一种基于分压原理的智能电子棋盘制造技术

为了使传统围棋对弈更加方便、快捷。本发明专利技术应用windows操作系统设计了一种基于分压原理的行列扫描电路式智能电子棋盘，其组成包括：硬件棋盘模块、信息采集与传输模块、上位机中对弈处理模块三个部分。通过行列扫描棋盘电路扫描得到对弈棋局信息，经过信息采集模块传递信息到上位机中，通过VC程序编译在上位机中完成棋局显示、双方棋手用时记录、目数统计、棋子数统计、胜负判定功能。并且附带模式切换，可以选择五子棋和围棋两个模式，上位机(PC)中分别有两种模式的胜负判断算法。本发明专利技术设计简单，其基于分压原理的棋盘扫描电路不仅能够稳定采集棋盘信息，还极大的降低了电子棋盘生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分压原理的智能电子棋盘
：本专利技术涉及电子
，尤其是一种自动识别棋子的黑白、对弈棋局记忆并存储、实现落子计时和实时显示功能,自动统计目数、自动判断胜负,同时还能支持五子棋模式的多功能的智能电子棋盘。
技术介绍
：(1)目前,电子围棋主要是电脑网络围棋游戏,或者手机APP软件围棋游戏。两种围棋棋盘都没有与传统的围棋对弈有效的结合起来,用户只能通过鼠标或者触摸屏点击落子。这些游戏与真实的围棋相比，缺少了人们亲手执子的乐趣。而使用普通的棋盘，对于胜负的判断又较为繁琐，并且对于对弈的过程无法做到还原。电子棋盘的使用可以综合围棋游戏和普通棋盘的优点，既能够让人们体验亲手执子的快感，又能够实现对弈结果的直接判断，并且可以做到对弈过程的复现，方便人们游戏结束后的总结提升。(2)目前许多国际围棋比赛，比赛的计时，棋谱的记录依然是手动计时切换，依然是人工记录棋谱，人工用笔画出棋局信息。这种计时、记录方式，双方对弈围棋手走完一步棋，就要按下棋盘旁边的计时切换装置的按钮一次，并且旁边的棋谱记录人也要在对弈棋手旁随时关注比赛，随时记录棋局，记录下子次数和位置，这不仅使棋手的注意力不够专注，而且还浪费了对弈双方的考虑时间，本来围棋对弈就有时间限制，这样就能给下围棋带来了麻烦。这些围棋现状在今天这高科技时代显得十分繁琐。(3)智能电子围棋棋盘，在棋盘上安装了棋子检测装置，能够识别对弈双方的棋子并采集到棋局对弈信息，从而在完成棋局的上位机显示的同时，也能完成自动计时功能，自动记录棋局功能。棋局的记录功能可以方便棋手在比赛后回顾本次比赛，通过总结分析提升自己的对弈水平。通过PC端的程序编译,经过相应的算法分析计算,可以直接得到棋局对弈信息,从而电脑直接判断棋手双方胜负。目前有一种智能电子围棋的棋盘，在围棋棋盘的每个格点都镶嵌入霍尔元件，作为检测信息装置，黑白棋子内镶嵌了磁铁，并且黑白棋磁性相反。这样，在落入不同棋子后，霍尔元件都能检测到不同的信号，从而采集到了对弈信息，通过上位机编程实现了显示、分析等功能。这种电子围棋辨识度较高，但是它的造价比较高。另一种电子围棋棋盘，它的原理是在棋盘上用真实的发光二极管来代替黑子、白子两种围棋棋子，虽然简陋，但是很直观。通过单片机编程控制某个发光二极管亮什么颜色的光，从而代替围棋显示。这种方式克服了传统围棋不便之处，对弈的过程通过单片机的操作记录到了内存中。但是过于简单也是它的缺点，只能把棋子显示成颜色不同的二极管，不够美观，满足不了公共需求。还有一种电子触摸屏式的电子围棋装置，触摸屏处理器一体，安设有微型计算机处理系统，盘面上嵌装有触摸式棋盘面板，触摸式棋盘面板的一侧边上嵌装有触摸屏控制面板。这种结构的电子触摸屏式电子围棋棋盘，十分符合人们的下棋习惯，它的操作十分方便。但是它的造价比基于磁感应的棋盘还要高出许多。(4)本专利技术应用矩阵电路作为棋盘，运用数据采集卡完成棋局信息采集和传输，解决了电子围棋棋盘造价高昂的问题。并且提供了多种功能，使对弈更加简单方便。
技术实现思路
：本专利技术克服现有电子棋盘功能和棋类模式单一，操作复杂，无法满足灵活、方便、快捷的要求,无法自动记时提醒以及不能自动存储记录棋局的弊端。创新的结合了虚拟围棋游戏与传统围棋棋盘的优点，采用了更为稳定、造价更为低廉的棋盘信息采集方式：矩阵键盘行列扫描式。一种基于分压原理的智能电子棋盘，其特征为在于，包括硬件棋盘模块、信息采集与传输模块、上位机中对弈处理模块三个部分；所述硬件棋盘模块包括棋盘底层电路、木制棋盘外壳、特制黑白棋子；其中所述棋盘底层电路，由19列I\O扫描和19行AD采集组成；其每一列通过光电耦合器由数据采集卡I/O口控制通断，上接5伏电压源；其每一行连接数据采集卡AD口，实时采集电压值，每一行尾部连接一个分压电阻然后接公共地；其中所述木制棋盘外壳，包含横竖19×19共361个下棋点，每个下棋点对应棋盘底层电路的一个节点，木制棋盘表面每个下棋点都留有接口部分，与棋子契合，棋子放置在上面后自动接通底层电路；其中所述特制黑白棋子，内部镶嵌入电阻，黑白子阻值不同，棋子下部有凸出部分，与棋盘上的下棋点契合，棋子放置在着棋点上，自动把棋子内电阻接入底层电路；所述信息采集与传输模块，用于连接上位机与硬件棋盘，向硬件棋盘模块输出命令和从硬件棋盘模块采集数据；核心采用数据采集卡，其I\O口连接棋盘底层电路每一列，其AD口连接棋盘底层电路每一行，通过USB口与上位机通信；所述对弈处理模块，位于上位机中，包括数据存储和数据处理，具有五子棋/围棋功能切换、对弈显示、时间记录、目数统计、胜负判断功能。所述每一个棋子摆放位置前串进一个二极管，使电路只能单方向导通。有益效果：本专利技术的电子围棋棋盘的，它的检测棋子的原理简单高效，较之磁感应棋盘需要一套361个传感器，制造工序简单，造价低。本专利技术提供的信息采集方式是应用信息采集卡，稳定高效。本专利技术上位机中编译的软件结构明了，功能丰富。综上所述,与现有的电子围棋产品相比,由于本专利技术提供的电子围棋棋盘设计简单、成本低，软件编写功能更丰富，所以更加具有市场化优势。附图说明：图1为围棋坐标图；图2为软件界面图；图3为软件胜负判断界面图；图4为系统结构图；图5为矩阵键盘行列扫描电路；图6为棋子说明图；图7为时间记录算法流程图；图8为势力判断算法流程图。具体实施方案：下面结合附图及具体实施方式对本专利技术进行详细描述。本专利技术的外观与普通围棋棋盘一样。在数据处理时以左上为坐标原点(0，0)，向右、向下坐标递加，右下角为(19，19)，如图1所示。上位机上软件界面如图2所示，在没有连接外部棋盘时可以通过鼠标进行下棋操作，连接上外部棋盘并且点击“开始”按钮可以进行实物对弈。对弈终了点击“结束”按钮，进入胜负判断界面如图3所示，系统会给出双方目数、最终胜负结果等。棋盘和上位机通过USB连接。本专利技术，设计了系统的整体技术方案，如图4所示：设计电压采集矩阵棋盘，应用数据采集卡，从矩阵棋盘得到棋子信息，在个人电脑上通过msvc来进行棋规分析与目数统计算法的编辑。其主要功能有实时显示、自动计时、目数统计、胜负判断等。其中，电压采集矩阵棋盘，其基础电路如图5所示。数据采集卡的I/O口连接19个光电耦合器的控制回路，光电耦合器型号为4N29。光电耦合器的作用是隔离I/O控制信号和外部电压。外部电压为5伏，外部电压连接光耦的被控回路，被控回路即是19×19矩阵键盘电路。为了防止寄生回路的产生影响采集电压的稳定，在矩阵键盘中每一个按键端口中接入一个肖特基二极管。该矩阵键盘电路每一行末端连接一个分压电阻，每一列首端连接在信息采集卡的19路AD口中。通过数据采集卡的I/O口控制19个光耦循环通断，从而控制循环给19列5V电压。当内嵌入电阻的棋子落在线路交叉点时，线路接通，扫描的行、列的端口号就是棋子的位置。黑白棋子下面镶嵌入不同阻值电阻，且阻值相差较大。纵行接了A/D口，通过测量棋子与分压电阻之间的电压，利用不同阻值棋子分压的不同，就能判断出棋子的黑白。黑棋子内镶嵌的电阻阻值为110K欧姆，白棋子内镶嵌的电阻阻值为1K欧姆，分压电阻5K欧姆。通过扫描循环给予电压5V。黑子110K欧姆，与分压电阻5K欧姆分压，测得电压值0.4V左本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分压原理的智能电子棋盘，其特征为在于，包括硬件棋盘模块、信息采集与传输模块、上位机中对弈处理模块三个部分；所述硬件棋盘模块包括棋盘底层电路、木制棋盘外壳、特制黑白棋子；其中所述棋盘底层电路，由19列I\O扫描和19行AD采集组成；其每一列通过光电耦合器由数据采集卡I/O口控制通断，上接5伏电压源；其每一行连接数据采集卡AD口，实时采集电压值，每一行尾部连接一个分压电阻然后接公共地；其中所述木制棋盘外壳，包含横竖19×19共361个下棋点，每个下棋点对应棋盘底层电路的一个节点，木制棋盘表面每个下棋点都留有接口部分，与棋子契合，棋子放置在上面后自动接通底层电路；其中所述特制黑白棋子，内部镶嵌入电阻，黑白子阻值不同，棋子下部有凸出部分，与棋盘上的下棋点契合，棋子放置在着棋点上，自动把棋子内电阻接入底层电路；所述信息采集与传输模块，用于连接上位机与硬件棋盘，向硬件棋盘模块输出命令和从硬件棋盘模块采集数据；核心采用数据采集卡，其I\O口连接棋盘底层电路每一列，其AD口连接棋盘底层电路每一行，通过USB口与上位机通信；所述对弈处理模块，位于上位机中，包括数据存储和数据处理，具有五子棋/围棋功能切换、对弈显示、时间记录、目数统计、胜负判断功能。...

【技术特征摘要】
1.一种基于分压原理的智能电子棋盘，其特征为在于，包括硬件棋盘模块、信息采集与传输模块、上位机中对弈处理模块三个部分；所述硬件棋盘模块包括棋盘底层电路、木制棋盘外壳、特制黑白棋子；其中所述棋盘底层电路，由19列I\O扫描和19行AD采集组成；其每一列通过光电耦合器由数据采集卡I/O口控制通断，上接5伏电压源；其每一行连接数据采集卡AD口，实时采集电压值，每一行尾部连接一个分压电阻然后接公共地；其中所述木制棋盘外壳，包含横竖19×19共361个下棋点，每个下棋点对应棋盘底层电路的一个节点，木制棋盘表面每个下棋点都留有接口部分，与棋子契合，棋子放置在上面后自动接通底层电路；其中所述特制黑白棋...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋振，侯天晨，段绿辉，胡航玮，李梦蝶，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22