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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳國祥
研究生(外文):Kuo-hsiang Chen
論文名稱:使用2.4GHz於CMOS及G-Sensor設計互動遊戲之研究
論文名稱(外文):A study of using 2.4GHz in CMOS and G-Sensor to design interactive games
指導教授:陶德福陶德福引用關係
指導教授(外文):Der-Fu Tao
學位類別:碩士
校院名稱:北台灣科學技術學院
系所名稱:嵌入式系統產業研發碩士專班
學門:電算機學門
學類:軟體發展學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:感測器、保齡球、遊戲、效果
外文關鍵詞:design
相關次數:
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近幾年,網路及通訊技術的飛速發展,無線通訊在人們的生活當中扮演著越來越重要的角色,無線通訊技術正在成為關注的焦點,無線通訊是現在市場的主流。然而在WII的互動遊戲帶動下,讓很多的3C產品慢慢的使用到G-sensor感測器,G-Sensor是利用X、Y、Z軸移動時將變化量轉成訊號輸出。CMOS感測件,其利用光學與光電原理,透過鏡頭將畫素(像素)藉由放大器及AD轉換成數位化輸出。
本篇提出如何使用32-bit RISC的SOC IC發展微處理單元(Microprocessor unit),以及運用2.4GHz RF IC(GFSK,Gaussian Frequency Shift Keying,高斯頻率鍵移)搭配G-sensor及CMOS感測元件,發展出一套模擬3D立體影像互動的遊戲軟體。在遊戲的過程中,藉由感測元件的移動變化,搭配遊戲軟體的影像,能夠產生互動的效果,所以大都是以運動類型為主,如棒球、網路、籃球、拳擊、保齡球…等等,能在遊戲中有感覺達到運動的樂趣。一般的3C產品(如手機、Wii…等)都是使用藍芽(Bluetooth),是需要支付軟體的費用,在無形中增加的成本,主機的成本與Wii的比較,只需要Wii的30%在軟體的運用及操作上,不會比Wii差,而可以使用最低的成本,達到最高的效能。
As a result of rapid development of the technology in Internet links and communication over the past few years, wireless-communication has been playing a more important role for people in their daily activities. Short-range wireless communication technology is becoming the main part in the market.
Nevertheless, through the widespread attraction of Wii-interacting games, lots of 3C electronic products have applied G-sensor which uses the shifting energy from the movements of X、Y and Z axels to produce signal outputs. By using of optics theories, optoelectronics theories, amplifier and AD, CMOS sensor unit can transform images from camera lens to digital outputs.
This article propose how to apply 32-bit RISCS of SOC IC to the development of Microprocessor unit and to use those 2.4G Hz RF IC(GFSK, Gaussian Frequency Shift Keying),G-Sensor and CMOS sensor units to research and develop a set of software capable of imitating 3D image interacting games. In the process of playing games, sensor units can sense various movements of the player and produce interacting image effects, Therefore, sport-type electronic games, such as baseball, basketball, boxing and bowling…etc., dominate the market. People can entertain in the playing of games along with the fun of exercises. We don’t need to must pay any software free for RF module. Our product cost lower 70% than Wii, and it can achieve better performance.
表目錄
表1.1 通訊技術比較表……………………..…………...…….………… 1
表2.1 藍芽技術及IEEE 802.11兩種不同的傳輸標準說明………………… 6
表2.2 三軸加速感測器一覽.……………………….………..………....... 11
表3.1 X,Y,Z三軸靜態反應對應方向……..…………………....………… 28
表4.1 主機按鈕操作功能說明表….…………………………...…..…….. 33
表4.2 Joystick於遊戲選單及網球軟體程式按鈕功能說明表……...….……. 35
表4.3 Joystick於保齡球軟體程式按鈕功能說明表………………...….…... 35
表4.4 Joystick於棒球軟體程式按鈕功能說明表…………………...……... 36
表4.5 Joystick於拳擊軟體程式按鈕功能說明……..……………………...…… 36
表4.6 Joystick於籃球軟體程式按鈕功能說明表………………………….. 37
圖目錄
圖2.1 三軸空間……………………………………...…………….…. 7
圖2.2 X軸的移動方向………………………………..………...…….. 8
圖2.3 Y軸的移動方向…………………………………..………...….. 8
圖2.4 Z軸的移動方向……………………………….…..….………… 9
圖2.5 G-Sensor各軸重力感測值…………………….……..………….. 9
圖2.6 CCD 感光元件工作原理……………………….………...……... 13
圖2.7 CMOS工作原理架構…………………………………….……... 14
圖2.8 CMOS的位元畫素……………………………………………… 15
圖3.1 遊戲工作方塊圖……………………………..……………...….. 19
圖3.2 遊戲界面系統………………………………..……………….... 20
圖3.3 ML870腳位圖………………………………..……………….... 22
圖3.4 搖控手把按鍵說明……………………………..………………. 23
圖3.5 Joystick工作方塊圖……………………………..……………… 24
圖3.6 2.4GHz IC架構系統圖…………………………..……………… 24
圖3.7 EM198810電路圖………………….……..……..……………… 26
圖3.8 PCB Layout……………………….….…………....…………… 27
圖3.9 G-Sensor流程圖………………….….…………....…………… 29
圖3.10 CMOS Sensor Module……………………………..………..…… 30
圖4.1 Test Mode………………………………………...……………. 38
圖4.2 對頻按鍵圖示……………………………………….…………. 38
圖4.3 Joystick上的功能測試圖………………….…………..………… 39
圖4.4 Joystick上的A鍵測試圖……………………..………..……….. 40
圖4.5 G與G1 X、Y、Z軸數據………………………………..……… 41
圖4.6 CMOS的區間測試………………….……………………..…… 42
圖4.7 籃球軟體程式畫面……………………….…………………..…. 43
圖4.8 籃球場地選擇畫面……………….……..………………………. 43
圖4.9 籃球人物選擇畫面…………………………………….…..……. 44
圖4.10 籃球軟體遊戲畫面……………………………………………… 44
圖4.11 籃球使用CMOS游標進行人物選擇畫面….……..………………. 45
圖4.12 Joystick操作圖…………………………….…………………… 45
圖4.13 籃球遊戲拿球與投球畫面………………..………….………….. 46
圖4.14 網球軟體程式畫面………………….……….….……..……….. 47
圖4.15 網球1 OR 2 Player程式畫面………….………………..……….. 47
圖4.16 網球人物選擇畫面……………………….…………..…...…….. 48
圖4.17 網球遊戲畫面………………………………..………..…..…… 48
圖4.18 網球使用CMOS游標進行人物選擇畫面……………………..….. 49
圖4.19 網球遊戲發球畫面…………………………….…..….………… 50
圖4.20 網球遊戲擊球畫面..………………………………...…..………. 50
圖4.21 Joystick左右的操作…….…………………………...………….. 51
圖4.22 保齡球軟體程式畫面…..………………………..……………… 52
圖4.23 保齡球遊戲項目選項畫面………………………………...…….. 52
圖4.24 保齡球人物選單畫面…………….……………..…………...….. 53
圖4.25 保齡球遊戲畫面…………..………………….………………… 53
圖4.26 保齡球Joystick揮動………..…………………………...……… 54
圖4.27 棒球遊戲畫面選項…………...…………………………….…… 55
圖4.28 棒球1 OR 2Player或其它遊戲項目選單畫面…..………….……… 55
圖4.29 棒球人物的選項畫面…………………….……..………….…… 56
圖4.30 棒球遊戲畫面…………………………………..……………… 56
圖4.31 拳擊軟體程式畫面…………………..……………………..…… 58
圖4.32 拳擊1 OR 2Player或其它遊戲項目選單畫面………..…….……… 58
圖4.33 拳擊人物選項畫面…………………………………..….….…… 59
圖4.34 拳擊遊戲開始畫面……………………………………...…….… 59
圖4.35 大小Joystick操作圖……………………………………...…..… 60
圖4.36 Joystick操作閃躲畫面………………………………….…..…… 61
圖6.1 CMOS與IR 的運用………………….………………..……..… 64
1.資策會IDEA創新應用中心技術觀測組,淺談近距離無線通訊技術,2005年07月。
2.李宜錫,「Fabrication of small Antennas in the 2.4GHz ISMBand」,國立台灣科技大學,機械工程系 碩士論文2頁,2004年06月。
3.Wii at Nintendo, http://www.nintendo.com/wii 。
4.Mr. OH!主述,ANAN編譯,第三講CCD與CMOS感光元件結構透視 CCD與CMOS感光原理的區別 ,http://www.digital.idv.tw/ DIGITAL/Classroom
/MROH-CLASS/oh3/index-oh3.htm 。
5.Freescale Semiconductor MMA7361L Data Sheet。
6.Kionix, http://www.kionix.com 。
7.光電原理, http://www2.nsysu.edu.tw/IEE/lou/elec/web/process/light.htm 2008/ 。
8.Mr. OH!主述,ANAN編譯,數位講座第二講數位名詞大哉問- 美國Foveon公司發表多層感色 CCD技術 http://oaunix.hlhs.hlc.edu.tw/mroh/
index-oh2.htm ,2002年2月11日。
9.工業研究院, CMOS感測架構 ,2001。
10.±1.5g -6g Three Axis Low-g Micromachined Accelerometer, http://www.freescale.com/files/sensors/doc/data_sheet/MMA7260QT.pdf ,Mar ,2008。
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13. ELAN MICROELECTRONICS CORP. EM198810 2.4GHz ISM Band Transceiver/Framer IC Preliminary Data Sheet。http://www.emc.com.tw,06.18.2007。
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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