Периферийное устройство для проведения настольной игры с подключением к компьютеру



Периферийное устройство для проведения настольной игры с подключением к компьютеру
Периферийное устройство для проведения настольной игры с подключением к компьютеру

Владельцы патента RU 2594553:

Потапов Вячеслав Михайлович (RU)
Богданов Динар Рафаэльевич (RU)
Меликсетян Ваграм Меликсетович (RU)
Даринцев Олег Владимирович (RU)

Изобретение относится к периферийным устройствам для проведения шахматных, шашечных и других типов игр, предполагающих использование различных по цвету и(или) игровому функционалу фигур на игровых плоскостях с координатными сетками с проводным или беспроводным подключением к компьютеру, и может быть использовано при проведении электронных игр с компьютером, турниров с протоколированием результатов, реализации дистанционных форм обучения. Периферийное устройство содержит игровую доску с как минимум одной игровой поверхностью, разбитой на отдельные клетки, и игровые фигуры, оснащенные метками, содержащими уникальный идентификатор или цифровой код, записанный в соответствующих ячейках памяти метки. В корпусе игровой доски размещена одна или несколько печатных плат, на которой расположены антенны так, что они распределены под каждой клеткой, микроконтроллер, соединенный со специализированной микросхемой опроса меток, элемент питания, модуль беспроводной связи с компьютером или сервером, а на корпусе закреплена панель с индикаторами работы и разъемами для подключения зарядного устройства, съемных накопителей информации, компьютера, планшета, смартфона, шахматных часов или других регистраторов и кнопка включения устройства. Обеспечивает расширение функциональных возможностей игровых устройств за счет организации беспроводного обмена информации с возможностью долговременной автономной работы без внешних источников питания, быстрого опроса фигур, легкой адаптации к изменению протоколов обмена информацией, уменьшается время, необходимое для подготовки оборудования для проведения турниров с большим количеством участников, что снижает стоимость организации соревнований, упрощает организацию игры по сети, в том числе и через Интернет, и повышает занимательность проводимых с данным устройством игр. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к периферийным устройствам для проведения шахматных, шашечных и других типов игр, предполагающих использование различных по цвету и (или) игровому функционалу фигур на игровых плоскостях с координатными сетками с проводным или беспроводным подключением к компьютеру, и может быть использовано при проведении электронных игр с компьютером, турниров с протоколированием результатов, реализации дистанционных форм обучения.

Известно периферийное устройство для проведения шахматной игры с подключением к компьютеру, которое имеет шахматную доску, включающую корпус с шахматными клетками на игровой поверхности, на корпусе закреплена выходная часть USB-разъема, соединенная с USB-кабелем, в корпусе под каждой клеткой игровой поверхности размещен соответствующий датчик регистрации установки шахматной фигуры на шахматную клетку, соединенный через соответствующий преобразователь сигнала с выходной частью USB-разъема, в корпусе расположены контакты для источника постоянного напряжения, каждый преобразователь сигнала представляет собой генератор импульсов (см. патент РФ 2391127, кл. A63F 3/02, опубл. 10.06.2010).

Недостатками известного устройства являются его низкие функциональные возможности, обусловленные тем, что устройство способно распознавать только наличие фигуры в определенной клетке доски, для работы устройства требуется персональный компьютер, отсутствует возможность организации турниров с одновременным использованием большого количества игровых досок, узкая сфера применения: игры только шахматно-шашечного типа на стандартных досках.

Известен способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в транспондерах (СандипЛахири RFID. Руководство по внедрению = The RFID Sourcebook / Дудников С. -M.: Кудиц-Пресс, 2007. - 312 с., Клаус Финкенцеллер Справочник по RFID. - M.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2008. - 496 с.). Для чтения информации с транспондеров используются мобильные или стационарные считыватели, состоящие из антенны, конструкция и характеристики которой зависят от диапазона частот, и специализированной микросхемы, осуществляющей генерацию частотного сигнала, активирующего транспондер, с последующим приемом и обработкой сигнала от транспондера. Принятая микросхемой информация, содержащая уникальный код транспондера и, по необходимости, данные, записанные в блок памяти транспондера, передаются далее для их компьютерной обработки.

Недостатками этого способа идентификации объектов являются низкие функциональные возможности, заключающиеся в отсутствие возможности определения координат объекта в пространстве без использования дополнительных механических или координатных устройств, сложность организации и настройки распределенных в пространстве систем опроса транспондеров.

Наиболее близкий к заявленному изобретению аналог описан в патенте США № 6168158 В1 (опубл. 02.01.2001). Это устройство для определения игровых фигур на доске, в котором имеется игровая доска, разбитая на отдельные клетки, и игровые фигуры различного типа, которые могут размещаться в этих клетках, например шахматы и шахматная доска, клетки представлены в виде ортогональной матрицы из столбцов и строк. Для определения типа в каждую фигуру в зависимости от ее игровой функции и цвета интегрирован колебательный контур с определенной резонансной частотой. Устройство проводит сканирование всей игровой поверхности или ее части путем опроса с заданной последовательностью всех антенн приема-передачи, расположенных под каждой игровой клеткой внутри корпуса устройства. В результате опроса антенн устанавливаются тип фигур и их расположение (координаты) на игровой плоскости, формируется пакет данных, отражающих игровую ситуацию, который затем передается по цифровым каналам персональному компьютеру в случае одиночной игры или серверу в случае проведения турниров. Для проведения шахматных соревнований по специализированным правилам, связанным со спецификой отсчета времени игры, в устройстве предусмотрено подключение специализированных шахматных часов.

Недостатками данного устройства являются его низкие быстродействие, помехозащищенность и ремонтопригодность, обусловленные тем, что данное устройство использует аналоговый сигнал (резонансная частота) для передачи информации о типе фигуры. Также к недостаткам можно отнести его узкую специализацию, так как данный способ ориентирован только на игры шахматного типа. Существенными недостатками также являются необходимость во внешнем блоке питания и проводная передача информации, что затрудняет подготовку, организацию и проведение турниров с использованием подобных устройств.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является расширение функциональных возможностей устройства, повышение быстродействия, надежности, достоверности передаваемой (получаемой) информации, ремонтопригодности и автономности за счет использования беспроводных цифровых технологий передачи данных, встроенных элементов питания с поддержкой различных способов их заряда, применения электронных компонентов с высокой степенью интеграции, а также способа использования приемо-передающих устройств, образующих сенсорную поверхность.

Указанный технический результат достигается устройством для проведения настольной игры с подключением к компьютеру, содержащим игровую доску с как минимум одной игровой поверхностью, разбитой на отдельные клетки, и игровые фигуры, оснащенные метками, содержащими уникальный идентификатор или цифровой код, записанный в соответствующих ячейках памяти метки, причем в корпусе игровой доски размещена как минимум одна печатная плата, на которой расположены антенны так, что они распределены под каждой клеткой, микроконтроллер, соединенный со специализированной микросхемой опроса меток, элемент питания, модуль беспроводной связи с компьютером или сервером, а на корпусе закреплена панель с индикаторами работы и разъемами для подключения зарядного устройства, съемных накопителей информации, компьютера, планшета, смартфона, шахматных часов или других регистраторов и кнопка включения устройства.

Согласно изобретению игровая поверхность выполнена в виде гибкой пластины или складывающейся поверхности.

Согласно изобретению игровая поверхность содержит интегрированные средства отображения информации и управления процессом игры, например шахматные часы.

Согласно изобретению снаружи на боковой поверхности корпуса прикреплены карманы для размещения игровых фигур.

Согласно изобретению на игровой или боковых поверхностях игровой доски интегрированы преобразователи для генерации электрической энергии на известных принципах, например солнечные панели или беспроводные зарядные устройства, используемые для подзарядки элементов питания.

Согласно изобретению игровое поле составлено из нескольких игровых поверхностей, образующих трехмерное игровое поле.

Согласно изобретению игровые фигуры оснащены несколькими метками, разделенными экранами, для учета в игре их ориентации в пространстве.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на фиг. 1 показана конструкция устройства на примере реализации игры в шахматы. На фиг. 2 показана шахматная фигура с интегрированной в нее меткой, где в качестве метки использован RFID транспондер. На фиг. 3 показана принципиальная схема опроса антенн с использованием специализированных микросхем и микроконтроллера.

На чертежах обозначены: шахматная доска 1, шахматные клетки 2 на игровой поверхности, шахматные фигуры 3 с интегрированными транспондерами 4 (метками), печатная плата 5 с антеннами 6 и специализированными микросхемами 7 опроса фигур 3, планка 8 с отверстиями под интерфейсные и коммуникационные разъемы, закрепленная на боковой поверхности корпуса доски, элемент питания 9, установленный в полом корпусе.

Форма и размер антенн 6, расположенных на плате 5, зависят от типа применяемых транспондеров, размеров и формы игровых клеток, требуемой дальности обнаружения фигур, а также чувствительности - дальности обнаружения меток. Для увеличения быстродействия и уменьшения энергопотребления антенны могут быть объединены в блоки таким образом, чтобы длина, электрические и волновые характеристики соединительных элементов платы были идентичны. Для каждого блока или даже отдельной антенны используется специализированная микросхема 7 (фиг. 3), которая активирует транспондер, находящийся в зоне действия антенны, и считывает информацию с него. Если к микросхеме 7 подключается блок антенн, то активация производится через коммутирующее устройство - мультиплексор 10, в каждый момент времени в этом случае производится опрос одной из антенн 6 блока. Реализацию алгоритма опроса антенн (по строкам, по столбцам или иной способ опроса) выполняет микроконтроллер 11, который генерирует соответствующие команды для специализированной микросхемы 7, сигналы активации мультиплексоров 10, также микроконтроллер 11 принимает, обрабатывает и хранит информацию, полученную с меток, установленных в фигурах 3. Также микроконтроллер 11, если он не обладает необходимыми коммуникационными возможностями, может быть соединен со специализированным блоком 12, реализующим требуемый формат беспроводной или проводной связи с персональным компьютером, игровым сервером или сетевым шлюзом.

В качестве специализированной микросхемы 7 может быть использована микросхема MFRC522 фирмы NXP Semiconductors, микроконтроллер 11 может быть реализован на базе микросхемы C8051F340-GQR фирмы Silicon Laboratories.

Функционирование периферийного устройства для проведения игр осуществляется следующим образом (рассматривается на примере игры в шахматы).

Перед проведением игры в шахматы шахматную доску 1 с шахматными клетками 2 на игровой поверхности подключают к питанию от встроенного элемента питания или внешнего источника питания, при этом активируется беспроводная связь или проводное соединение с персональным компьютером. Расставляются фигуры 3 для игры в шахматы с установленными в них метками 4 (транспондерами RFID). Встроенный микроконтроллер 11, проведя сканирование игровой поверхности путем опроса с заданной последовательностью антенн 6, формирует пакет информации о расположении фигур на доске, осуществляет их идентификацию по уникальным номерам меток или по массивам данных, содержащихся в области памяти метки, определив номера антенн 6, получивших отклик. Если это начальная позиция игры в шахматы, то микроконтроллер 11 отправляет на центральный или подсоединенный компьютер сигнал о готовности устройства к игре; в том случае, если игра продолжается, то сигнал о готовности к игре формируется после выполнения сравнения текущего состояния игровой ситуации и сохраненной копии протокола игры. Микроконтроллер постоянно сканирует игровую поверхность и определяет изменение положения фигур путем сравнения полученной информации с ранее сохраненным в памяти положением фигур (при старте игры сравнивается с исходной расстановкой фигур). Изменение положения фигур на игровой поверхности, подтверждаемое сигналом фиксации сделанного хода с шахматных часов, например, генерируемым нажатием игроком соответствующей клавиши (кнопки), записывается в протокол игры в памяти микроконтроллера как очередной ход с фиксацией времени его выполнения, новая запись в протоколе передается на персональный компьютер или сервер в виде информационного пакета по соответствующему протоколу передачи данных. Полученная компьютером или сервером информация обрабатывается в соответствии с заданным алгоритмом, реализующим требуемый формат проведения соревнований или персональной игры, выполненным в виде специализированного программного обеспечения.

При этом ходы запоминаются в памяти персонального компьютера или сервера, а на экране монитора или проекционных устройствах отображается текущая стадия шахматной игры, выводится протокол игры и текущее время. При организации соревнований по шахматам с использованием данного устройства используются специальные технические средства, состав и количество которых должны обеспечивать бесперебойную, бесконфликтную передачу информации от оконечных устройств к серверу с требуемой скоростью.

Использование данного изобретения расширяет функциональные возможности игровых устройств за счет организации беспроводного обмена информации с возможностью долговременной автономной работы без внешних источников питания, быстрого опроса фигур, легкой адаптации к изменению протоколов обмена информацией, уменьшает время, необходимое для подготовки оборудования для проведения турниров с большим количеством участников, что снижает стоимость организации соревнований, упрощает организацию игры по сети, в том числе и через Интернет, и повышает занимательность проводимых с данным устройством игр.

1. Периферийное устройство для проведения настольной игры с подключением к компьютеру, содержащее игровую доску с как минимум одной игровой поверхностью, разбитой на отдельные клетки, и игровые фигуры, оснащенные метками, содержащими уникальный идентификатор или цифровой код, записанный в соответствующих ячейках памяти метки, причем в корпусе игровой доски размещена одна или несколько печатных плат, на которой расположены антенны так, что они распределены под каждой клеткой, микроконтроллер, соединенный со специализированной микросхемой опроса меток, элемент питания, модуль беспроводной связи с компьютером или сервером, а на корпусе закреплена панель с индикаторами работы и разъемами для подключения зарядного устройства, съемных накопителей информации, компьютера, планшета, смартфона, шахматных часов или других регистраторов и кнопка включения устройства.

2. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что игровая поверхность выполнена в виде гибкой пластины или складывающейся поверхности.

3. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что игровая поверхность содержит интегрированные средства отображения информации и управления процессом игры, например шахматные часы.

4. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что снаружи на боковой поверхности корпуса прикреплены карманы для размещения игровых фигур.

5. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что на игровой или боковых поверхностях игровой доски интегрированы преобразователи для генерации электрической энергии на известных принципах, например солнечные панели или беспроводные зарядные устройства, используемые для подзарядки элементов питания.

6. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что игровое поле составлено из нескольких игровых поверхностей, образующих трехмерное игровое поле.

7. Периферийное устройство по п. 1, отличающееся тем, что игровые фигуры оснащены несколькими метками, разделенными экранами, для учета в игре их ориентации в пространстве.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к перемещению объекта по поверхности. Данное транспортирование заключается в том, что при определении положения объекта на поверхности могут быть задействованы непосредственно транспортные механизмы, перемещающие данный объект по поверхности, что дает сокращение числа холостых транспортных перемещений, поскольку управление выполняется непосредственно по результатам наблюдения за перемещением и сравнения их с заданной траекторией движения.

Изобретение относится к перемещению объекта по поверхности. Данное транспортирование заключается в том, что при определении положения объекта на поверхности могут быть задействованы непосредственно транспортные механизмы, перемещающие данный объект по поверхности, что дает сокращение числа холостых транспортных перемещений, поскольку управление выполняется непосредственно по результатам наблюдения за перемещением и сравнения их с заданной траекторией движения.

Изобретение относится к перемещению объекта по поверхности. Данное транспортирование заключается в том, что при определении положения объекта на поверхности могут быть задействованы непосредственно транспортные механизмы, перемещающие данный объект по поверхности, что дает сокращение числа холостых транспортных перемещений, поскольку управление выполняется непосредственно по результатам наблюдения за перемещением и сравнения их с заданной траекторией движения.

Данное изобретение относится к перемещению объекта по поверхности, например, игровой фигуры по игровому полю. Движитель объекта по поверхности, включающий: генератор изгибной волны для возбуждения волн изгиба в плоскости рабочей поверхности; устройство позиционирования объекта на поверхности и орган управления генератором изгибной волны таким образом, чтобы объект приближался к заданной позиции на поверхности на пиках волн изгиба, где орган управления предназначен для управления генератором изгибной волны, управляемым на основе правил управления синтезом волнового поля и исходя из результирующей составляющей смещения, проходящей по касательной к поверхности, поверхностных точек поверхности на пиках поверхностных волн, генерируемых генератором изгибной волны в поверхности таким образом, чтобы объект приближался по поверхности к заданной позиции на поверхности.

Изобретение относится к игровой доске, имеющей волнообразную рельефную конструкцию, сформированную из ряда возвышений и углублений, расположенных на равных расстояниях друг от друга, по меньшей мере, в двух различных направлениях.

Изобретение относится к настольным интеллектуальным играм на досках, а именно к шахматам «Аланским», которые предназначены для развлечения и развития логического и интуитивного мышления одновременно у четырех игроков, и могут найти применение для широкого круга любителей шахматных игр, в том числе для развития мыслительных способностей молодых любителей интеллектуальных игр.

Изобретение относится к робототехнике, а именно к манипуляторам с захватом и роботам для настольных игр. .

Изобретение относится к периферийным устройствам для проведения шахматной игры с подключением к компьютеру и может быть использовано при проведении электронных игр шахматно-шашечного типа с компьютером.

Изобретение относится к области игр на досках с небольшими игральными предметами, передвигаемыми как вручную, так и автоматически, используя электрические и механические средства. Роботизированные шахматы содержат механизм передвижения фигурок, систему определения положения фигурок на игровом поле и блок электроники, управляющий всеми органами устройства. При этом механизм является общим для всех фигурок и расположен под игровым полем, в связи с чем отсутствует необходимость помещать устройство питания и исполняющие механизмы внутрь фигурок, что является энергоэффективно. 7 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области настольных игр, в частности к доскам для игры в шашки. В предлагаемой доске каждый ряд составлен из четырех квадратов, каждый из которых развернут в плоскости доски вокруг своей проходящей через центр квадрата вертикальной оси на 45° так, что квадраты касаются друг друга углами, а каждый из рядов установлен вплотную друг к другу со смещением всех четных на размер, равный половине диагонали квадрата. Обеспечивается экономия материала, составление каждого ряда доски из четырех квадратов позволяет сохранить возможность размещения четырех шашек на одной линии (в каждом ряду), но при этом исключить свободные четыре квадрата как ненужные, не используемые во время игры в шашки, также обеспечивается возможность сохранить процесс перемещения шашек с поля на поле под углом к исходному ряду, как обусловлено правилами игры в шашки, и подготовить их для компактного соединения в одно целое - доску для игры в шашки. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для демонстрации шахматной игры и способам их работы. Электронная шахматная доска состоит из доски для игры в шахматы, по всему игровому полю которой распределена передающая катушка, которая имеет электромагнитную связь с приемными катушками, расположенными под каждым из игровых полей шахматной доски, соединенными с многоканальным аналоговым коммутатором и далее с усилительным каскадом, амплитудным детектором, генератором, аналого-цифровым преобразователем и микроЭВМ, имеющей двустороннюю связь с блоком связи с внешней ЭВМ, причем внутри каждой шахматной фигуры расположен колебательный контур на ферритовом сердечнике. Блок связи шахматной доски может быть выполнен проводным, и связь с внешней ЭВМ может быть осуществлена с помощью линии связи. Блок связи также может быть выполнен беспроводным, который осуществляет связь с внешней ЭВМ с помощью радиоканала множественного доступа. Способ работы электронной шахматной доски заключается в том, что передающая катушка излучает электромагнитные колебания одной из частот, общее количество которых определяется по числу типов игровых фигур, при этом в приемных катушках, являющихся частью колебательного контура, также возникают колебания, приемные катушки подключены к многоканальному аналоговому коммутатору, управляемому программой микроЭВМ, коммутатор работает таким образом, что в каждый момент времени к входу амплитудного детектора подключена только одна из приемных катушек, остальные приемные катушки замыкаются накоротко, причем резонансные частоты контуров, расположенных в шахматных фигурах, и частоты сканирования, излучаемые передающей катушкой, подобраны таким образом, что при наличии в поле приемной катушки соответствующего колебательного контура фигуры, содержащей указанный колебательный контур, наступает индукционный баланс, что приводит к резкому снижению амплитуды колебаний в приемной катушке; на выходе амплитудного детектора сигнал представляет собой уровень постоянного напряжения и преобразуется в цифровой вид в аналого-цифровом преобразователе, далее сигнал поступает на микроЭВМ, где определяется состояние поля - тип или отсутствие фигуры на данном поле, соответствующего приемной катушке, подключенной в данный момент времени, при этом анализируются параметры сигнала, процедура повторяется для каждой из приемных катушек на каждой частоте, после распознавания всех катушек информация о состоянии полей передаётся в блок связи и далее во внешнюю ЭВМ. Общее количество частот электромагнитных колебаний, излучаемых передающей катушкой, может составлять двенадцать. Технический результат – повышение достоверности определения положения шахматных фигур, особенно фигур, находящихся на краях или границах игровых полей, повышение скорости определения положения шахматных фигур и уменьшение технической задержки и, как следствие, повышение качества трансляции шахматной игры, особенно блиц-шахмат. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для демонстрации шахматной игры и способам их работы. Электронная шахматная доска состоит из доски для игры в шахматы, по всему игровому полю которой распределена передающая катушка, которая имеет электромагнитную связь с приемными катушками, расположенными под каждым из игровых полей шахматной доски, соединенными с многоканальным аналоговым коммутатором и далее с усилительным каскадом, амплитудным детектором, генератором, аналого-цифровым преобразователем и микроЭВМ, имеющей двустороннюю связь с блоком связи с внешней ЭВМ, причем внутри каждой шахматной фигуры расположен колебательный контур на ферритовом сердечнике. Блок связи шахматной доски может быть выполнен проводным, и связь с внешней ЭВМ может быть осуществлена с помощью линии связи. Блок связи также может быть выполнен беспроводным, который осуществляет связь с внешней ЭВМ с помощью радиоканала множественного доступа. Способ работы электронной шахматной доски заключается в том, что передающая катушка излучает электромагнитные колебания одной из частот, общее количество которых определяется по числу типов игровых фигур, при этом в приемных катушках, являющихся частью колебательного контура, также возникают колебания, приемные катушки подключены к многоканальному аналоговому коммутатору, управляемому программой микроЭВМ, коммутатор работает таким образом, что в каждый момент времени к входу амплитудного детектора подключена только одна из приемных катушек, остальные приемные катушки замыкаются накоротко, причем резонансные частоты контуров, расположенных в шахматных фигурах, и частоты сканирования, излучаемые передающей катушкой, подобраны таким образом, что при наличии в поле приемной катушки соответствующего колебательного контура фигуры, содержащей указанный колебательный контур, наступает индукционный баланс, что приводит к резкому снижению амплитуды колебаний в приемной катушке; на выходе амплитудного детектора сигнал представляет собой уровень постоянного напряжения и преобразуется в цифровой вид в аналого-цифровом преобразователе, далее сигнал поступает на микроЭВМ, где определяется состояние поля - тип или отсутствие фигуры на данном поле, соответствующего приемной катушке, подключенной в данный момент времени, при этом анализируются параметры сигнала, процедура повторяется для каждой из приемных катушек на каждой частоте, после распознавания всех катушек информация о состоянии полей передаётся в блок связи и далее во внешнюю ЭВМ. Общее количество частот электромагнитных колебаний, излучаемых передающей катушкой, может составлять двенадцать. Технический результат – повышение достоверности определения положения шахматных фигур, особенно фигур, находящихся на краях или границах игровых полей, повышение скорости определения положения шахматных фигур и уменьшение технической задержки и, как следствие, повышение качества трансляции шахматной игры, особенно блиц-шахмат. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-08-20 2016-08-20T02:00:32
Наверх