断选择。很显然，学习者必须选择“D”微型机⊙作为正确答案。如果选择了A或B或C，则计算机通过声卡及发送指令到玩具机器人103，让其说出“错了，你真笨”的话；如选择正确，则进入发出第一级激活指令507，此指令经编译模块202，指令模块203，传输模块204，传输到玩具机器人103；玩具机器人接收到此指令后经控制命令判断303，激活判断304后，再经激活指令判断305而判断为第一级激活指令，就执行步骤306，将激活数据n＝1存贮于存贮器，在液晶显示器上显示五角星标志，并且让玩具机器人说出“ok，你真聪明“的话。从而完成第一级激活。

在完成第一步激活后，就进入累加步骤307。经步骤判断308而判断n＝2不是设定值，从而让玩具机器人等待第二级激活指令。

同样地重复上面的过程，计算机经502、503、504、505后，进入506而调入第二个问题和学习点，其内容为：

1、计算机系统通常包括硬件系统和软件系统两大部分，两者区别在于：

(1)、硬件系统，即机器系统，是指“看得见，摸得着”的计算机原机及其外围设备。而硬件系统着重研究的是如何运算得快，运动的数据长，运动的结果准确。

(2)、软件系统，即程序系统，是指“看不到、摸不着”的程序和运行时需要的数据及有关文档资料。软件系统着重研究的是如何管理维护好计算机，如何使用户更好地使用计算机，如何更好地发挥硬件资源的功能。计算机软件又分为系统软件和应用软件。

请问：window98是：A、硬件○ B、系统软件○  C、应用软件○

同样的，当学习者选择答案A或C时，计算机及玩具机器人都会说“你错了，你真笨”的话，如选择答案B，则发出第二级激活指令，经202、203、204传送到103玩具机器人，玩具机器人则经303、304、305后，执行步骤306，将n＝2的激活数据存贮于存贮器，在液晶上显示心形标志，并说出“ok，你真聪明”的话。从而完成第2步激活。

同样的重复上面的过程。调入第三个问题和学习点，：

3、计算机语言的发展：

(1)、机器语言(第1代)：它是直接与计算机打交道的二进制代码指令表达的计算机语言。指令是用0和1组成的一串代码，它们有一定的位数，并分为若干段，各段的编码表示不同的含义。

(2)、汇编语言(第2代)：它是用能反映指令功能的助记符表达的计算机语言。也是人们在最初阶段用简单易记的助记符号取代繁琐的机器语言，即用字母符号取代二进制代码表示的操作码，用十进制或十六进制取代二进制代码表示的操作数。

(3)、高级语言：由面向机器改为面向过程，基本或完全独立于机器的语言。如适用于大型科学和工程计算的FORTRAN语言，面向初学和易于事务处理的BASIC语言等。

(4)、“面向对象”的第四代语言：就是用户告诉计算机需要“做什么“而不需要告诉它”怎么做“，计算机就会自动完成所操作的语言。如VISUAL BASIC、DEPHI等。

请问：“VISUAL BASIC”中“VISUAL”的含义是：

A、基本的○，B、可视的、面向对象的○，  C、编程的○。

学习者同样必须选择正确答案B，如果选择A或C，都会让玩具机器人说出“错了，你真笨”的话而不发出激活指令，而选择B，则发出激活指令，存贮激活数据n＝3，并在液晶屏上显示五角星和心形图案在闪烁，而后说出“ok！你真聪明”这句话，完成第三步激活。

在完成第3步激活后，进入激活设定值判断308，此时n＝3为设定值，从而转入显示激活标志309，即背景光亮，且五角星及心形标志闪烁。此时，玩具机器人说出“谢谢你给我生命”这句话，并允许所有其它功能有效。此后，可以通过计算机发出指令让玩具机器人运动及声光显示，也可以直接用遥控器来控制玩具机器人的运动及声光显示。

实施例2

本实施例的玩具为玩具动物，没有遥控器。其他同实施例1。

本实施例的激活过程中涉及VISUAL BASIC的集成开发环境方面的学习内容及提问。我们可以选择激活步骤n＝10，液晶图标有5个，用户必须学习10个内容并作出10个正确的选择，才能激活玩具，而玩具的每一步激活都可由液晶显示、发光管阵列、电机阵列、时钟、喇叭等输出装置组合为一种激活特定功能的标志。

以上说明的是依本实用新型的两种实施例。本实用新型的保护范围并不受实施例的限制。在本实用新型的实质和作用范围内还有许多其它的实施方案，如：

当然，为适应儿童的需要，以上的激活过程也可以用图标拼图方式来实现，即将一幅画分割为10个部分，儿童只须将拼图一块块来拼，直到完整复原这幅画位置即完成激活过程。

激活过程所涉及的知识可以是多方面的，如还可以是创建VisualC⁺⁺应用程序的步骤、Delphi标准控件介绍等等。

激活步骤也可根据激活过程所涉及的知识的不同而变化。

激活状态标志也可有多种表示方式。

玩具还可设计为玩具飞机、玩具车等多种形式。

依本实用新型的计算机下载指令激活玩具的装置，由于强制性地强调激活过程，而且又在激活过程中突出计算机及编程知识的学习，使青少年必须通过学习指令和程序编制才能激活玩具，从而达到让青少年有效学习编程的目的。

依本实用新型的计算机下载指令激活玩具的装置，由于其充分运用了系统内计算机及玩具的高度交互性，以及系统显示及动作的直观性，使枯燥无味的程序编制教学变得十分生动有趣，达到寓教于乐的目的。

依本实用新型的计算机下载指令激活玩具的装置，由于设置了多种学习内容及问题回答及选择，有效而积极的提起青少年的学习欲望和征服攻克意识，提高了他们的学习热情和积极性，使整个学习过程充满灵气和互动性，也因此更加人性化而让青少年易于接受。

依本实用新型的计算机下载指令激活玩具的装置，由于提供了分级别的激活方法，从而达到适应从儿童到青少年各年龄阶层人员的目的。

依本实用新型的计算机下载指令激活玩具的装置，由于这种激活过程的设置，使青少年必须学习计算机基础知识及编程知识才能使用玩具，从而消除青少年只沉溺于游戏而不注重学习的计算机辅助教学的通病，取得积极而又有成效的编程教育的目的。

Claims (5)

1、一种计算机指令激活玩具的装置，包括计算机和玩具，其特征在于计算机内存有激活指令，玩具上有预设条件要求的并可控制玩具激活状态的微处理器，计算机和玩具的微处理器上都设有可互通信息的通信接口。

2、根据权利要求1所述的计算机指令激活玩具的装置，其特征在于计算机包括一个用户编程操作的可视化界面；一套以命令方式直接驱动玩具的玩具编程指令；一组供各种编程语言调用的编程语言接口；一个把指令或函数编译成玩具可以识别格式的语言编译模块；一个发送和接收指令的传输模块。

3、根据权利要求1所述的计算机指令激活玩具的装置，其特征在于还包括一个可以接收传输数据，也可完全自行操作的遥控器。

4、根据权利要求1所述的计算机指令激活玩具的装置，其特征在于玩具的激活状态的标志为声、光、动作或其组合。

5、根据权利要求1所述的计算机指令激活玩具的装置，其特征在于玩具为玩具人或玩具动物或玩具交通工具。

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