一种基于嵌入式无线传感技术的玩具及其数据处理方法 技术领域 本发明涉及电子技术领域的传感器技术， 无线射频技术， 嵌入式数据处理及控制 技术， 尤指一种利用现代科技手段， 通过研究开发儿童益智玩具的硬件及软件， 达成进行益 智教育的效果， 主要应用于软件开发技术的儿童益智玩具系统及其玩具的数据处理方法。
背景技术
益智玩具作为儿童生活中很重要的一部分， 与儿童的身心成长和发展是不可分割 的。
目前， 市场上儿童益智玩具品种有很多， 但各有千秋， 有些只能让儿童玩， 并不能 在儿童玩的过程中提示儿童此动作是否正确， 或游戏结果是什么？其原因为儿童益智玩具 在软件和硬件的结合上有一定的缺陷， 不能进行数字化的分析、 判断等。
另外， 没有足够好的益智玩具软件开发的支持， 缺乏具有有利于儿童想象力和创 造力培养的更好的儿童益智玩具。 发明内容 为了克服上述不足之处， 本发明的主要目的旨在提供一种通过研究开发儿童益智 玩具硬件及软件， 达成进行益智教育的效果， 其中还应用传感器技术标记和识别周围 ID 显 示数据 ； 应用可交互式无线射频技术进行有条件的数据交互 ； 应用嵌入式数据处理机控制 技术进行数据处理和输出控制的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具及其数据处理方法。
本发明的另一目的旨在提供一种儿童益智玩具方案， 此方案由儿童益智玩具硬 件， 相应游戏软件， 和一个网络数据更新平台构成， 可以通过更新软件和信息， 进行不同应 用和实现可持续循环使用的儿童智能玩具， 用户可以通过此平台更新儿童益智玩具的应用 软件， 已完成各种益智游戏的更新 ； 此方案可以在儿童玩游戏的过程中给予提示和帮助， 以 达到正确的益智效果。
本发明要解决的技术问题是 ： 硬件部分主要解决如何设计主控机、 从属机和一网 络数据更新平台， 以及各模块如何组合为一整体的拥有自组网能力的嵌入式数据处理技术 玩具问题 ； 软件部分主要解决如何实现整体数据传输、 系统数据下载、 更新和系统计算， 结 果输出等各模块的工作方法， 以及如何通过更新软件和信息， 进行不同应用实现的一款可 持续循环使用等有关技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 该装置有天线、 接口、 电源、 存储器、 扩音器、 开关芯片、 磁感应开关芯片、 串口闪存芯片、 射频及控制芯片、 电平转换芯片、 稳压 芯片、 传感器、 计算机硬件与软件等部件， 还包括 ： 主控机、 从属机和一网络数据更新平台， 其设备主要由传感器、 磁传感器、 天线、 无线射频及控制模组、 数据存储模组、 音频输出模 组、 视屏输出模组和电源模组组成， 上述各模块通过相互电连接， 或通过无线方式进行数据 传输， 组合为一整体的拥有自组网能力的嵌入式无线传感技术的玩具， 该装置至少包括 ：
一主控机控制器由无线射频、 控制模组及周围电路、 USB-UART 转换芯片及周围电
路、 射频天线、 带供电功能的 USB 接口组成， 主控机控制器分为两路输入 ：
第一路接口 J 与 USB-UART 转换芯片的输入输出端相互电连接， USB-UART 转换芯 片与接口 H 的输入输出端相互双向电连接， 接口 H 与主控机控制器的输入输出端相互双向 电连接 ； 第二路主控机天线与接口 I 的输入输出端相互双向电连接， 接口 I 与主控机控制器 的输入输出端相互双向电连接 ；
一从属机处理器由无线射频及控制模组及周围电路、 射频天线、 重力传感器、 磁传 感器、 数据存储模组、 音频输出模组、 视屏输出模组、 内部电源组成， 上述各模块通过无线方 式进行数据传输的嵌入式数据处理及输出装置， 从属机处理器分为四路输入 ：
第一路从属机传感器的输出端与接口 A 的相应输入端口相互电连接， 接口 A 的输 出端与从属机传感器的相应输入端口相互电连接 ； 第二路重力传感器的输出端与接口 B 的 相应输入端口相互电连接， 接口 B 的输出端与从属机传感器的相应输入端口相互电连接 ； 第三路从属机存储器与接口 C 的输入输出端相互双向电连接， 接口 C 与从属机处理器的输 入输出端相互双向电连接 ； 第四路从属机天线与接口 D 的输入输出端相互双向电连接， 接 口 D 与从属机处理器的输入输出端相互双向电连接 ；
从属机处理器分为四路输出 ： 第一路从属机处理器的输出端与接口 E 的相应输入端口相互电连接， 接口 E 的输 出端与音频处理器的相应输入端口相互电连接， 音频处理器的输出端与从属机扩音器的相 应输入端口相互电连接 ； 第二路从属机处理器的输出端与接口 F 的相应输入端口相互电连 接， 接口 F 的输出端与电平转换 B 的相应输入端口相互电连接， 电平转换 B 的输出端与从属 机显示屏的相应输入端口相互电连接 ； 第三路电源的输出端与电源监控的相应输入端口相 互电连接， 电源监控的输出端与电平转换 A 的相应输入端口相互电连接， 电平转换 A 的输出 端与从属机处理器的相应输入端口相互电连接 ； 第四路接口 G 与电源监控的输入输出端相 互双向电连接， 接口 G 的输出端与从属机处理器的相应输入端口相互电连接 ；
一网络数据更新平台由计算机硬件与软件、 游戏数据包、 主控机控制器和从属机 处理器组成， 主控机控制器通过 USB 接口与计算机硬件连接、 并得游戏数据和指令， 主控机 控制器通过无线数据传输方式把游戏数据和指令分别发送给相对应的从属机处理器。
进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的主控机控制器设有内嵌 32 位 ARM7 处理器， 设有低功耗 2.4GHz 无线电收发器的 ZigBee 芯片， 32 位 ARM7 处理器运 用存储的软件进行数据分析和计算， 发出控制指令， 并通过处理器中的 2.4GHz 无线电收发 器与周围节点进行单点对单点的无线路由传输、 单点对多点的无线星状网传输、 多点对多 点的无线网状网数据传输和共享。
进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的从属机处理器设有内嵌 32 位 ARM7 处理器， 设有低功耗 2.4GHz 无线电收发器的 ZigBee 芯片， 32 位 ARM7 处理器运 用存储的软件进行数据分析和计算， 根据计算结果发出控制指令， 控制音频及视频输出设 备， 并通过处理器中的 2.4GHz 无线电收发器与周围节点进行单点对单点的无线路由传输、 单点对多点的无线星状网传输、 多点对多点的无线网状网数据传输和共享。
进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的从属机处理器的每一个 从属机都有一个固定 ID， 从属机周围设有 ID 识别 ； 每一个从属机上下左右四个方向各设置 一个磁传感器， 每个磁传感器感应到另一个从属机的相应磁传感器， 并把采集到的数据保
存在从属机存储器中， 等待数据判断处理。
进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的稳压芯片 U4 的电路分 别与周围电路相互电连接， 第一路引脚 1 经由电阻 R8 后接地 ； 第二路引脚 2 分别有两路连 接， 一路经由电阻 R9 后接地， 另一路与电阻 R10 的一端与电阻 R12、 R13 的一端相互电连接 ； 第三路引脚 3 经由电容 C14 和电阻 R10， 以及经由电阻 R12 与电容 C15、 R13 分压后与电源 VCC 相互电连接 ； 第四路引脚 4 接地 ； 第五路引脚 5 经由电阻 R14 后与电源 VCC 相互电连接 ； 第六路引脚 6 分别有两路连接， 一路与电容 C16 的一端相互电连接， 另一路经由肖特基二极 管与电源 VCC 和场效应晶体管 Q1 的一端相互电连接 ； 第七路引脚 7 与场效应晶体管 Q2 的 一端相互电连接 ； 第八路引脚 8 分别有两路连接， 一路与电容 C16 的另一端相互电连接， 另 一路与场效应晶体管 Q2 的另一端相互电连接 ； 第九路引脚 9 与场效应晶体管 Q4 的一端相 互电连接 ； 第十路引脚 10 接地 ； 第十一路引脚 11 与场效应晶体管 Q3 的一端相互电连接 ； 第 十二路引脚 12 分别有两路连接， 一路经由电容 C11 和肖特基二极管与电源 VCC 和场效应晶 体管 Q1 的一端相互电连接， 另一路与场效应晶体管 Q3 的另一端相互电连接 ； 第十三路引脚 13 与场效应晶体管 Q1 的再一端相互电连接 ； 第十四路引脚 14 与电容 C11 的另一端相互电 连接 ； 第十五路引脚 15 经由电容 C7 后接地 ； 第十六路引脚 16 分别有两路连接， 一路经由电 容 C8 后接地， 另一路与电源 VCC 和场效应晶体管 Q1 的一端相互电连接 ； 场效应晶体管 Q1、 Q2 和 Q3 之间设有电感 L3。
一种基于嵌入式无线传感技术玩具的数据处理方法， 该方法通过主控机、 从属机 和一网络数据更新平台， 通过此平台更新儿童玩具的应用软件， 来完成各种游戏的更新 ； 通 过整体数据传输、 系统数据下载、 更新和系统计算， 结果输出的各模块， 来完成各种数据处 理； 应用传感器技术标记和识别周围 ID 显示数据， 应用可交互式无线射频技术进行有条件 的数据交互， 应用嵌入式数据处理机控制技术进行数据处理和输出控制， 实现儿童教育的 效果， 此方案可以在儿童玩游戏的过程中给予提示和帮助， 以达到正确的效果， 该数据处理 方法的具体工作步骤是 ：
步骤 1. 网站下载 ： 软件 / 数据包
客户通过在数据更新平台下载一款游戏的相关数据包 P 到本地计算机 ；
步骤 2. 计算机存储器
执行完网站下载 ： 软件 / 数据包模块后， 则进入计算机存储器模块的输入端， 得到 软件 / 数据包 ；
步骤 3. 计算机处理器 ： 运行软件 / 数据包
执行完计算机存储器模块后， 则进入计算机处理器 ： 运行软件 / 数据包模块的输 入端， 计算机运行数据包 P， 得到游戏指令数据 A、 标准数据 B、 输出数据 C ；
步骤 4. 计算机数据接口
执行完计算机处理器 ： 运行软件 / 数据包模块后， 则进入计算机数据接口模块的 输入端， 得到应用数据 ；
步骤 5. 主控机数据接口
执行完计算机数据接口模块后， 则进入主控机数据接口模块的输入端， 得到应用 数据， 主控机通过 USB 接口与计算机连接， 并得游戏相关数据为指令数据 A、 标准数据 B 和输 出数据 C ；
步骤 6. 主控机控制器 执行完主控机数据接口模块后， 则进入主控机控制器模块的输入端， 得到应用数据； 步骤 7. 主控机天线
执行完主控机控制器模块后， 则进入主控机天线模块的输入端， 得到应用数据， 主 控机通过 2.4GHz 无线数据传输方式把游戏相关数据 ： 指令数据 A、 标准数据 B 和输出数据 C， 分别发送给相对应的从属机 ；
步骤 8. 从属机天线
执行完主控机天线模块后， 则进入从属机天线模块的输入端， 得到应用数据 ；
步骤 9. 从属机存贮器
执行完从属机天线模块后， 则进入从属机存储器模块的输入端， 得到应用数据 ；
步骤 10. 从属机处理器
执行完从属机存储器模块后， 分别有两路连接， 一路则进入从属机处理器模块的 输入端， 得到数据， 另一路经由从属机处理模块后， 则进入从属机输出设备模块的输入端， 每一个从属机有一个固定 ID ；
步骤 11. 从属机存储器
执行完从属机处理器模块后， 再进入从属机存储器模块的输入端， 得到数据 ；
步骤 12. 从属机输出设备
执行完从属机存储器模块后， 则进入从属机输出设备模块的输入端， 通过显示器 / 扩音器得到数据 ；
步骤 13. 从属机传感器
从属机通过磁传感器得到感应数据 D ；
步骤 14. 从属机存储器
执行完从属机传感器模块后， 则进入从属机存储器模块的输入端， 得到感应数 据；
步骤 15. 从属机处理器
执行完从属机存储器模块后， 则进入从属机处理器模块的输入端， 从属机通过调 用、 对比标准数据 B 和传感器所得数据 D ；
步骤 16. 从属机输出设备
执行完从属机处理器模块后， 则进入从属机输出设备模块的输入端， 从属机显示 屏 / 扩音器根据数据是否匹配， 输出对比结果 E/F。
进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术玩具的数据处理方法的系统计 算， 结果输出方法的具体工作步骤是 ：
步骤 1. 从属机传感器
从属机通过磁传感器得到感应数据 D ；
步骤 2. 从属机存储器
执行完从属机传感器模块后， 则进入从属机存储器模块的输入端， 得到感应数 据；
步骤 3. 从属机处理器
执行完从属机存储器模块后， 则进入从属机处理器模块的输入端， 从属机通过调 用、 对比标准数据 B 和传感器所得数据 D， 并根据数据是否匹配， 输出对比结果 E 或 F ；
步骤 4. 从属机输出设备
执行完从属机处理器模块后， 则进入从属机输出设备模块的输入端， 通过显示器 / 扩音器得到数据输出对比结果 ；
步骤 5. 从属机天线
执行完主控机天线模块后， 则进入从属机天线模块的输入端， 得到应用数据 ；
步骤 6. 从属机存储器
执行完从属机天线模块后， 则进入从属机存储器模块的输入端， 得到应用数据 ；
步骤 7. 从属机处理器
执行完从属机存储器模块后， 分别有两路连接， 一路则进入从属机处理器模块的 输入端， 得到数据， 另一路经由从属机处理器模块后， 则进入从属机输出设备模块的输入 端， 每一个从属机有一个固定 ID， 对比应用数据和感应数据。
本发明的有益效果是 ： 该发明提供一种儿童益智玩具方案， 用户可以通过更新软 件和信息， 进行不同应用和实现可持续循环使用的儿童智能玩具 ； 用户还可以通过此平台 更新儿童益智玩具的应用软件， 已完成各种益智游戏的更新 ； 此方案可以在儿童玩游戏的 过程中给予提示和帮助， 以达到正确的益智效果， 是一种有利于儿童想象力和创造力培养 的儿童益智玩具。 附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 附图 1 为本发明整体数据传输方案框图 ； 附图 2 为本发明系统数据下载、 更新模块结构方框图 ； 附图 3 为本发明系统计算， 结果输出模块结构示意图 ； 附图 4 为本发明主控机构成模块结构示意图 ； 附图 5 为本发明从属机构成模块结构示意图 ； 附图 6 为本发明从属机周围 ID 识别模块结构示意图 ； 附图 7 为本发明稳压芯片 U4 的电路原理图 ； 附图 8 为本发明各磁感应开关芯片的电路原理图 ； 附图 9 为本发明串口闪存芯片 U15 的电路原理图 ； 附图 10 为本发明射频及控制芯片 U6 的电路原理图 ； 附图中标号说明 ： 11- 网站下载 ： 软件 / 数据包 ； 12- 计算机存储器 ； 13- 计算机处理器 ： 运行软件 / 数据包 ； 14- 计算机数据接口 ； 21- 主控机数据接口 ； 22- 主控机控制器 ； 23- 主控机天线 ；24-USB-UART 转换芯片 ； 30- 从属机处理器 ； 31- 从属机输出设备 ； 32- 从属机存储器 ； 33- 从属机天线 ； 34- 从属机显示屏 ； 35- 磁传感器 ； 36- 电平转换 A ； 37- 电平转换 B ； 38- 音频处理器 ； 39- 电源监控 ； 40- 重力传感器 ； 41- 从属机扩音器 ；具体实施方式 请参阅附图 4、 5、 6、 7 所示， 本发明玩具有天线、 接口、 电源、 存储器、 扩音器、 开关 芯片、 磁感应开关芯片、 串口闪存芯片、 射频及控制芯片、 电平转换芯片、 稳压芯片、 传感器、 计算机硬件与软件等部件， 还包括 ： 主控机、 从属机和一网络数据更新平台， 其设备主要由 重力传感器、 磁传感器、 天线、 无线射频及控制模组、 数据存储模组、 音频输出模组、 视屏输 出模组和电源模组组成， 上述各模块通过相互电连接， 或通过无线方式进行数据传输， 组合 为一整体的拥有自组网能力的嵌入式无线传感技术的玩具， 该装置至少包括 ：
一主控机控制器 22 由无线射频、 控制模组及周围电路、 USB-UART 转换芯片 24 及 周围电路、 射频天线、 带供电功能的 USB 接口组成， 主控机控制器 22 分为两路输入 ：
第一路接口 J 与 USB-UART 转换芯片 24 的输入输出端相互电连接， USB-UART 转换 芯片 24 与接口 H 的输入输出端相互双向电连接， 接口 H 与主控机控制器 22 的输入输出端 相互双向电连接 ； 第二路主控机天线 23 与接口 I 的输入输出端相互双向电连接， 接口 I 与 主控机控制器 22 的输入输出端相互双向电连接 ；
一从属机处理器 30 由无线射频及控制模组及周围电路、 射频天线、 重力传感器、 磁传感器、 数据存储模组、 音频输出模组、 视屏输出模组、 内部电源组成， 上述各模块通过无 线方式进行数据传输的嵌入式数据处理及输出装置， 从属机处理器 30 分为四路输入 ：
第一路从属机传感器 35 的输出端与接口 A 的相应输入端口相互电连接， 接口 A 的 输出端与从属机传感器 35 的相应输入端口相互电连接 ； 第二路重力传感器 40 的输出端与 接口 B 的相应输入端口相互电连接， 接口 B 的输出端与从属机传感器 35 的相应输入端口相 互电连接 ； 第三路从属机存储器 32 与接口 C 的输入输出端相互双向电连接， 接口 C 与从属 机处理器 30 的输入输出端相互双向电连接 ； 第四路从属机天线 33 与接口 D 的输入输出端 相互双向电连接， 接口 D 与从属机处理器 30 的输入输出端相互双向电连接 ；
从属机处理器 30 分为四路输出 ：
第一路从属机处理器 30 的输出端与接口 E 的相应输入端口相互电连接， 接口 E 的 输出端与音频处理器 38 的相应输入端口相互电连接， 音频处理器 38 的输出端与从属机扩
音器 41 的相应输入端口相互电连接 ； 第二路从属机处理器 30 的输出端与接口 F 的相应输 入端口相互电连接， 接口 F 的输出端与电平转换 B 37 的相应输入端口相互电连接， 电平转 换 B 37 的输出端与从属机显示屏 34 的相应输入端口相互电连接 ； 第三路电源的输出端与 电源监控 39 的相应输入端口相互电连接， 电源监控 39 的输出端与电平转换 A 36 的相应输 入端口相互电连接， 电平转换 A 36 的输出端与从属机处理器 30 的相应输入端口相互电连 接； 第四路接口 G 与电源监控 39 的输入输出端相互双向电连接， 接口 G 的输出端与从属机 处理器 30 的相应输入端口相互电连接 ；
一网络数据更新平台由计算机硬件与软件、 游戏数据包、 主控机控制器 22 和从属 机处理器 30 组成， 主控机控制器 22 通过 USB 接口与计算机硬件连接、 并得游戏数据和指 令， 主控机控制器 22 通过无线数据传输方式把游戏数据和指令分别发送给相对应的从属 机处理器 30。
请参阅附图 4 所示， 进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的主 控机控制器 22 设有内嵌 32 位 ARM7 处理器， 设有低功耗 2.4GHz 无线电收发器的 ZigBee 芯 片， 32 位 ARM7 处理器运用存储的软件进行数据分析和计算， 发出控制指令， 并通过处理器 中的 2.4GHz 无线电收发器与周围节点进行单点对单点的无线路由传输、 单点对多点的无 线星状网传输、 多点对多点的无线网状网数据传输和共享。 请参阅附图 5 所示， 进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的从 属机处理器 30 设有内嵌 32 位 ARM7 处理器， 设有低功耗 2.4GHz 无线电收发器的 ZigBee 芯 片， 32 位 ARM7 处理器运用存储的软件进行数据分析和计算， 根据计算结果发出控制指令， 控制音频及视频输出设备， 并通过处理器中的 2.4GHz 无线电收发器与周围节点进行单点 对单点的无线路由传输、 单点对多点的无线星状网传输、 多点对多点的无线网状网数据传 输和共享。
请参阅附图 5、 6 所示， 进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的 从属机处理器 30 的每一个从属机都有一个固定 ID， 从属机周围设有 ID 识别 ； 每一个从属 机上下左右四个方向各设置一个磁传感器， 每个磁传感器感应到另一个从属机的相应磁传 感器， 并把采集到的数据保存在从属机存储器 32 中， 等待数据判断处理。
请参阅附图 7 所示， 进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的稳 压芯片 U4 的电路分别与周围电路相互电连接， 第一路引脚 1 经由电阻 R8 后接地 ； 第二路引 脚 2 分别有两路连接， 一路经由电阻 R9 后接地， 另一路与电阻 R10 的一端与电阻 R12、 R13 的一端相互电连接 ； 第三路引脚 3 经由电容 C14 和电阻 R10， 以及经由电阻 R12 与电容 C15、 R13 分压后与电源 VCC 相互电连接 ； 第四路引脚 4 接地 ； 第五路引脚 5 经由电阻 R14 后与电 源 VCC 相互电连接 ； 第六路引脚 6 分别有两路连接， 一路与电容 C16 的一端相互电连接， 另 一路经由肖特基二极管与电源 VCC 和场效应晶体管 Q1 的一端相互电连接 ； 第七路引脚 7 与 场效应晶体管 Q2 的一端相互电连接 ； 第八路引脚 8 分别有两路连接， 一路与电容 C16 的另 一端相互电连接， 另一路与场效应晶体管 Q2 的另一端相互电连接 ； 第九路引脚 9 与场效应 晶体管 Q4 的一端相互电连接 ； 第十路引脚 10 接地 ； 第十一路引脚 11 与场效应晶体管 Q3 的 一端相互电连接 ； 第十二路引脚 12 分别有两路连接， 一路经由电容 C11 和肖特基二极管与 电源 VCC 和场效应晶体管 Q1 的一端相互电连接， 另一路与场效应晶体管 Q3 的另一端相互 电连接 ； 第十三路引脚 13 与场效应晶体管 Q1 的再一端相互电连接 ； 第十四路引脚 14 与电
容 C11 的另一端相互电连接 ； 第十五路引脚 15 经由电容 C7 后接地 ； 第十六路引脚 16 分别 有两路连接， 一路经由电容 C8 后接地， 另一路与电源 VCC 和场效应晶体管 Q1 的一端相互电 连接 ；
场效应晶体管 Q1、 Q2 和 Q3 之间设有电感 L3 ；
稳压芯片 U4 的引脚 41 ： 输入 VCC_BP ；
稳压芯片 U4 的引脚 42 ： 输出 VCC 3.3V， 分别连接串口闪存芯片 U15 的引脚 50 ： VCC 3.3V， 连接磁感应开关芯片 U16 的引脚 95 ： VCC 3.3V， 连接磁感应开关芯片 U17 的引脚 94 ： VCC 3.3V， 连接磁感应开关芯片 U18 的引脚 93 ： VCC 3.3V， 连接磁感应开关芯片 U19 的引脚 92 ： VCC 3.3V， 连接射频及控制芯片 U6 的引脚 72 ： VBATT。
请参阅附图 1、 2 所示， 一种基于嵌入式无线传感技术玩具的数据处理方法， 该方 法通过主控机、 从属机和一网络数据更新平台， 通过此平台更新儿童玩具的应用软件， 来完 成各种游戏的更新 ； 通过整体数据传输、 系统数据下载、 更新和系统计算， 结果输出的各模 块， 来完成各种数据处理 ； 应用传感器技术标记和识别周围 ID 显示数据， 应用可交互式无 线射频技术进行有条件的数据交互， 应用嵌入式数据处理机控制技术进行数据处理和输出 控制， 实现儿童教育的效果， 此方案可以在儿童玩游戏的过程中给予提示和帮助， 以达到正 确的效果， 该数据处理方法的具体工作步骤是 ：
步骤 1. 网站下载 ： 软件 / 数据包 11
客户通过在数据更新平台下载一款游戏的相关数据包 P 到本地计算机 ；
步骤 2. 计算机存储器 12
执行完网站下载 ： 软件 / 数据包 11 模块后， 则进入计算机存贮器 12 模块的输入 端， 得到软件 / 数据包 ；
步骤 3. 计算机处理器 ： 运行软件 / 数据包 13
执行完从属机存储器 12 模块后， 则进入计算机处理器 ： 运行软件 / 数据包 13 模块 的输入端， 计算机运行数据包 P， 得到游戏指令数据 A、 标准数据 B、 输出数据 C ；
步骤 4. 计算机数据接口 14
执行完计算机处理器 ： 运行软件 / 数据包 13 模块后， 则进入计算机数据接口 14 模 块的输入端， 得到应用数据 ；
步骤 5. 主控机数据接口 21
执行完计算机数据接口 14 模块后， 则进入主控机数据接口 21 模块的输入端， 得到 应用数据， 主控机通过 USB 接口与计算机连接， 并得游戏相关数据为指令数据 A、 标准数据 B 和输出数据 C ；
步骤 6. 主控机控制器 22
执行完主控机数据接口 21 模块后， 则进入主控机控制器 22 模块的输入端， 得到应 用数据 ；
步骤 7. 主控机天线 23
执行完主控机控制器 22 模块后， 则进入主控机天线 23 模块的输入端， 得到应用数 据， 主控机通过 2.4GHz 无线数据传输方式把游戏相关数据 ： 指令数据 A、 标准数据 B 和输出 数据 C， 分别发送给相对应的从属机 ；
步骤 8. 从属机天线 33执行完主控机天线 23 模块后， 则进入从属机天线 33 模块的输入端， 得到应用数 步骤 9. 从属机存储器 32 执行完从属机天线 33 模块后， 则进入从属机存储器 32 模块的输入端， 得到应用数据；
据； 步骤 10. 从属机处理器 30
执行完从属机存储器 32 模块后， 分别有两路连接， 一路则进入从属机处理器 30 模 块的输入端， 得到数据， 另一路经由从属机处理器 30 模块后， 则进入从属机输出设备 31 模 块的输入端， 每一个从属机有一个固定 ID ；
步骤 11. 从属机存储器 32
执行完从属机处理器 30 模块后， 再进入从属机存储器 32 模块的输入端， 得到数 据；
步骤 12. 从属机输出设备 31
执行完从属机存储器 32 模块后， 则进入从属机输出设备 31 模块的输入端， 通过显 示器 / 扩音器得到数据 ；
步骤 13. 从属机传感器 35
从属机通过磁传感器得到感应数据 D ；
步骤 14. 从属机存储器 32
执行完从属机传感器 35 模块后， 则进入从属机存储器 32 模块的输入端， 得到感应 数据 ；
步骤 15. 从属机处理器 30
执行完从属机存储器 32 模块后， 则进入从属机处理器 30 模块的输入端， 从属机通 过调用、 对比标准数据 B 和传感器所得数据 D ；
步骤 16. 从属机输出设备 31
执行完从属机处理器 30 模块后， 则进入从属机输出设备 31 模块的输入端， 从属机 显示屏 / 扩音器根据数据是否匹配， 输出对比结果 E/F。
请参阅附图 3 所示， 进一步的， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术玩具的数据 处理方法的系统计算， 结果输出方法的具体工作步骤是 ：
步骤 1. 从属机传感器 35
从属机通过磁传感器得到感应数据 D ；
步骤 2. 从属机存储器 32
执行完从属机传感器 35 模块后， 则进入从属机存储器 32 模块的输入端， 得到感应 数据 ；
步骤 3. 从属机处理器 30
执行完从属机存储器 32 模块后， 则进入从属机处理器 30 模块的输入端， 从属机通 过调用、 对比标准数据 B 和传感器所得数据 D， 并根据数据是否匹配， 输出对比结果 E 或 F ；
步骤 4. 从属机输出设备 31
执行完从属机处理器 30 模块后， 则进入从属机输出设备 31 模块的输入端， 通过显 示器 / 扩音器得到数据输出对比结果 ；
步骤 5. 从属机天线 33 执行完主控机天线 23 模块后， 则进入从属机天线 33 模块的输入端， 得到应用数 步骤 6. 从属机存储器 32 执行完从属机天线 33 模块后， 则进入从属机存储器 32 模块的输入端， 得到应用数据；
据； 步骤 7. 从属机处理器 30
执行完从属机存储器 32 模块后， 分别有两路连接， 一路则进入从属机处理器 30 模 块的输入端， 得到数据， 另一路经由从属机处理器 30 模块后， 则进入从属机输出设备 31 模 块的输入端， 每一个从属机有一个固定 ID， 对比应用数据和感应数据。
请参阅附图 8 所示， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的磁感应开关芯 片 U16， U17， U18 及 U19 的引脚 1 分别有两路连接， 一路与电源 VCC 相互电连接， 另一路经由 电容 C47 后接地， 引脚 2 分别有两路连接， 一路经由电阻 R45 与电源 VCC 相互电连接， 另一 路分别连接到射频及控制芯片 U6 的 99， 98， 97 及 96 的接口， 把磁传感器得到的数据传输给 射频及控制芯片 U6 进行处理。
磁感应开关芯片 U16 的引脚 99 ： Q4GPIO29 连接射频及控制芯片 U6 的引脚 69 ： KBI_7， 磁感应开关芯片 U17 的引脚 98 ： Q3GPIO28 连接射频及控制芯片 U6 的引脚 68 ： KBI_6， 磁感应开关芯片 U18 的引脚 97 ： Q2GPIO27 连接连接射频及控制芯片 U6 的引脚 67 ： KBI_5， 磁感应开关芯片 U19 的引脚 96 ： Q1GPIO26 连接射频及控制芯片 U6 的引脚 68 ： KBI_4。
请参阅附图 9 所示， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的串口闪存芯片 U15， 它通过串行外围设备接口 SPI(Serial Peripheral Interface) 接口分别与射频及控 制芯片 U6 的 SPI 接口 50、 51、 52、 53、 54 和 55 的各端口相互对应电连接， 进行数据传输工作。 串口闪存芯片 U15 的引脚 51 ： DI 连接射频及控制芯片 U6 的引脚 61 ： SPI_MOSI， 串口闪存芯 片 U15 的引脚 52 ： CLK 连接射频及控制芯片 U6 的引脚 62 ： SPI_SCK， 串口闪存芯片 U15 的引 脚 53 ： DO 连接射频及控制芯片 U6 的引脚 63 ： SPI_MISO， 串口闪存芯片 U15 的引脚 54 ： CS 连 接射频及控制芯片 U6 的引脚 64 ： SPI_SS， 串口闪存芯片 U15 的引脚 55 ： NOR_HOLD 连接射频 及控制芯片 U6 的引脚 65 ： KBI_1。
请参阅附图 10 所示， 所述的一种基于嵌入式无线传感技术的玩具的射频及控制 芯片 U6 把得到的数据处理后通过天线发送出去 ； 射频及控制芯片 U6 的引脚 73 ： RF_GND 与 地相互电连接， 射频及控制芯片 U6 的引脚 74 ： RF_RX_TX 与天线相互电连接， 射频及控制芯 片 U6 的引脚 71 ： MOD02 与 5V_PWR 相互电连接。
本发明的结构特征 ：
一种基于嵌入式无线传感技术的玩具及其数据处理方法的益智玩具是由智方主 控机和智方从属机组成， 是可以通过更新软件和信息进行不同应用实现的一款可持续循环 使用的儿童智能玩具。 其设备为由传感器、 天线、 无线射频及控制模组、 数据存储模组、 音频 输出模组、 视屏输出模组、 电源模组构成的拥有一定自组网能力的益智玩具。
1 无线自组网传输方式进行数据传输的嵌入式智能玩具 -- 智方的主控机
1.1 构成 ：
智方主控机是由无线射频及控制模组 (Free scaleMC13224 芯片及周围电路 )、
USB 转 UART 接口转换芯片 FT232RQ 及周围电路、 Zigbee 射频天线、 带供电功能的 USB 接口 构成 ；
1.2 作用 ：
通过无线射频方式传输数据 ；
通过 USB 接口与计算机连接 ；
通过 USB 接口供电 ；
通过 USB 接口与计算机进行数据交互 ： 把数据从计算机下载到主控机本地 ；
通过 Zigbee 射频天线把中控机上的数据发送给从属机 ；
说明 ：
a) 主控机处理器 22 为 Free scale MC13224， 它是一款内嵌了 32 位 ARM7 处理器， 集成了完整的低功耗 2.4GHz 无线电收发器的 ZigBee 芯片 ；
b) 主控机可通过处理器内嵌的 32 位 ARM7 处理器运用存储的软件进行数据分析和 计算， 并发出控制指令 ；
主控机可通过处理器中的 2.4GHz 无线电收发器与周围节点进行单点对单点的无 线路由传输、 单点对多点的无线星状网传输、 多点对多点的无线网状网数据传输和共享 ； 2 无线自组网传输方式进行数据传输的嵌入式智能玩具 -- 智方的从属机
2.1 构成 ：
智方从属机是由无线射频及控制模组 (Free scale MC13224 芯片及周围电路 )、 Zigbee 射频天线、 重力传感器、 磁传感器、 数据存储模组、 音频输出模组、 视屏输出模组、 内 部电源构成的可通过无线方式进行数据传输的嵌入式数据处理及输出装置 ；
2.2 作用 ：
可通过各传感器采集到各对应数据 ；
通过 FLASH 存储数据 ；
通过 Zigbee 射频天线接收主控机发送的数据及指令 ；
通过音频设备输出音频数据 ；
通过 LCD 显示视频数据 ；
2.3 说明 ：
a) 从属机处理器为 Free scale MC13224， 它是一款内嵌了 32 位 ARM7 处理器， 集 成了完整的低功耗 2.4GHz 无线电收发器的 ZigBee 芯片 ；
b) 可通过从属机处理器内嵌的 32 位 ARM7 处理器运用存储的软件进行数据分析和 计算， 并根据计算结果发出控制指令， 控制音频及视频输出设备 ；
c) 从属机可通过处理器中的 2.4GHz 无线电收发器与周围节点进行单点对单点 的无线路由传输、 单点对多点的无线星状网传输、 多点对多点的无线网状网数据传输和共 享；
d) 从属机可在 FLASH 存储器中存储各种数据以备调用 ；
e) 每一个从属机都有一个固定 ID ；
f) 磁传感器 ： 每一个从属机上下左右四个方向各设置一个磁传感器 ； 每个磁传感 器可以感应到另一个从属机的相应磁传感器， 并把采集到的数据 D 保存在从属机存储器 中， 等待数据判断处理 ；
e) 重力传感器 ： 通过重力传感器保证视频输出为一个方向 ；
3 数据更新平台 www.inteapps.com.cn
数据更新平台 www.inteapps.com.cn 是提供客户的数据下载更新平台 ；
本发明数据处理方法的工作原理 ：
1.1 步骤
1) 客户通过在数据更新平台 www.inteapps.com.cn 下载一款游戏的相关数据包 P 到本地计算机 ；
2) 计算机运行数据包 P， 得到游戏指令数据 A、 标准数据 B、 输出数据 C ；
3) 智方主控机通过 USB 与计算机连接、 并得游戏相关数据 ( 指令数据 A、 标准数据 B、 输出数据 C) ；
4) 每一个智方从属机有一个固定 ID ；
5) 主控机通过 2.4GHz 无线数据传输方式把游戏相关数据 ( 指令数据 A、 标准数据 B、 输出数据 C) 分别发送给相对应的智方从属机 ；
6) 智方从属机通过磁传感器得到数据 D ；
智方从属机通过调用、 对比标准数据 B 和传感器所得数据 D， 并根据数据是否匹 配， 输出对比结果 E 或 F ；
1.2 数据传输说明
每一个从属机有一个固定 ID ： a、 b、 c、 d、 e···n ；
每一个从属机有 4 个磁传感器 ： 1、 2、 3、 4；
每一个从属机的每一个传感器会感应到相邻从属机及对应传感器的 ID 和磁传感 器的号码 ； 如图 6 所示 ：
即针对 a 这个从属机实际所得的数据 aD 为 ：
a1 ： b3
a2 ： e4
a3 ： c1
a4 ： d2
a 本身得到的标准数据为 aB ；
a 从属机处理器对比数据 aB 和数据 aD ；
如果两个数据相同则输出对应数据 aE ； (YES)
如果两个数据不相同则输出对应数据 aF ； (ERROR)
每一个从属机分别都有对应的标准数据 xB 及实际所得数据 xD ； 每一个从属机处 理器对比数据 xB 和 xD， 判断是否相同， 并输出对应结果数据 xE 或 xF。
1.3 设备容量说明
每一个主控机最多可以和 254 的从属机组成一个群体。