一種基于nfc近場通信的益智玩具的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及益智玩具領域，尤其涉及一種基于NFC近場通信的益智玩具，包括活動塊和底座，所述活動塊內設置有NFC標簽，所述NFC標簽內包含所述活動塊的身份信息，所述底座上設置有NFC天線和人機交互裝置，所述活動塊擺放在底座上時，所述NFC天線與NFC標簽近場通信連接，并通過人機交互裝置實現益智玩具的互動操作，本實用新型通過NFC標簽和NFC天線對益智玩具的組合位置數據進行讀取，將電氣功能植入益智玩具中，并通過人機互動裝置的配合，提高了益智玩具的互動性。
【專利說明】一種基于NFC近場通信的益智玩具
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及益智玩具領域，尤其涉及一種基于NFC近場通信的益智玩具。
【背景技術】
[0002]積木作為一種兒童玩具，對兒童的智力開發、空間思維訓練以及手眼協調能力培養有著很大的幫助，其以塑料或者木頭拼接的方式，成本較低，廣受歡迎。目前的市場上主要以無電氣功能的積木為主，也有些積木在連接處設置有電極，將積木搭好后置入電池可以完成一些聲光的控制，其缺點是這些積木缺乏生動的互動。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提出一種基于NFC近場通信的益智玩具，能夠提高益智玩具的互動性。
[0004]為達此目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]一種基于NFC近場通信的益智玩具，包括活動塊和底座，所述活動塊內設置有包含所述活動塊的身份信息的NFC標簽，所述底座上設置有NFC天線群和人機交互裝置，所述活動塊擺放在底座上時，所述NFC天線群與NFC標簽近場通信連接，并通過人機交互裝置實現益智玩具與用戶的互動操作。
[0006]其中，所述NFC天線群由若干個NFC天線組成NFC陣列，所述NFC天線均勻排列在底座上。
[0007]其中，所述底座上還設置有天線控制電路和選擇開關，用于逐個檢測所述NFC天線的識別區域內是否有活動塊，所述活動塊有一部分與所述識別區域重合時即可被所述NFC天線感應。
[0008]其中，所述天線控制電路還包括一個NFC閱讀器，所述選擇開關控制所述NFC天線逐個與NFC閱讀器相連接。
[0009]進一步地，所述天線控制電路還包括多個NFC閱讀器，所述NFC天線分組對應一個NFC閱讀器，所述選擇開關控制各組NFC天線逐個與對應的NFC閱讀器相連接。
[0010]其中，所述底座上還設置有CPU，用于讀取所述NFC標簽所對應的活動塊的身份信息及活動塊在底座上的位置信息，識別活動塊的擺放結果，將所述擺放結果通知人機交互裝置進行所述互動操作。
[0011]其中，所述NFC標簽內還包含用于區別不同NFC標簽的序列號，所述序列號與所述
NFC標簽——對應。
[0012]其中，所述底座上還設置有溝槽。
[0013]其中，所述活動塊為積木、拼圖或七巧板，所述人機交互裝置包括喇叭和/或屏眷。
[0014]本實用新型的有益效果為:一種基于NFC近場通信的益智玩具，包括活動塊和底座，所述活動塊內設置有NFC標簽，所述NFC標簽內包含所述活動塊的身份信息，所述底座上設置有NFC天線和人機交互裝置，所述活動塊擺放在底座上時，所述NFC天線與NFC標簽近場通信連接，并通過人機交互裝置實現益智玩具的互動操作，本實用新型通過NFC標簽和NFC天線對益智玩具的組合位置數據進行讀取，將電氣功能植入益智玩具中，并通過人機互動裝置的配合，提高了益智玩具的互動性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例一中的基于NFC近場通信的益智玩具結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例一中的人機交互裝置結構示意圖；
[0017]圖3是本實用新型實施例一中益智玩具互動操作步驟示意圖；
[0018]圖4是本實用新型實施例二中活動塊及底座示意圖；
[0019]圖5是本實用新型實施例二中活動塊在底座上的擺放示意圖；
[0020]圖6是本實用新型實施例二中活動塊在底座上的擺放不意圖；
[0021]圖7是本實用新型實施例四中活動塊在底座上的擺放示意圖；
[0022]圖8是本實用新型實施例五中活動塊在底座上的擺放示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合圖1-圖8并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0024]圖1是本實用新型實施例中的基于NFC近場通信的益智玩具結構示意圖。
[0025]一種基于NFC (Near Field Communication,近距離無線通訊技術)近場通信的益智玩具，包括活動塊和底座，所述活動塊內設置有包含所述活動塊的身份信息的NFC標簽，所述底座上設置有NFC天線群和人機交互裝置，所述活動塊擺放在底座上時，所述NFC天線群與NFC標簽近場通信連接，并通過人機交互裝置實現益智玩具與用戶的互動操作，本實施例通過NFC標簽和NFC天線對益智玩具的組合位置數據進行讀取，將電氣功能植入益智玩具中，并通過人機互動裝置的配合，提高了益智玩具的互動性。
[0026]在本實施例中，NFC天線群由若干個NFC天線組成NFC陣列，所述NFC天線均勻排列在底座上。
[0027]如圖1所示,活動塊平時放置在活動塊座內。
[0028]在本實施例中，NFC天線的形狀為矩形，該矩形的大小與活動塊的一個側面的大小相配合，作為本實施例中的矩形NFC天線均勻排列在底座上，可以保證底座上無識別死角，當活動塊擺放在底座上的任意位置都可以被NFC天線識別出來。
[0029]作為另一種實施例，NFC天線的形狀為圓形。
[0030]在本實施例中，天線控制電路還包括一個NFC閱讀器，所述選擇開關控制所述NFC天線逐個與NFC閱讀器相連接。設置一個NFC閱讀器有利于降低產品的生產成本。
[0031]優選的，所述天線控制電路還包括多個NFC閱讀器，所述NFC天線分組對應一個NFC閱讀器，所述選擇開關控制各組NFC天線逐個與對應的NFC閱讀器相連接。
[0032]設置多個NFC閱讀器，能有效提高玩具的響應速度，給兒童以更好的游戲體驗。
[0033]在本實施例中，底座上還設置有天線控制電路和選擇開關，用于逐個檢測所述NFC天線的識別區域內是否有活動塊，所述活動塊有一部分與所述識別區域重合時即可被所述NFC天線識別。[0034]在本實施例中，底座上還設置有CPU，用于讀取所述NFC標簽所對應的活動塊的身份信息及活動塊在底座上的位置信息，識別活動塊的擺放結果，將所述擺放結果通知人機交互裝置進行所述互動操作。
[0035]在本實施例中，底座上還設置有溝槽，用以固定所述活動塊。
[0036]在本實施例中,NFC標簽內還包含用于區別不同NFC標簽的序列號,所述序列號與所述NFC標簽——對應。
[0037]在本實施例中，所述活動塊為積木、拼圖或七巧板，如圖2所示，所述人機交互裝置包括喇叭和/或屏幕。
[0038]在本實施例中，NFC標簽內設置有防沖突電路，當兩個以上相同身份信息的活動塊處在同一個天線識別區域內時，所述防沖突電路用于讀取所述兩個以上相同身份信息的活動塊內的NFC標簽的序列號，用以區分所述兩個以上相同身份信息的活動塊。
[0039]如圖3所示，本實施例中益智玩具互動操作步驟示意圖，其中，天線控制電路通過選擇開關選擇NFC天線1，按照NFC協議檢測其識別區域內是否有NFC標簽，如果沒有則通過選擇開關切換到天線2，如果有NFC標簽，且只有一個NFC標簽，則讀取NFC標簽的序列號及該NFC標簽對應的活動塊的身份信息；如果NFC標簽有沖突，即兩個以上相同身份信息的活動塊處在同一個天線識別區域內時，則根據活動塊內的NFC標簽的序列號來區分所述兩個以上相同身份信息的活動塊，這也是防沖突電路的功能；按照以上步驟逐一選擇NFC天
線2、NFC天線3、NFC天線4、......、NFC天線n、......、NFC天線m,檢測其各自的識別區域;
CPU從天線控制電路獲取(NFC天線η、序列號、身份信息)等數據組合，并對其進行分析，可以獲得(坐標、序列號、身份信息)等數據集合，根據這些數據集合，CPU調用相應的程序，對益智玩具擺放結果進行判定，并通過人機交互裝置進行互動操作。
[0040]在本實施例中，NFC天線所環繞的區域稱為該NFC天線的識別區域，比如上述所稱的矩形NFC天線的矩形區域或者圓形NFC天線的圓形區域，該識別區域并沒有嚴格的限定，在本實施例中，只要活動塊有一部分與所述識別區域重合時即可被所述NFC天線檢識別，因此，活動塊在擺放時不需要擺放在NFC天線的正上方，但當活動塊與所述識別區域重合的部分越多時，天線的場強越強，越容易判斷活動塊的準確位置；在本實施例中，如果兩個NFC天線都讀取到同一個活動塊，可以判定此活動塊處于兩個NFC天線的中間位置，此判定結果也不影響CPU對益智玩具擺放結果的識別。
[0041]實施例二
[0042]如圖4所示，以英文單詞益智玩具組合為例，圖中有5個活動塊，分別代表字母a、P、P、1、e，這5個活動塊內部皆設置有一個NFC標簽，以供NFC天線識別，圖中設置在底座上的NFC天線群共有30個NFC天線，將底座區域均分為30個識別區域，保證了底座上無識別死角，當將5個活動塊以圖5所示的方式擺放在底座上時，天線控制電路根據上述益智玩具互動操作步驟進行檢測，得到(NFC天線1、序列號、a)、(NFC天線2、序列號、p)、(NFC天線3、序列號、p)、(NFC天線4、序列號、I)、(NFC天線5、序列號、e)等5組數據，CPU對此數據進行分析，得到(第一行第一列、序列號、a)、(第一行第二列、序列號、p)、(第一行第三列、序列號、P )、(第一行第四列、序列號、I)、(第一行第五列、序列號、e )等5組數據，經CPU調用英文單詞學習程序，判定益智玩具擺放結果為apple單詞，通過人機交互裝置在顯示器上顯示該單詞的相關信息，并通過揚聲器朗讀單詞，提高了益智玩具的互動性。[0043]實施例三
[0044]如圖6所示，當將5個活動塊以圖6所示的方式擺放在底座上時,天線控制電路根據上述益智玩具互動操作步驟進行檢測，得到(NFC天線1、序列號、a)、(NFC天線7、序列號、P)、(NFC天線13、序列號、p)、(NFC天線19、序列號、I)、(NFC天線25、序列號、e)等5組數據，CPU對此數據進行分析，得到(第一行第一列、序列號、a)、(第二行第一列、序列號、p)、(第三行第一列、序列號、P)、(第四行第一列、序列號、I)、(第五行第一列、序列號、e)等5組數據，經CPU調用英文單詞學習程序，判定益智玩具擺放結果為apple單詞，經CPU調用英文單詞學習程序，判定益智玩具擺放結果為apple單詞，通過人機交互裝置在顯示器上顯示該單詞的相關信息，并通過揚聲器朗讀單詞。
[0045]實施例四
[0046]如圖7所示，當將5個活動塊以圖7所示的方式擺放在底座上時，天線控制電路根據上述益智玩具互動操作步驟進行檢測，得到(NFC天線2、序列號、a)、(NFC天線3、序列號、P)、(NFC天線4、序列號、p)、(NFC天線5、序列號、I)、(NFC天線6、序列號、e)等5組數據，CPU對此數據進行分析，得到(第一行第二列、序列號、a)、(第一行第三列、序列號、p)、(第一行第四列、序列號、P)、(第一行第五列、序列號、I)、(第一行第六列、序列號、e)等5組數據，經CPU調用英文單詞學習程序，判定益智玩具擺放結果為apple單詞，通過人機交互裝置在顯示器上顯示該單詞的相關信息，并通過揚聲器朗讀單詞。
[0047]實施例五
[0048]在本實施例中，如果活動塊跨在兩個天線上，它將會被這兩根天線感應到，并將活動塊的位置定位在兩根天線之間，例如天線I和天線2同時感應到，不考慮場強，該積木活動塊的橫坐標可以定為1.5。亦可根據兩根天線對同一個活動塊的感應的場強的強度比例，對位置進行更加具體的定位，例如天線I和天線2同時感應到，假設場強的比例為6:4，則該活動塊的橫坐標可以精確為1.4。
[0049]如圖8所示，當將5個活動塊以圖8所示的方式擺放在底座上時，天線控制電路根據上述益智玩具互動操作步驟進行檢測，得到(NFC天線2.5、序列號、a)、(NFC天線3.5、序列號、P)、(NFC天線4.5、序列號、p)、(NFC天線5.5、序列號、I)、(NFC天線6.5、序列號、e)等5組數據，CPU對此數據進行分析，得到(第一行第二列、序列號、a)、(第一行第三列、序列號、P)、(第一行第四列、序列號、P)、(第一行第五列、序列號、I)、(第一行第六列、序列號、e)等5組數據，經CPU調用英文單詞學習程序，判定益智玩具擺放結果為apple單詞，通過人機交互裝置在顯示器上顯示該單詞的相關信息，并通過揚聲器朗讀單詞。
[0050]以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】，這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何結構解釋為對本實用新型保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本實用新型的其它具體實施結構，這些結構都將落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于NFC近場通信的益智玩具，包括活動塊和底座，其特征在于，所述活動塊內設置有包含所述活動塊的身份信息的NFC標簽，所述底座上設置有NFC天線群和人機交互裝置，所述活動塊擺放在底座上時，所述NFC天線群與NFC標簽近場通信連接，并通過人機交互裝置實現益智玩具與用戶的互動操作。
2.根據權利要求1所述的一種基于NFC近場通信的益智玩具，其特征在于，所述NFC天線群由若干個NFC天線組成NFC陣列，所述NFC天線均勻排列在底座上。
3.根據權利要求1所述的一種基于NFC近場通信的益智玩具，其特征在于，所述底座上還設置有天線控制電路和選擇開關，用于逐個檢測所述NFC天線的識別區域內是否有活動塊，所述活動塊有一部分與所述識別區域重合時即可被所述NFC天線感應。
4.根據權利要求3所述的一種基于NFC近場通信的益智玩具，其特征在于，所述天線控制電路還包括一個NFC閱讀器，所述選擇開關控制所述NFC天線逐個與NFC閱讀器相連接。
5.根據權利要求3所述的一種基于NFC近場通信的益智玩具，其特征在于，所述天線控制電路還包括多個NFC閱讀器，所述NFC天線分組對應一個NFC閱讀器，所述選擇開關控制各組NFC天線逐個與對應的NFC閱讀器相連接。
6.根據權利要求3所述的一種基于NFC近場通信的益智玩具，其特征在于，所述底座上還設置有CPU，用于讀取所述NFC標簽所對應的活動塊的身份信息及活動塊在底座上的位置信息，識別活動塊的擺放結果，將所述擺放結果通知人機交互裝置進行所述互動操作。
7.根據權利要求6所述的一種基于NFC近場通信的益智玩具，其特征在于，所述NFC標簽內還包含用于區別不同NFC標簽的序列號，所述序列號與所述NFC標簽一一對應。
8.根據權利要求1所述的一種基于NFC近場通信的益智玩具，其特征在于，所述底座上還設置有溝槽。
9.根據權利要求1所述的一種基于NFC近場通信的益智玩具，其特征在于，所述活動塊為積木、拼圖或七巧板，所述人機交互裝置包括喇叭和/或屏幕。
【文檔編號】A63F9/06GK203408474SQ201320504614
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】鄒文高, 杜玉強, 朱向軍, 鄧歡, 陳少強 申請人:步步高教育電子有限公司