RU2458722C2 - Wireless interactive toy with electronic control unit - Google Patents

Wireless interactive toy with electronic control unit Download PDF

Info

Publication number
RU2458722C2
RU2458722C2 RU2009108972/12A RU2009108972A RU2458722C2 RU 2458722 C2 RU2458722 C2 RU 2458722C2 RU 2009108972/12 A RU2009108972/12 A RU 2009108972/12A RU 2009108972 A RU2009108972 A RU 2009108972A RU 2458722 C2 RU2458722 C2 RU 2458722C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
toy
pulse
information
transceiver
distance
Prior art date
Application number
RU2009108972/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009108972A (en
Inventor
Евгений Николаевич Сметанин (RU)
Евгений Николаевич Сметанин
Original Assignee
Евгений Николаевич Сметанин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Николаевич Сметанин filed Critical Евгений Николаевич Сметанин
Priority to RU2009108972/12A priority Critical patent/RU2458722C2/en
Publication of RU2009108972A publication Critical patent/RU2009108972A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458722C2 publication Critical patent/RU2458722C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

FIELD: games.
SUBSTANCE: invention relates to the field of entertainment. Interactive wireless toy contains an electronic control unit configured to detect motion at a given distance from this toy, to determine the distance to other similar toy and to send and receive information. At that the electronic control unit implements these capabilities through the use of transceiver of non-sinusoidal ultra-wideband radio signals.
EFFECT: invention enables to simplify the design, to improve the efficiency of the device operation, to increase noninterference and to reduce the cost of manufacturing.
8 cl, 4 dwg

Description

Данное изобретение относится к интерактивной беспроводной игрушке.This invention relates to an interactive wireless toy.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Около десяти лет назад на рынке начали массово появляться говорящие игрушки, способные произносить несколько записанных фраз.About ten years ago, talking toys began to appear en masse in the market, capable of pronouncing several recorded phrases.

Сейчас идет бурное развитие возможностей такого рода игрушек. При помощи датчиков они получают информацию о событиях, реагируют на них, по возможности, адекватно.Now there is a rapid development of the possibilities of such toys. With the help of sensors they receive information about events, react to them, if possible, adequately.

В настоящее время наблюдаются следующие тенденции в развитии игрушек:Currently, the following trends in the development of toys are observed:

- игрушки будут обладать несколькими исполнительными устройствами, способными создать тот или иной эффект, включая, но не ограничиваясь воспроизведением речи, музыки, движениями (и мимикой), световыми эффектами, перемещением,- toys will have several actuators capable of creating one or another effect, including, but not limited to the reproduction of speech, music, movements (and facial expressions), lighting effects, movement,

- датчики будут снабжать игрушки более разнообразной информацией о событиях вокруг и игрушки смогут реагировать на события, такие как прикосновение к ним, приближение к ним, на изменение освещенности, на звуки, включая распознавания звуков и речи, узнавания людей по голосу,- the sensors will supply the toys with more diverse information about the events around and the toys will be able to respond to events, such as touching them, approaching them, changing light conditions, sounds, including recognizing sounds and speech, recognizing people by voice,

- игрушки будут способны «узнавать друг друга» при помощи беспроводных каналов передачи,- toys will be able to "recognize each other" using wireless transmission channels,

- игрушки будут способны информировать друг друга об обнаруженных событиях, о произведенных эффектах, то есть первая игрушка будет знать, что сделала или сказала вторая, не восприняв это действие, а получив информацию о нем, переданную второй по беспроводному каналу,- the toys will be able to inform each other about the detected events, about the effects produced, that is, the first toy will know what the second did or said, not perceiving this action, but receiving information about it transmitted to the second via a wireless channel,

- игрушки будут способны определять свое местоположение друг относительно друга, на игровом поле, а также в комнате.- toys will be able to determine their location relative to each other, on the playing field, as well as in the room.

Эти тенденции можно обнаружить, изучая представленные на рынке игрушки, такие как, например, знаменитые интерактивные зверушки «Ферби» («Furby»), впервые выпущенные еще в 1998 г., или наследующие им куклы типа «Amazing Amanda» (в российской версии - «Умница Анюта»). Основным назначением игрушек этого класса является эмоционально-вербальная коммуникация с ребенком, для чего они снабжены как рецепторами (микрофон, датчики касания, наклона и др.), так и периферийными устройствами (прежде всего, мимическая механика и звуковоспроизводящая система). Хотя все реакции этих игрушек предварительно запрограммированы (pre-programmed), они уже достаточно разнообразны. Так, «Умница Анюта» имеет в своем речевом арсенале около 700 фраз. Встроенная система распознавания речи позволяет идентифицировать хозяина и определять команды (из предустановленного набора). Кроме того, подобные игрушки могут обмениваться информацией между собой (как правило, через ИК-порт) и обновлять сценарий через Интернет. Например, робот-динозавр «Плео» («Pleo») может изменить характер поведения с любвеобильного на агрессивный (сторожевой) в соответствии с переустанавливаемой программой, которую можно взять с сайта производителя. Ряд игрушек распознают и обходят препятствия или пустоты («Плео», игрушечный робот-андроид «WooWee» и др.) Однако формирование подлинных коммуникационных сетей из произвольного набора интерактивных игрушек еще не выполнено на практике. Реализация предлагаемого изобретения дает эффективное решение в этом направлении.These tendencies can be detected by studying toys on the market, such as, for example, the famous interactive little animals “Furby” (Furby), first released back in 1998, or dolls of the type “Amazing Amanda” that inherit from it (in the Russian version - "Clever Anyuta"). The main purpose of toys of this class is emotional and verbal communication with a child, for which they are equipped with both receptors (microphone, touch, tilt sensors, etc.) and peripheral devices (primarily mimic mechanics and sound reproduction system). Although all the reactions of these toys are pre-programmed, they are already quite diverse. So, “Clever Annie” has about 700 phrases in its speech arsenal. The built-in speech recognition system allows you to identify the owner and define commands (from a predefined set). In addition, such toys can exchange information with each other (usually via infrared) and update the script via the Internet. For example, the Pleo robot dinosaur can change the behavior from loving to aggressive (watchdog) in accordance with a re-installable program that can be taken from the manufacturer’s website. A number of toys recognize and avoid obstacles or voids (“Pleo”, “WooWee” toy android robot, etc.) However, the formation of genuine communication networks from an arbitrary set of interactive toys has not yet been done in practice. The implementation of the invention provides an effective solution in this direction.

Эти же тенденции проявляются в патентах, таких как, например: US 6,491,566; US 6,729,934; US 6,089,942; US 6,110,000.The same trends are manifested in patents, such as, for example: US 6,491,566; US 6,729,934; US 6,089,942; US 6,110,000.

В частности, в патенте US 6,089,942 описана говорящая кукла, имеющая датчик движения, датчик приближения одной куклы к другой, инфракрасный приемопередатчик для обмена информацией между куклами. Кукла имеет также периферийные устройства, такие как динамик для воспроизведения звуков и электромеханические устройства для имитации мимики.In particular, US Pat. No. 6,089,942 describes a talking doll having a motion sensor, a proximity sensor of one doll to another, an infrared transceiver for exchanging information between dolls. The doll also has peripheral devices, such as a speaker for reproducing sounds and electromechanical devices for simulating facial expressions.

Кукла, произнося фразу (или производя другой эффект), передает информацию об этом другим куклам, другие куклы, получив эту информацию, могут отреагировать на фразу или эффект своим действием в соответствии со сценарием.The doll, pronouncing the phrase (or producing another effect), transfers information about it to other dolls, other dolls, having received this information, can respond to the phrase or effect with their actions in accordance with the scenario.

Однако не найдено решений по использованию несинусоидальных сигналов в одном устройстве развлекательного назначения для трех задач одновременно: связи, обнаружения движения, измерения расстояния.However, no solutions were found for using non-sinusoidal signals in one entertainment device for three tasks simultaneously: communication, motion detection, distance measurement.

Вероятно, это связано со сложностью реализации сверхширокополосных (СШП) систем, использующих несинусоидальные сигналы, и, в частности, сложности начальной синхронизации между СШП устройствами, необходимой для передачи данных.This is probably due to the complexity of implementing ultra-wideband (UWB) systems using non-sinusoidal signals, and, in particular, the complexity of the initial synchronization between UWB devices necessary for data transmission.

Например, патент RU 2315425 посвящен вопросу установления синхронизации в подобных системах.For example, patent RU 2315425 is devoted to the issue of establishing synchronization in such systems.

Однако заявленную в настоящем документе область применения - интерактивные игрушки - характеризуют малые расстояния связи (менее метра) и таким образом возможно обеспечение высокого отношения сигнал/шум, при котором можно использовать исключительно простые методы обработки сигнала и таким образом сделать простое решение (а, значит, с более низкой стоимостью).However, the field of application claimed in this document - interactive toys - characterizes small communication distances (less than a meter) and thus it is possible to provide a high signal-to-noise ratio, in which extremely simple signal processing methods can be used and thus make a simple solution (and, therefore with a lower cost).

Техническое решение, раскрытое в патенте US 6,089,942, взято в качестве прототипа.The technical solution disclosed in US patent 6,089,942, taken as a prototype.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи по созданию интерактивной игрушки, способной обмениваться информацией, определять расстояние до другой однотипной, себе подобной игрушки, с точностью в несколько сантиметров и детектировать движение в ближайшем радиусе 0,3-1,0 м.The claimed invention is aimed at solving the problem of creating an interactive toy capable of exchanging information, determining the distance to another similar toy of its own type, with an accuracy of several centimeters and detecting movement in the nearest radius of 0.3-1.0 m.

Достигаемый технический результат состоит в упрощении конструкции интерактивной игрушки при повышении эффективности ее работы и повышении помехозащищенности, а также снижении себестоимости.Achievable technical result consists in simplifying the design of an interactive toy while increasing its performance and increasing noise immunity, as well as reducing cost.

Технический результат достигается тем, что интерактивная беспроводная игрушка, содержащая электронный блок управления, выполненный с возможностьюThe technical result is achieved in that an interactive wireless toy containing an electronic control unit, configured to

- определения движения на заданном расстоянии от указанной игрушки;- determination of movement at a given distance from the specified toy;

- определения расстояния до другой подобной игрушки;- determining the distance to another similar toy;

- приема и передачи информации,- receiving and transmitting information,

реализует указанные возможности за счет использования приемопередатчика несинусоидальных сверхширокополосных радиосигналов. Кроме того, указанный приемопередатчик может использовать один генератор импульсов и одну антенну. Одни и те же импульсы могут использоваться для передачи информации и для обнаружения движения на принципах радиолокации. Указанный приемопередатчик может быть реализован на одном полупроводниковом кристалле с использованием фазированной антенной решетки для определения направления на другую подобную игрушку и/или направления на произвольный движущийся объект в зоне действия радара. Кроме того, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью менять функциональное состояние и/или алгоритмический сценарий поведения игрушки в зависимости от измеренного расстояния до другой подобной игрушки и/или полученной от другой игрушки информации.implements these capabilities through the use of a transceiver of non-sinusoidal ultra-wideband radio signals. In addition, the specified transceiver can use one pulse generator and one antenna. The same pulses can be used to transmit information and to detect motion on the principles of radar. The specified transceiver can be implemented on one semiconductor chip using a phased array to determine the direction to another similar toy and / or direction to an arbitrary moving object in the range of the radar. In addition, the electronic control unit can be configured to change the functional state and / or algorithmic scenario of the toy’s behavior depending on the measured distance to another similar toy and / or information received from another toy.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Предлагаемое техническое решение состоит в применении радиоэлектронной схемы, использующей несинусоидальные сверхширокополосные радиосигналы для реализации функций:The proposed technical solution consists in the use of electronic circuits using non-sinusoidal ultra-wideband radio signals to implement the functions:

- обмена информации между устройствами, т.е. радиосвязи,- exchange of information between devices, i.e. radio communications

- измерения расстояния между устройствами,- measuring the distance between devices,

- обнаружения движения на заданном расстоянии от устройства (вблизи).- motion detection at a given distance from the device (near).

Такое решение позволило совместить несколько отдельных устройств в одном для выполнения всех указанных функций. Для реализации всех трех функций используют предпочтительно короткие импульсы длительностью не более 1 нс. Изобретение ориентировано на однокристальное исполнение по современным технологиям, используемым для производства массовой микроэлектроники.This solution made it possible to combine several separate devices in one to perform all these functions. To realize all three functions, preferably using short pulses with a duration of not more than 1 ns. The invention is focused on single-chip execution using modern technologies used for the production of mass microelectronics.

ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА.DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIAL.

На фиг.1 показана общая схема, состав устройств интерактивной игрушки.Figure 1 shows the General diagram, the composition of the devices of an interactive toy.

На фиг.2 показана схема приемопередатчика радиосигнала.Figure 2 shows a diagram of a radio transceiver.

На фиг.3 показана схема передачи данных.Figure 3 shows a data transmission scheme.

На фиг.4 показана схема передачи пакета, у которого первый бит - 0, второй - 1, далее не показано.Figure 4 shows the transmission scheme of the packet, in which the first bit is 0, the second is 1, not shown further.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Особенностью сверхширокополосной (СШП) локации является использование коротких импульсных сигналов с характерной длительностью импульса 1 нс и менее. Сигнал может представлять собой импульс без заполнения несущей вообще (видеоимпульс) или очень короткий цуг несущий, содержащий в себе несколько «периодов». Такие сигналы имеют очень широкий спектр, соизмеримый по порядку величины с несущей. Например, регулирующей орган США разрешает для гражданского применения системы со спектром излучения 3 ГГц-10 ГГц.A feature of ultra-wideband (UWB) locations is the use of short pulse signals with a characteristic pulse duration of 1 ns or less. The signal can be a pulse without filling the carrier at all (video pulse) or a very short carrier train containing several “periods”. Such signals have a very wide spectrum, comparable in order of magnitude with the carrier. For example, the US regulatory authority permits civilian applications with a 3 GHz-10 GHz emission spectrum.

Основные преимущества решения связаны с малой длиной импульса. При распространении в пространстве импульс длиной 100 пс имеет длину 3 см, что обеспечивает высокое пространственное разрешение. Становится возможным различить сигналы, приходящие от объектов, если разница расстояния до них составляет порядка десяти сантиметров; благодаря короткой длине импульса практически отсутствует «мертвая зона» около устройства.The main advantages of the solution are related to the short pulse length. When propagating in space, a pulse of 100 ps in length has a length of 3 cm, which provides high spatial resolution. It becomes possible to distinguish signals coming from objects if the difference in distance to them is about ten centimeters; Due to the short pulse length, there is practically no “dead zone" near the device.

Одним из преимуществ СШП связи на основе импульсных сигналов является возможность точного измерения расстояния между абонентами. Достигнутая на сегодняшний день точность определения расстояния составляет несколько сантиметров.One of the advantages of UWB communication based on pulse signals is the ability to accurately measure the distance between subscribers. The accuracy achieved to date for determining the distance is several centimeters.

Для реализации функции связи информацию кодируют положением импульса во времени. Краткость импульса обеспечивает высокую скорость передачи, что уменьшает время передачи информации по сравнению с использованием традиционных узкополосных систем. Это, в свою очередь, позволяет за более короткое время провести цикл обмена данными между всеми устройствами в сети (в зоне доступа).To implement the communication function, information is encoded by the position of the pulse in time. The pulse brevity provides a high transmission rate, which reduces the transmission time of information compared to using traditional narrow-band systems. This, in turn, allows for a shorter time to conduct a data exchange cycle between all devices in the network (in the access zone).

Применение коротких сигналов позволяет использовать известный метод измерения расстояния между парой обменивающихся сигналами устройств, основанный на измерении задержки на прохождение сигнала между устройствами.The use of short signals allows you to use the well-known method of measuring the distance between a pair of exchanging signals of devices, based on measuring the delay in the passage of a signal between devices.

Предлагаемый принцип обеспечивает именно измерение расстояния, в отличие от упомянутого в US 6,089,942 порогового датчика. При наличии группы устройств (3 и более), зная расстояние между каждой парой устройств, становится возможным определить относительную пространственную конфигурацию сообщества устройств. Возможны другие сценарии взаимодействия устройств, использующие данную информацию.The proposed principle provides precisely the measurement of distance, in contrast to the threshold sensor mentioned in US 6,089,942. In the presence of a group of devices (3 or more), knowing the distance between each pair of devices, it becomes possible to determine the relative spatial configuration of the device community. Other device interaction scenarios using this information are possible.

Для обнаружения движения применяется принцип радара. Для локации используют такие же короткие импульсные сигналы, как и для передачи данных. Устройство фиксирует импульс (интегрирует электромагнитную энергию), отразившийся от объекта, пришедший на приемник в течение некоторого интервала времени после излучения импульса. Выбирая интервал времени после импульса, в течение которого производят фиксацию импульса (интеграция электромагнитной энергии), выбирают область пространства, в которой производят обнаружение движения. Появление в заданной области отражающего предмета приводит к изменению результата фиксации импульса (интегрирования электромагнитной энергии), это обнаруживается устройством. С целью улучшения чувствительности и помехоустойчивости производят фиксацию (накопление энергии) отраженного сигнала от нескольких импульсов.To detect motion, the radar principle is applied. For location use the same short pulse signals as for data transfer. The device captures a pulse (integrates electromagnetic energy), reflected from the object, arriving at the receiver for a certain period of time after the radiation of the pulse. Choosing the time interval after the impulse during which the impulse is fixed (electromagnetic energy integration), select the region of space in which the motion is detected. The appearance of a reflecting object in a given area leads to a change in the result of the fixation of the pulse (integration of electromagnetic energy), this is detected by the device. In order to improve sensitivity and noise immunity, fixation (energy storage) of the reflected signal from several pulses is performed.

В заявляемом техническом решении за счет того, что приемопередатчик использует одну антенну, все три функции реализуются с использованием одной антенны, что упрощает конструкцию игрушки, повышает технологичность изготовления, снижает его стоимость.In the claimed technical solution due to the fact that the transceiver uses one antenna, all three functions are implemented using one antenna, which simplifies the design of the toy, increases the manufacturability of manufacture, reduces its cost.

Максимальную длину импульса вычисляют исходя из: допустимой мертвой зоны радара, требований по точности измерения расстояния между устройствами и точности определения области пространства, в которой требуется обнаруживать движения. В указанных применениях все эти точности составляют порядка десятков сантиметров, а следовательно, длина импульса должна быть порядка не более 1 нс.The maximum pulse length is calculated based on: the permissible dead zone of the radar, the requirements for the accuracy of measuring the distance between devices and the accuracy of determining the area of space in which it is necessary to detect movement. In these applications, all these accuracy are of the order of tens of centimeters, and therefore, the pulse length should be of the order of no more than 1 ns.

При классическом подходе данный импульс должен быть заполнен несущей частотой и должен содержать по меньшей мере десятки периодов несущей. Это приводит к необходимости использования рабочих частот порядка десятков гигагерц. В ближайшей перспективе схема, использующая такие частоты, не может быть дешевой и массовой. В дальнейшей перспективе технологические процессы, позволяющие создавать микроэлектронные решения, работающие на указанных частотах, могут стать дешевыми, но останется проблема высокого энергопотребления. Высокочастотные схемы принципиально имеют высокое энергопотребление, определяемое необходимостью перезарядки паразитных емкостей.In the classical approach, this pulse should be filled with a carrier frequency and should contain at least dozens of carrier periods. This leads to the need to use operating frequencies of the order of tens of gigahertz. In the short term, a circuit using such frequencies cannot be cheap and massive. In the future, technological processes that allow the creation of microelectronic solutions operating at the indicated frequencies may become cheap, but the problem of high energy consumption will remain. High-frequency circuits fundamentally have high power consumption, determined by the need to recharge stray capacitors.

В предлагаемом устройстве используются несинусоидальные сверхширокополосные сигналы. Сигнал может представлять собой импульс без заполнения несущей вообще (видеоимпульс) или очень короткий цуг несущий, содержащий в себе несколько «периодов». Следует отметить, что чистый видеоимпульс с ненулевой постоянной не может быть излучен. Практически применяемыми наиболее короткими излучаемыми сигналами являются сигналы, по форме близкие к первой или второй (так называемая «мексиканская шляпа») производной от Гауссовского сигнала. Первая производная Гауссиана для практических расчетов может быть хорошо аппроксимирована одним периодом синусоиды. В этом случае центральная частота спектра близка к частоте периода, а ширина полосы близка к центральной частоте.The proposed device uses non-sinusoidal ultra-wideband signals. The signal can be a pulse without filling the carrier at all (video pulse) or a very short carrier train containing several “periods”. It should be noted that a pure video pulse with a nonzero constant cannot be emitted. The practical shortest emitted signals are those that are close in shape to the first or second (the so-called “Mexican hat”) derivative of the Gaussian signal. The first Gaussian derivative for practical calculations can be well approximated by a single sine wave period. In this case, the center frequency of the spectrum is close to the frequency of the period, and the bandwidth is close to the center frequency.

Общая схема предлагаемой интерактивной игрушки в целом приведена на фиг.1.The general scheme of the proposed interactive toys as a whole is shown in figure 1.

Интерактивная игрушка состоит из интегральной схемы 8, одного или нескольких датчиков (на рисунке не показаны), одного или нескольких периферийных устройств 6, 7 (например, электроприводов, динамиков), антенны 1 и источника автономного питания (на рисунке не показан).An interactive toy consists of an integrated circuit 8, one or more sensors (not shown in the figure), one or more peripheral devices 6, 7 (for example, electric drives, speakers), antenna 1, and an autonomous power supply (not shown in the figure).

Интегральная схема 8 содержит следующие элементы: приемопередатчик 2, микрокомпьютер 4, запоминающее устройство 3 для хранения программ и служебных файлов данных (например, звука), один или несколько блоков 5 для управления периферийными устройствами 6, 7 и получения информации от датчиков. В предлагаемом устройстве приемопередатчик 2 выполняет функции, обычно выполняемые датчиком движения, датчиком, измеряющим расстояние между устройствами, инфракрасного (или радиочастотного) приемопередатчика. Данный приемопередатчик в отличие от приемопередатчиков, использующих синусоидальные сигналы, не содержит LC контуры, усложняющие конструкцию устройства и его производство. Под управлением микрокомпьютера 4 приемопередатчик радиосигнала 2 реализует функции передачи и приема данных, измерения расстояния между устройствами, обнаружения движения.The integrated circuit 8 contains the following elements: transceiver 2, microcomputer 4, a storage device 3 for storing programs and service data files (for example, sound), one or more blocks 5 for controlling peripheral devices 6, 7 and receiving information from sensors. In the proposed device, the transceiver 2 performs the functions usually performed by a motion sensor, a sensor measuring the distance between the devices, an infrared (or radio frequency) transceiver. This transceiver, unlike transceivers using sinusoidal signals, does not contain LC circuits, complicating the design of the device and its manufacture. Under the control of the microcomputer 4, the radio signal transceiver 2 implements the functions of transmitting and receiving data, measuring the distance between devices, motion detection.

Приемопередатчик 2 содержит цифровую схему управления (ЦСУ) 20, аналого-цифровые преобразователи 27, 28, компаратор 29, устройства выборки хранения (УВХ) УВХ0 25 и УВХ1 26, пороговый детектор 24, генератор импульса 22, детектор огибающей 23, коммутатор 21 с выходом на антенну 1. Антенна может быть выполнена в виде фазированной антенной решетки /1-7/ для определения направления на другую игрушку при связи и определения направления на движущийся объект в датчике движения.The transceiver 2 contains a digital control circuit (DSS) 20, analog-to-digital converters 27, 28, a comparator 29, storage sampling devices (UVX) UVX0 25 and UVX1 26, a threshold detector 24, a pulse generator 22, an envelope detector 23, a switch 21 with an output to the antenna 1. The antenna can be made in the form of a phased antenna array / 1-7 / to determine the direction to another toy during communication and to determine the direction of a moving object in the motion sensor.

Описание работы устройства (фиг.3, фиг.4).Description of the operation of the device (figure 3, figure 4).

Один из возможных вариантов заявляемого устройства приведен на фиг.2.One of the possible variants of the claimed device is shown in figure 2.

Приемопередатчик 2 радиосигнала выполняет следующие функции:The radio transceiver 2 performs the following functions:

- отправки пакета в эфир по команде от микрокомпьютера,- sending the packet on the air at the command of the microcomputer,

- прием пакета из эфира,- receiving a packet from the air,

- автоматическая отправка подтверждения о принятом пакете,- automatic confirmation of the received package,

- подтверждение микрокомпьютеру о том, что последний переданный пакет успешно доставлен,- confirmation to the microcomputer that the last transmitted packet was successfully delivered,

- измерения отраженного сигнала при отправке пакета в эфир.- measurement of the reflected signal when sending a packet on the air.

На основе данных функций приемопередатчика 2 устройство в целом способно выполнять следующие функции:Based on these functions of the transceiver 2, the device as a whole is capable of performing the following functions:

- радиосвязь с аналогичными устройствами;- radio communication with similar devices;

- измерение расстояния до однотипных устройств, с которыми обеспечивается радиосвязь;- measuring the distance to the devices of the same type with which radio communication is provided;

- обнаружение движения на заданном расстоянии от игрушки.- motion detection at a given distance from the toy.

Радиосвязь. Для реализации функции связи информацию кодируют положением импульса во времени. Краткость импульса обеспечивает высокую скорость передачи, что уменьшает время передачи информации по сравнению с использованием традиционных узкополосных систем. Это, в свою очередь, позволяет за более короткое время провести цикл обмена данными между всеми устройствами в сети (в зоне доступа).Radio communication. To implement the communication function, information is encoded by the position of the pulse in time. The pulse brevity provides a high transmission rate, which reduces the transmission time of information compared to using traditional narrow-band systems. This, in turn, allows for a shorter time to conduct a data exchange cycle between all devices in the network (in the access zone).

Применение коротких сигналов позволяет использовать известный метод измерения расстояния между парой обменивающихся сигналами устройств, основанный на измерении задержки на прохождение сигнала по среде между устройствами. Радиосвязь реализуют при помощи функций приемопередатчика - передача пакета и прием пакета.The use of short signals allows you to use the well-known method of measuring the distance between a pair of exchanging signals of devices, based on measuring the delay in the passage of a signal through the medium between devices. Radio communication is implemented using the functions of a transceiver - transmitting a packet and receiving a packet.

Передача пакета. Передачу данных осуществляют пачками импульсов (фиг.4).Packet transfer. Data transmission is carried out in bursts of pulses (figure 4).

Один или несколько первых импульсов идентифицируют начало пакета. Последующие (m) импульсов используют для передачи информации. Информацию кодируют положением импульсов во времени относительно первого импульса. Для каждого импульса определено две позиции во времени, одна с задержкой TNi (i=1..m) относительно первого импульса соответствует передачи нуля, другая с задержкой TPi (i=1..m) относительно первого импульса соответствует передаче единицы. Таким образом, в одном пакете передается m бит информации. Для обеспечения устойчивости к помехам обычно используют одну из известных на современном уровне науки техники схему избыточного кодирования, при которой часть из этих m бит содержит полезную информацию, а оставшиеся биты содержат избыточную информацию, необходимую для обнаружения исправления ошибок. Полезная информация содержит, по крайней мере, тип пакета, сетевой адрес получателя и собственно данные. В предлагаемом варианте устройства есть два типа пакета: «информационный» и «подтверждающий». Конкретная структура пакета может быть выработана исходя из требований к функционированию устройства.One or more of the first pulses identify the beginning of the packet. Subsequent (m) pulses are used to transmit information. The information is encoded by the position of the pulses in time relative to the first pulse. For each pulse, two positions in time are determined, one with a delay of TNi (i = 1..m) relative to the first pulse corresponds to the transmission of zero, the other with a delay of TPi (i = 1..m) relative to the first pulse corresponds to the transmission of one. Thus, in one packet m bits of information are transmitted. To ensure immunity to interference, one of the redundant coding schemes known at the modern level of science is usually used, in which some of these m bits contain useful information, and the remaining bits contain redundant information necessary to detect error correction. Useful information contains at least the type of packet, the network address of the recipient, and the actual data. In the proposed embodiment of the device, there are two types of packages: “information” and “confirming”. The specific structure of the package can be developed based on the requirements for the operation of the device.

ЦСУ 20, получая данные для передачи, формирует логический сигнал на входе генератора импульсов. Генератор импульсов по фронту логического сигнала выдает в антенну 1 импульс. Генератор устроен таким образом, что задержка выдаваемого в антенну 1 импульса относительно фронта входного цифрового сигнала почти постоянна от импульса к импульсу (изменения много меньше длины импульса). В результате в эфир излучают пакет импульсов с интервалами между импульсами, равными соответствующим интервалам логического сигнала. ЦСУ 20 при передаче пакета формирует логический сигнал на входе генератора импульсов, задающий положения импульсов пакета, соответствующие последовательности бит передаваемого пакета, и таким образом осуществляет передачу информации в эфир.CSB 20, receiving data for transmission, generates a logical signal at the input of the pulse generator. The pulse generator along the front of the logical signal gives 1 pulse to the antenna. The generator is designed in such a way that the delay of the pulse emitted to the antenna 1 relative to the front of the input digital signal is almost constant from pulse to pulse (the changes are much smaller than the pulse length). As a result, a packet of pulses is emitted into the ether at intervals between pulses equal to the corresponding intervals of the logical signal. When transmitting the packet, the CSB 20 generates a logical signal at the input of the pulse generator, specifying the positions of the pulses of the packet corresponding to the sequence of bits of the transmitted packet, and thus transmits information to the air.

При этом TPi=TNi+TD, то есть для любого импульса позиция импульса при передаче нуля на величину TD раньше позиции импульса при передачи единицы. Величину TD назначают, как минимум, в два раза больше длины импульса и в несколько раз меньше интервала между импульсами.In this case, TPi = TNi + TD, that is, for any pulse, the position of the pulse when transmitting zero by TD is earlier than the position of the pulse when transmitting one. The TD value is assigned at least twice the pulse length and several times less than the interval between pulses.

Известно, что если использовать линейный набор TNi, то есть TNi=C1+C2*i, то в спектре излученного сигнала могут появиться нежелательные максимумы, связанные с наличием в сигнале периода С2. Чтобы избежать этого, величины TNi подбирают таким образом, чтобы при любом передаваемом пакете спектр не имел таких максимумов.It is known that if we use the linear set TNi, that is, TNi = C1 + C2 * i, then unwanted maxima may appear in the spectrum of the emitted signal due to the presence of the period C2 in the signal. To avoid this, the values of TNi are selected so that for any transmitted packet the spectrum does not have such maxima.

В предлагаемом варианте устройства передачу информационных пакетов выполняют по команде микрокомпьютера, при этом микрокомпьютер компонует полезную информацию для отправки в пакете.In the proposed embodiment of the device, the transmission of information packets is performed at the command of a microcomputer, while the microcomputer composes useful information for sending in a packet.

Прием пакета (фиг.2, фиг.3). Антенна 1 принимает импульс и направляет на детектор огибающей 23, выход которого выдает огибающую приходящего сигнала. Огибающая поступает на пороговый детектор 23, который выдает единицу, если огибающая больше порога, и соответственно ноль, если огибающая меньше порога.Reception of the package (figure 2, figure 3). Antenna 1 receives a pulse and sends it to the envelope detector 23, the output of which gives the envelope of the incoming signal. The envelope enters the threshold detector 23, which gives a unit if the envelope is greater than the threshold, and accordingly zero if the envelope is less than the threshold.

При появлении единицы на выходе порогового устройство начинает прием пакета. Для этого на вход строба УВХ0 25 подают цифровой сигнал, содержащий n импульсов (где n - это количество импульсов в пакете, использующихся для передачи информации), положительный фронт импульса i (i=1..m) генерируют с задержкой TNi+TC относительно момента, когда выход порогового устройства перешел в состояние 1.When a unit appears at the output of the threshold device, it starts receiving a packet. For this, a digital signal containing n pulses (where n is the number of pulses in the packet used to transmit information) is supplied to the strobe input of UVX0 25, a positive edge of the pulse i (i = 1..m) is generated with a delay of TNi + TC relative to the moment when the output of the threshold device has transitioned to state 1.

На вход строба УВХ1 26 подают цифровой сигнал, содержащий n импульсов (где n - это количество импульсов в пакете, используемых для передачи информации), положительный фронт импульса i (i=1..m) генерируют с задержкой TPi+TC относительно момента, когда выход порогового устройства перешел в состояние 1.A digital signal containing n pulses (where n is the number of pulses in the packet used to transmit information) is supplied to the input of strobe UVX1 26, a positive edge of the pulse i (i = 1..m) is generated with a delay TPi + TC relative to the moment when the output of the threshold device is in state 1.

Таким образом оба УВХ переходят в режим хранения и запоминают значение огибающей, при этом УВХ0 25 переходит в режим хранения и запоминает значение огибающей в момент, когда ожидают появление импульса, если импульс i передает ноль, а УВХ1 26 25 переходит в режим хранения и запоминает значение огибающей в момент, когда ожидают появление импульса, если импульс i передает единицу. Поле того как оба УВХ перешли в режим «хранение», компаратор 29 осуществляет сравнение значений на выходе УВХ0 25 и УВХ1 26 и, если значение УВХ0 25 больше значения УВХ1 26, то считают, что импульсом i передавался ноль, соответственно если УВХ1 26 больше значения УВХ0 25, то считают, что импульсом i передавалась единица. После приема всех m импульсов производят декодирование помехоустойчивого кода. В результате либо восстанавливают полезную информацию, либо пакет отбраковывают (если не удается восстановить).In this way, both the I / O devices go into storage mode and store the value of the envelope, while the I / O unit 25 goes into storage mode and stores the value of the envelope when they wait for the pulse to appear if pulse i transmits zero, and the I / O unit 26 25 enters storage mode and stores the value envelope at the moment when the appearance of an impulse is expected if impulse i transmits unity. The field, when both the UWX switched to the “storage” mode, the comparator 29 compares the values at the output of the UBX0 25 and the UBX1 26 and, if the value of the UBX0 25 is greater than the value of the UBX1 26, then it is assumed that zero was transmitted by the pulse i, respectively, if the UBX1 26 is greater than the value UVX0 25, it is believed that unit 1 was transmitted by pulse i. After receiving all m pulses, the error-correcting code is decoded. As a result, either useful information is restored, or the packet is rejected (if it cannot be restored).

Автоматическая отправка подтверждения о принятом пакете. Цифровая схема управления (ЦСУ) 20 после успешного декодирования принятого пакета информационного типа может отправить подтверждение отправителю об успешном приеме. Цифровая схема управления самостоятельно формирует пакет, адресованный отправителю принятого пакета, данный пакет имеет тип «подтверждающий». Это позволяет отправителю узнать, что его пакет успешно доставлен. Подтверждение также используют для измерения расстояния между однотипными устройствами. В некоторых случаях микрокомпьютер может запретить отправку подтверждений.Automatically send confirmation of the received package. The digital control circuit (DSS) 20, after successfully decoding a received informational type packet, may send a confirmation to the sender of the successful reception. The digital control circuit independently generates a packet addressed to the sender of the received packet, this packet is of the “confirming” type. This allows the sender to know that his package has been successfully delivered. Confirmation is also used to measure the distance between devices of the same type. In some cases, the microcomputer may prohibit sending confirmations.

Измерение расстояния до однотипных устройств. Для измерения расстояния используют функцию автоматической отправки подтверждения. От устройства А к устройству Б отправляют информационный пакет. Устройство Б автоматически посылает подтверждение устройству А о полученном пакете. При этом первый импульс подтверждающего пакета от устройства Б отправляют через заранее назначенный фиксированный временной интервал ТВ после получения первого импульса информационного пакета от А. Устройство А измеряет время от отправки первого импульса информационного пакета к Б до получения первого импульса подтверждающего пакета от Б, это время обозначено как TS, тогда расстояние между устройствами L равно (TS-TB)/2.Measurement of distance to devices of the same type. To measure the distance, use the automatic confirmation function. An information packet is sent from device A to device B. Device B automatically sends a confirmation to device A about the received packet. In this case, the first pulse of the confirmation packet from device B is sent through a predetermined fixed time interval TV after receiving the first pulse of the information packet from A. Device A measures the time from sending the first pulse of the information packet to B to receiving the first pulse of the confirmation packet from B, this time is indicated like TS, then the distance between devices L is (TS-TB) / 2.

Указанную процедуру выполняют при отправке всех информационных пакетов. Таким образом, определяют расстояние до всех однотипных устройств, которым передавались информационные пакеты. При интенсивном обмене информацией между устройствами нет необходимости посылки специальных пакетов для измерения расстояния. Однако если какому-то устройству не посылались информационные пакеты или данные о расстоянии устарели, микрокомпьютер может дать команду отправить этому устройству информационный пакет и таким образом измерить расстояние.The specified procedure is performed when sending all information packets. Thus, they determine the distance to all devices of the same type to which information packets were transmitted. With the intensive exchange of information between devices, there is no need to send special packets for measuring distance. However, if information packets were not sent to some device or the distance data is out of date, the microcomputer can instruct the device to send an information packet and thus measure the distance.

Обнаружение движения на заданном расстоянии от устройства.Motion detection at a given distance from the device.

Приемопередатчик радиосигнала использует принцип радара для реализации функции обнаружения движения. Устройство обнаруживает движение в сфере, окружающей устройство. Радиус сферы R настраивают микрокомпьютером. Предпочтительная величина радиуса обычно в интервале от 1 м до 30 см.The radio transceiver uses the radar principle to implement the motion detection function. The device detects movement in the sphere surrounding the device. The radius of the sphere R is adjusted by a microcomputer. The preferred radius is usually in the range of 1 m to 30 cm.

При передаче пакета приемный тракт, включающий детектор огибающей 23, устройство выборки хранения 25, 26 и др., используют для приема отраженного сигнала.When transmitting a packet, a receiving path including an envelope detector 23, a storage sampling device 25, 26, etc., is used to receive a reflected signal.

Цифровая схема управления 20 после каждого переданного импульса с определенной задержкой подает стробирующий импульс на УВХ0 25. Данная задержка зависит от выбранного радиуса сферы R, на котором обнаруживают движение, и (приблизительно) равна удвоенному времени распространения радиосигнала до сферы.The digital control circuit 20 after each transmitted pulse with a certain delay delivers a gating pulse to UVX0 25. This delay depends on the selected radius of the sphere R, on which the motion is detected, and (approximately) is equal to twice the propagation time of the radio signal to the sphere.

Записанное по стробу в УВХ значение характеризует мощность отраженного сигнала, приходящего с заданного расстояния. Данное значение АЦП0 21 преобразует в цифровой вид и передает в микрокомпьютер для анализа. При отсутствии движения данная величина также будет постоянной, она показывает наличие предметов на расстоянии R от антенны. Перемещение предмета с большой отражающей способностью на расстоянии R от объекта приводит к изменению фиксируемой мощности, это обнаруживает микрокомпьютер, анализирующий цифровое значение мощности, поступающее с АЦП0 27.The value recorded by the strobe in the UVX characterizes the power of the reflected signal coming from a given distance. This ADC0 21 value is converted to digital form and transmitted to a microcomputer for analysis. In the absence of movement, this value will also be constant, it shows the presence of objects at a distance R from the antenna. Moving an object with high reflectivity at a distance R from the object leads to a change in the recorded power, this is detected by a microcomputer that analyzes the digital power value received from ADC 27.

Цифровые значения, характеризующие мощность отраженного сигнала, далее усредняют для всех импульсов одного пакета и фиксируют изменение уже усредненных величин. Такая обработка уменьшает влияние помех и увеличивает максимальный радиус R при той же амплитуде передаваемого импульса.The digital values characterizing the power of the reflected signal are then averaged for all pulses of one packet and the change in the already averaged values is recorded. Such processing reduces the influence of interference and increases the maximum radius R at the same amplitude of the transmitted pulse.

Описанную процедуру радиолокации выполняют при отправке любого пакета. Поэтому во многих случаях для радиолокации нет необходимости специально посылать (излучать) пакет, а используют излучение устройства при передаче. Если устройство не передает пакеты в течение периода времени, за которое объект может войти в сферу R (порядка 100 мс), то микрокомпьютер может послать пакет, не содержащий осмысленной информации и предназначенный исключительно для обнаружения движения.The described radar procedure is performed when sending any packet. Therefore, in many cases for radar there is no need to specifically send (emit) a packet, but use the radiation of the device during transmission. If the device does not transmit packets within a period of time for which an object can enter the sphere R (of the order of 100 ms), then the microcomputer can send a packet that does not contain meaningful information and is intended solely for motion detection.

Аналогичным образом используют УВХ1 26 и АПЦ1 28 для создания второй сферы и таким образом становится возможным создание нескольких сфер, в которых определяют движение. В этом случае возможна реализация сценариев, в которых устройство по-разному реагирует на движение в разных сферах. Например, реакция на движение в сфере с меньшим радиусом может быть иной, нежели на движение в сфере с большим радиусом.Similarly, UVX1 26 and AOC1 28 are used to create a second sphere, and thus it becomes possible to create several spheres in which movement is determined. In this case, it is possible to implement scenarios in which the device reacts differently to movement in different areas. For example, the reaction to movement in a sphere with a smaller radius may be different than to movement in a sphere with a large radius.

Если это целесообразно, возможно аналогично добавить еще несколько каналов УВХ+АЦП или использовать один общий АЦП на несколько УВХ и таким образом реализовать множество сфер, чувствительных к движению.If this is appropriate, it is possible to add a few more channels of the UVX + ADC in the same way or use one common ADC for several UVX and thus realize many areas that are sensitive to motion.

Для выполнения механических действий устройство содержит один или несколько периферийных исполнительных устройств, в том числе снабженных датчиками обратной связи.To perform mechanical actions, the device contains one or more peripheral actuators, including those equipped with feedback sensors.

Примером исполнительных устройств могут быть в том числе:An example of actuators may include:

- звуковоспроизводящие устройства;- sound reproducing devices;

- электромеханические устройства, в т.ч. имитирующие мимику, обеспечивающие передвижение устройства и выполнение ряда др. физических действий (устройства движения конечностей, а так же хвоста, ушей и т.д., применительно к игрушке);- electromechanical devices, incl. imitating facial expressions, ensuring the movement of the device and the implementation of a number of other physical actions (the movement of the limbs, as well as the tail, ears, etc., as applied to the toy);

- осветительные и/или индикаторные- lighting and / or indicator

- и др. устройства.- and other devices.

В предпочтительном воплощении таким периферийным устройством является звуковоспроизводящее устройство и электромеханические устройства для перемещения и жестикуляции.In a preferred embodiment, such a peripheral device is a sound reproducing device and electromechanical devices for moving and gesturing.

Микрокомпьютер постоянно опрашивает датчики и реагирует на изменения их показаний, активизируя периферийные устройства и меняя свое внутренне состояние.The microcomputer constantly polls the sensors and responds to changes in their readings, activating peripheral devices and changing their internal state.

Например, установив радиосвязь с каким-либо другим подобным устройством, микрокомпьютер может дать команду звуковоспроизводящему устройству синтезировать набор звуков или голосовую фразу или воспроизвести фразу или набор звуков из набора предварительно записанных в памяти.For example, by establishing a radio connection with some other similar device, the microcomputer may instruct the sound reproducing device to synthesize a set of sounds or a voice phrase, or reproduce a phrase or set of sounds from a set of pre-recorded in memory.

Воспроизводя или синтезируя фразу или совершая физическое действие, устройство передает по радиоканалу информацию о совершенном действии другим устройствам, с которым установлена радиосвязь.By reproducing or synthesizing a phrase or performing a physical action, the device transmits over the radio channel information about the completed action to other devices with which radio communication is established.

Это позволяет устройствам реагировать на действия, совершенные другими устройствами данного типа без прямого восприятия и распознавания выполненного действия. В частности, в случае если действие заключается в воспроизведении звука, то устройству, чтобы отреагировать на фразу, не требуется распознавать речь, информация о произнесенной фразе будет им получена по радиоканалу. В рассматриваемом примере микрокомпьютер устройства, получив по радиоканалу данные о том, что в адрес устройства произнесено звуковое (или синтезированное голосовое) приветствие, может дать команду воспроизвести звуковой ответ на приветствие. Такой обмен фразами и информацией о сказанной фразе позволяет разыгрывать диалоги между устройствами. Данная возможность описана в патенте US 6,089,942 (взятом в качестве прототипа данного изобретения).This allows devices to respond to actions committed by other devices of this type without directly perceiving and recognizing the action performed. In particular, if the action is to play sound, then the device does not need to recognize speech in order to respond to the phrase, the information about the pronounced phrase will be received by it through the radio channel. In this example, the microcomputer of the device, having received over the air the data that a sound (or synthesized voice) greeting was delivered to the device address, can give the command to reproduce the sound response to the greeting. Such an exchange of phrases and information about the said phrase allows you to play dialogs between devices. This feature is described in US patent 6,089,942 (taken as a prototype of the present invention).

Наличие микрокомпьютера позволяет устройствам разыгрывать сложные сценарии поведения. По показанию датчика или согласно информации, полученной по каналу связи о действии, произведенном другим устройством, микрокомпьютер может это событие сохранить в памяти и отреагировать спустя некоторое время, либо даже сменить алгоритм поведения. Например, получив по каналу связи информацию о том, что другое устройство произнесло обидную фразу, может быть активизирован сценарий ссоры, и устройство некоторое время будет вести себя более агрессивно. Также, например, может быть запомнено событие, что другое устройство упоминало некоторый набор слов, относящихся к определенной теме, и первое устройство может снова вернуться к этой теме, если пауза в разговоре затянулась.The presence of a microcomputer allows devices to play complex behavior scenarios. According to the sensor or according to information received through the communication channel about the action performed by another device, the microcomputer can save this event in memory and respond after some time, or even change the behavior algorithm. For example, having received information on the communication channel that another device has said a nasty phrase, a quarrel scenario may be activated, and the device will behave more aggressively for some time. Also, for example, an event can be remembered that another device mentioned a certain set of words related to a certain topic, and the first device can return to this topic again if the pause in the conversation is prolonged.

Таким образом, совокупность имеющихся и приобретенных данных, описывающих взаимодействие, в некотором роде хранит логическое состояние устройства. Последующая реакция устройства на события может определяться этим состоянием. Устройство может сохранять историю своего взаимодействия с окружающими устройствами и/или предметами.Thus, the totality of the available and acquired data describing the interaction, in some way, stores the logical state of the device. The subsequent reaction of the device to events can be determined by this state. The device can save a history of its interaction with surrounding devices and / or objects.

Устройство может содержать различные дополнительные датчики, чтобы получать информацию о событиях в окружающей среды, реагировать на них своим поведением. Это позволяет сделать поведение устройства более разнообразным и интересным.The device may contain various additional sensors to receive information about events in the environment, to respond to them with their behavior. This allows you to make the behavior of the device more diverse and interesting.

Датчик освещенности позволит устройству «понять» (получить информацию), что выключен свет, и отреагировать на это, например, сказать или показать, что ему страшно, или имитировать засыпание.The light sensor will allow the device to "understand" (get information) that the light is off, and respond to this, for example, say or show that he is scared, or simulate falling asleep.

Список таких датчиков может включать:A list of such sensors may include:

- датчик температуры,- temperature sensor,

- датчик наклона,- tilt sensor

- датчик ускорения (в т.ч. выполняющий функцию датчика движения),- acceleration sensor (including acting as a motion sensor),

- микрофон, чтобы обнаруживать звуки и т.д.- microphone to detect sounds, etc.

Устройство может содержать различные исполнительные механизмы (периферийные устройства) в зависимости от варианта воплощения устройства.The device may comprise various actuators (peripheral devices) depending on the embodiment of the device.

Примером таких механизмов являются:An example of such mechanisms are:

- устройства имитации мимики,- facial imitation devices,

- устройства движения конечностей (хвоста, ушей и т.д.),- devices for the movement of limbs (tail, ears, etc.),

- лампочки или светодиоды,- light bulbs or LEDs,

- колеса для перемещения устройства,- wheels for moving the device,

- другие устройства передвижения,- other mobility devices,

- механические конечности.- mechanical limbs.

Во многих таких игрушках может быть востребована: связь между устройствами, измерение расстояния между ними, обнаружение предметов поблизости. Это становится особенно актуально для игрушек, способных к передвижению.In many such toys, it may be in demand: communication between devices, measuring the distance between them, detecting objects nearby. This becomes especially true for toys that are capable of movement.

Предпочтительное воплощение содержит записи звуковых фрагментов (в первую очередь слов) в памяти микрокомпьютера и воспроизводящее устройство, которое по команде микрокомпьютера воспроизводит соответствующий звук. Возможен синтез звуков периферийным устройством (звуковым синтезатором).The preferred embodiment comprises recording sound fragments (primarily words) in the memory of the microcomputer and a reproducing device that, upon command of the microcomputer, reproduces the corresponding sound. Sound synthesis is possible with a peripheral device (sound synthesizer).

Выбор воспроизводимого звука осуществляют микрокомпьютером с учетом:The choice of reproducible sound is carried out by a microcomputer, taking into account:

- показаний датчиков,- sensor readings,

- информации, поступившей от других устройств по радиоканалу связи, и- information received from other devices over the radio channel, and

- внутреннего состояния, хранимого в памяти и определяемого предысторией, то есть ранее поступившей информацией и ранее предпринятыми действиями.- the internal state stored in the memory and determined by the background, that is, previously received information and previously taken actions.

Предлагаемое устройство промышленно применимо, поскольку может быть изготовлено промышленным способом на одном кристалле, что дополнительно предполагает высокую автоматизацию его производства, а значит - низкую стоимость.The proposed device is industrially applicable, since it can be manufactured industrially on a single crystal, which additionally assumes high automation of its production, which means low cost.

ЛитератураLiterature

1. И.Шахнович «Сверхширокополосная связь. Второе рождение?» Электроника НТБ 4/2001.1. I. Shakhnovich “Ultra-wideband communication. Rebirth? ”Electronics NTB 4/2001.

Claims (7)

1. Интерактивная беспроводная игрушка, содержащая электронный блок управления, выполненный с возможностью
определения движения на заданном расстоянии от указанной игрушки,
определения расстояния до другой подобной игрушки,
приема и передачи информации,
отличающаяся тем, что указанный электронный блок управления реализует указанные возможности за счет использования приемопередатчика несинусоидальных сверхширокополосных радиосигналов.
1. An interactive wireless toy comprising an electronic control unit configured to
determination of movement at a given distance from the specified toy,
determining the distance to another similar toy,
receiving and transmitting information,
characterized in that said electronic control unit implements these capabilities through the use of a transceiver of non-sinusoidal ultra-wideband radio signals.
2. Игрушка по п.1, отличающаяся тем, что указанный приемопередатчик использует один генератор импульсов.2. The toy according to claim 1, characterized in that said transceiver uses a single pulse generator. 3. Игрушка по п.1, отличающаяся тем, что указанный приемопередатчик использует одну антенну.3. The toy according to claim 1, characterized in that the specified transceiver uses a single antenna. 4. Игрушка по п.1, отличающаяся тем, что одни и те же импульсы используются для передачи информации и для обнаружения движения на принципах радиолокации.4. The toy according to claim 1, characterized in that the same pulses are used to transmit information and to detect movement on the principles of radar. 5. Игрушка по п.1, отличающаяся тем, что указанный приемопередатчик реализован на одном полупроводниковом кристалле.5. The toy according to claim 1, characterized in that said transceiver is implemented on a single semiconductor chip. 6. Игрушка по п.1, отличающаяся тем, что указанный приемопередатчик реализован с использованием фазированной антенной решетки для определения направления на другую подобную игрушку и/или направления на произвольный движущийся объект в зоне действия радара.6. The toy according to claim 1, characterized in that said transceiver is implemented using a phased antenna array to determine a direction to another similar toy and / or direction to an arbitrary moving object in the radar coverage area. 7. Игрушка по п.1, отличающаяся тем, что указанный электронный блок управления выполнен с возможностью менять функциональное состояние и/или алгоритмический сценарий поведения игрушки в зависимости от измеренного расстояния до другой подобной игрушки и/или полученной от другой игрушки информации. 7. The toy according to claim 1, characterized in that the electronic control unit is configured to change the functional state and / or algorithmic behavior scenario of the toy depending on the measured distance to another similar toy and / or information received from another toy.
RU2009108972/12A 2009-03-13 2009-03-13 Wireless interactive toy with electronic control unit RU2458722C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009108972/12A RU2458722C2 (en) 2009-03-13 2009-03-13 Wireless interactive toy with electronic control unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009108972/12A RU2458722C2 (en) 2009-03-13 2009-03-13 Wireless interactive toy with electronic control unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009108972A RU2009108972A (en) 2010-09-20
RU2458722C2 true RU2458722C2 (en) 2012-08-20

Family

ID=42938797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009108972/12A RU2458722C2 (en) 2009-03-13 2009-03-13 Wireless interactive toy with electronic control unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458722C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016032835A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 Krolewski Jaroslaw Interactive smart doll

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104815445B (en) * 2014-01-22 2017-12-12 广东奥飞动漫文化股份有限公司 A kind of induction control system of electric toy car

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2428220A1 (en) * 1973-06-12 1975-01-09 Marvin Glass & Associates REMOTE CONTROLLED TOY ARRANGEMENT
US6089942A (en) * 1998-04-09 2000-07-18 Thinking Technology, Inc. Interactive toys
JP2003101469A (en) * 2001-09-21 2003-04-04 Sony Corp Radio communication equipment, radio communication system, communication control method and communication control program
US6742188B1 (en) * 1997-02-04 2004-05-25 Microsoft Corporation Method and system for encoding data in the horizontal overscan portion of a video signal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2428220A1 (en) * 1973-06-12 1975-01-09 Marvin Glass & Associates REMOTE CONTROLLED TOY ARRANGEMENT
US6742188B1 (en) * 1997-02-04 2004-05-25 Microsoft Corporation Method and system for encoding data in the horizontal overscan portion of a video signal
US6089942A (en) * 1998-04-09 2000-07-18 Thinking Technology, Inc. Interactive toys
JP2003101469A (en) * 2001-09-21 2003-04-04 Sony Corp Radio communication equipment, radio communication system, communication control method and communication control program

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016032835A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 Krolewski Jaroslaw Interactive smart doll

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009108972A (en) 2010-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11442550B2 (en) Methods for gesture recognition and control
US6773322B2 (en) Programmable assembly toy
US6290566B1 (en) Interactive talking toy
US6110000A (en) Doll set with unidirectional infrared communication for simulating conversation
Eady Hands-on ZigBee: Implementing 802.15. 4 with microcontrollers
KR101409914B1 (en) Portable computing device including a three-dimensional touch screen
US6206745B1 (en) Programmable assembly toy
CN110992974A (en) Speech recognition method, apparatus, device and computer readable storage medium
CN104115118A (en) Gesture detection based on information from multiple types of sensors
JP2000500376A (en) Eye ▲ top * ▼ Doll
CN102707797A (en) Controlling electronic devices in a multimedia system through a natural user interface
WO2002045916A1 (en) Robot device, method for controlling motion of robot device, and system for controlling motion of robot device
KR20230169969A (en) Manual positioning by radio frequency sensitive labels
US11660548B2 (en) Identification carrier for a toy for reproducing music or an audio story
RU2458722C2 (en) Wireless interactive toy with electronic control unit
WO2020062922A1 (en) Sound effect processing method and related product
CN201435143Y (en) Remote control device
CN106415302A (en) Adaptive transmitter cluster area for ultrasonic locationing system
WO2020093278A1 (en) Multi-antenna based gesture recognition method and device
CN110164443A (en) Method of speech processing, device and electronic equipment for electronic equipment
CN112731817B (en) Control device and method for household appliance and mobile communication device
CN109672465B (en) Method, equipment and system for adjusting antenna gain
US20240155303A1 (en) Acoustic configuration based on radio frequency sensing
WO2019043716A1 (en) Methods, units and systems for rendering data streams
KR101390124B1 (en) Method for providing study function by speech recognition based on bluetooth, and system for implementing study function by speech recognition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130314