[發明專利]一種基于物件身份RFID識別的交互式玩具

有效

• 申請號: 201210230538.2
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN102799847A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 冼楓;肖文鵬;關琰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00;A63H33/26
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

技術領域

本發明涉及一種新型交互式玩具，尤其是能識別現實物體精確身份信息的互動玩具。

背景技術

目前，市場上常見的具有互動效果的玩具多為內置芯片，通過簡單的輸入（如按鈕、開關）和輸出（如語音、燈光等）方式實現使用者與玩具之間的互動交流。受功能所限，此類玩具只能提供相對單一的敘事內容或交互情境，無法以非線性、多分支的敘事手段與玩者互動，無法為用戶提供更豐富的交互內容，更無法無限制地更新和擴展新的敘事內容。此外，這些產品除提供了簡單的教育和娛樂功能之外，對培養孩子的動手能力、想象力和創造力方面沒有太多幫助。

發明內容

本發明的特征在于，含有一組互動臺布，一個模型組，一個RFID射頻標識讀卡器，一個語音播放模塊，一個多媒體數據傳輸模塊和一個中央處理器，其中：

一組互動臺布，表面印有不同的圖形、場景和直角坐標系，坐標原點設在互動臺布的左下角，并且在每一塊互動臺布的底面標識有不同的射頻標識編碼，

一個模型組，由多個不同的玩具模型組成，在每個玩具模型的底面上標識有不同的射頻標識編碼，

所述的RFID射頻標識讀卡器，語音播放模塊，多媒體數據傳輸模塊，和中央處理器都放在一個外殼中，這個外殼稱為故事板，所述的互動臺布和玩具模型底面與故事板的上表面接觸，其中：

RFID射頻標識讀卡器，實時讀出各個所述的玩具模型底面的射頻標識編碼和各個互動臺布底面的射頻標識編碼，

語音播放模塊，由數模轉換芯片MCP4901和語音功放芯片LM386串聯構成，

多媒體數據傳輸模塊，是一個SD&MMC芯片，

中央處理器，是一個ATMEGA8芯片，引腳（TXD）PD1通過一個電阻和所述的射頻讀卡器的RX端相連，引腳（RXD）PD0通過另外一個電阻和所述的射頻讀卡器的TX端相連，所述ATMEGA8芯片引腳（SCK）PB5和所述SD&MMC芯片的SCLK引腳通過一個電阻相連，所述ATMEGA8芯片引腳（MOSI）PB3經過另外一個電阻和所述SD&MMC芯片的數據輸入端引腳2相連，所述ATMEGA8芯片引腳（MISO）PB4直接與所述SD&MMC芯片的數據輸出端引腳7相連，所述ATMEGA8芯片引腳（ADC5）PC5與所述數模轉換芯片MCP4901的引腳2相連，所述ATMEGA8芯片引腳（ADC4）PC4與所述數模轉換芯片MCP4901的引腳3相連，所述ATMEGA8芯片引腳（ADC3）PC3與所述數模轉換芯片MCP4901的引腳4相連，所述ATMEGA8芯片引腳（ADC2）PC2與所述數模轉換芯片MCP4901的引腳5相連，所述ATMEGA8芯片內設有一個雙輸入單輸出的映射表，所謂雙輸入是指每個所述玩具模型的射頻標識編碼和每塊互動臺布的射頻標識編碼，輸出的是由這兩個編碼依次串聯而成的合成編碼，該合成編碼所映射的圖像存儲在所述多媒體數據傳輸模塊SD&MMC芯片中，所述ATMEGA8芯片還設有有線輸出接口USB或RS232，無線輸出接口WIFI或藍牙接口，以便將所述多媒體數據傳輸模塊SD&MMC芯片中存儲的所述映射圖像數據輸出到外接計算機上，所述的ATMEGA8芯片還設有外接電源輸入端引腳7。

在所述的故事板內還設有一個LED顯示屏，該LED顯示屏的輸入端通過一個LED插件和所述ATMEGA8芯片相連。

本發明的有益效果是，結構簡單、安全易用，虛擬敘事情境與現實玩偶模型深度結合，互動效果自然友好，內容豐富且擴展性強。

附圖說明

圖1，本發明的電路框圖。

圖2，中央處理器的電路原理圖。

圖3，多媒體數據傳輸模塊的電路原理圖。

圖4，語音播放模塊的電路原理圖。

圖5，本發明的安裝圖：1是故事板，2是互動臺布，3是玩具模型組，4是外接計算機，5是支撐臺。

具體實施方式

本發明提供一種新型的、能將敘事內容與現實物體深度結合的互動玩具，該玩具是一個套裝，由“故事板”、“互動臺布”以及玩偶模型組構成。該玩具套裝能以非線性、多分支的方式與使用者進行互動交流，能精確地區分出敘事過程中所涉及的各種物件、事件以及角色的身份，能借助家用電腦或互聯網以多媒體方式展現虛擬情境和敘事內容，還能通過所述的雙輸入單輸出映射表對敘事內容和情境、以及用于操作的玩偶實物模型進行擴展。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：將一種可識別物件身份信息的RFID射頻標識讀卡器、一個多媒體數據存儲模塊，一個用于控制的微控制芯片、一個聲音播放模塊，以及一塊小型LED屏幕（用于顯示故事畫面，屬于可選部件）封裝在一個具有專門造型的外殼中，在整個玩具套裝中，我們稱這個外殼為“故事板”。故事板的造型可以有很多種形態，并且還可以通過有線（如USB或RS232串口等）或者無線（如Wifi、藍牙等）的方式與電腦連接；玩具套裝中同時還提供一組互動臺布（可覆蓋或套用在故事板表面的紙質、布制印刷品或硬質外殼模型等，表面印有不同的圖形和場景）以及一組玩偶模型。當故事板與電腦進行連接時，可對故事板中存儲的多媒體數據（即故事內容）進行更新，不同的故事內容數據對應不同的互動臺布和玩偶模型組，因此實現了故事內容和現實玩偶模型（組）的無限擴展，所輸出的映射圖像僅和兩個輸入的射頻識別編碼有關，而和這兩個射頻識別編碼所代表的實物的圖像無關。