健康娱乐和方法装置及其管理系统

技术领域

本发明涉及一种娱乐及的方法、装置及其管理系统，尤其涉及一种应用游戏者生理 信号的改变程度控制分发娱乐及筹码的方法、装置及管理系统。更具体的说，本发明是 在现有的娱乐和装置中通过添加游戏者生理信号监测、计算装置，通过监测、对比、计 算游戏过程中，游戏者生理状态改变程度，决定单位时间内发放娱乐及用筹码的数量， 通过计算机内部网络，统计每个单独娱乐和装置中，每个游戏者的生理状态改变程度， 从而计算每个游戏者在整个娱乐或期间生理信号改变程度的总体变化趋势，为每个游戏 者提出有用的建议及指导。本发明可以广泛应用于各个娱乐场所或健康康复中心。

技术背景

目前的娱乐装置大都是由手动控制，反映游戏者手部运动灵活性或敏捷性，竞争获胜率 可能通过技巧训练而提高。目前的装置，大多都是以计算机预置的得胜率所决定，结果 随机，游戏很难控制输赢结果。游戏者应用这些游戏装置和装置进行娱乐时，精神 紧张度增高，肾上腺素分泌增多，交感神经兴奋，人体处于应急状态，时间较长的上述娱乐 活动通常会增加游戏者的压力和紧张程度，可能会对个人健康产生负面影响。手动型游戏装 置在游玩数次后，通常会失去新鲜感而厌倦，减少了娱乐趣味性。而应用装置进行娱乐 时，由于结果完全随机，游戏者完全无法控制，因而会减少娱乐性和控制感。

通过采集游戏者生理信号，对生理信号进行处理、分析、计算，根据个人生理信号改变 的程度决定游戏装置和装置的得胜率的方法和装置可以克服上述缺点，指导个人通过简 单放松训练或生物反馈训练，既可让游戏者通过改变个人的意识状态来控制得胜率，不仅在 游戏过程中，游戏者学会放松方法，获得放松的健康结果，而且会增加游戏的新鲜感、趣味 性，在游戏中增加控制感和成就感，增加趣味性和娱乐性，寓健康于娱乐，寓娱乐于健 康，在娱乐同时获得健康结果，在健康训练中获得娱乐享受。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷和现有技术的不足，本发明通过添加游戏者生理信号监测和计 算装置在现有的游戏装置、娱乐装置、装置中，或者添加生理信号监测网络于上述装置 构成地游戏机构、娱乐机构和机构中，将普通的娱乐和游戏，改变成拥有健康训练 意义的健康娱乐游戏，达成寓健康与娱乐，寓娱乐与健康，在娱乐同时获得健康结果，在健 康训练过程中增加娱乐性和竞争性，以娱乐形式增加个人参与健康训练的兴趣、娱乐与健康 结合的目的。

为了达成本发明的目的，本发明采用的技术方案的技术特征是，一种应用游戏者生理信 号的改变程度控制分发娱乐及筹码的方法、装置及管理系统。更具体的说，本发明是在 现有的娱乐和装置中通过添加游戏者生理信号监测、计算装置，通过监测、对比、计算 游戏过程中，游戏者生理状态改变程度，决定单位时间内发放娱乐及用筹码的数量，通 过计算机内部网络，统计每个单独娱乐和装置中，每个游戏者的生理状态改变程度，从 而计算每个游戏者在整个娱乐或期间生理信号改变程度的总体变化趋势，为每个游戏者 提出有用的建议及指导。本发明可以广泛应用于各个娱乐场所或健康康复中心。

本发明采用的生理信号监测和计算装置，其特征是，通过采集游戏者生理信号，对生理 信号进行放大、调理后，对生理信号进行处理、分析、计算，以生理信号的基线值为参考对 比标准，计算出倍增因子及其级别，以此代表游戏者生理信号变化的程度，将其转化为指令， 并换算成筹码数量，显示在显示器上，由管理员根据显示的筹码数量手工发放筹码，或通过 自动筹码机自动发放计算的筹码数量。

为了完成上述任务，本发明的装置由以下模块及结构组成：生理信号采集模块，用来采 集游戏者的生理信号；生理信号放大、调理模块，用来对采集的生理信号进行放大，A/D转 换为数字信号传输至计算机；生理信号处理、分析、计算、贮存模块，用来对生理信号进行 处理、分析、计算和贮存，并以生理信号基线值为参考对比标准，即时计算游戏者倍增因子 及其级别；控制及输出模块，用来将游戏者的倍增因子级别转化为控制指令，将指令换算成 筹码数量，在显示器上显示筹码数量，由管理人员根据显示器上显示的每个游戏者获得的筹 码数量手工发放筹码，或采用自动筹码机，根据CPU指定的筹码数量自动发放筹码。

应用于本发明装置控制的生理信号，可以是人体各种形式的体表生理信号，包括脉搏波 信号、心电信号、脑电信号、肌电信号、皮肤电信号、呼吸信号、体表温度信号、血压信号、 血氧饱和度信号、眼电信号、眼球运动信号等生理信号。上述生理信号可以采用相应的专用 生理信号传感器采集。这种由生理信号传感器采集的生物电信号或非电信号，通过传感器转 变成标准电信号进行进一步放大、调理。本发明装置中生理信号采集模块由上述各种通用型 或专用型生理信号传感器构成。

本发明装置中的生理信号放大调理模块，由生物电信号放大器、A/D转换器、计算机接 口电路组成，根据不同类型的生理信号，可以选用不同类型的专用或通用生物电放大器。放 大器通常由高共模抑制比的仪表放大器组成。A/D转换器可以采用8位、12位或16位A/D 转换器，根据不同的采样率及精确度而选择。计算机接口电路，可以采用多种接口方式，包 括USB接口方式，RS232接口方式，或者采用直接计算机串行接口或者并行接口方式输出数 字信号到计算机。生理信号放大调理模块，可以采用市售通用型信号调理板和数据采集板， 也可以根据生理信号的类型，自行设计，制造专用特殊用途的装置。上述的生理信号放大、 调理模块将采集的生理信号进行前置放大、工频滤波、A/D转换成数字信号，通过计算机接 口电路，将数字信号输出至计算机装置。

本发明的技术特征是，本发明采用生理信号基线值测试装置在每个游戏者进入游戏场所 前和进行游戏前以统一的方式测试其生理信号基线值，并将测试获得的生理信号基线值存入 这个游戏者独特ID号码的文档中予以保存。与此同时，在同样计算机上，通过制卡机的附属 装置，为这个游戏者创作一张含有独特ID号码和条形码的磁卡，内含该游戏者的基本信息和 每种生理信号基线值。每个游戏者在进行每种娱乐或游戏前，必须将此磁卡，插入该装 置相应座位前的磁卡阅读机内。磁卡阅读机阅读磁卡内容，并传输至主控计算机，计算该游 戏者的游戏开始及结束时间，并根据游戏时间计算游戏者的生理状态改变程度。

本发明的技术特征是，在每个传统的娱乐设备或装置中添加一个监控每个游戏者生 理信号改变程度的以计算机为基础的生理信号监控系统。这个系统由主控计算机、信号采集 板、每个游戏者面前的生理信号采集装置和磁卡读卡机和显示器构成。游戏者进行游戏前， 将自己独特ID的磁卡插入台前的读卡机，读卡机阅读磁卡，将信息传输至主控计算机。该娱 乐装置或装置管理员将激活该游戏者座位的生理信号采集及显示装置，游戏者佩戴生理 信号传感器，生理信号监测装置随即监测该游戏者生理信号变化，并与生理信号基线值对比， 计算出倍增因子数值，并转换为筹码数量，由管理员按照显示器上显示的筹码数量，人工分 发筹码给游戏者，游戏者用这些筹码进行游戏或。与此同时，游戏者台前的显示器上显 示游戏者的倍增因子级别和标记，明确指示游戏者的生理信号改变状态。如果游戏者的生理 信号改变未达到预期改善，显示器自动显示指导游戏者进一步放松的模拟呼吸信号。游戏者 可以模仿，以调整生理状态。

本发明的技术特征是，在娱乐机构和机构内，每台生理信号监测系统的计算机通过 内部网络与服务器相连，服务器帮助每台电脑之间相互分享信息，每台设备中记录每个游戏 者生理信号改变程度的信息都会存入数据库中该游戏者的文档下予以保留。每个游戏者在基 线值测试装置测试的基线值也会存在这个文档下，采用专门软件，可以分析和评估游戏者整 个生理信号改善的趋势。

本发明的技术特征是，在游戏过程中，单位时间内根据每个游戏者的倍增因子数值分发 筹码的方法，简单的方法是，计算机装置将应该发给每个游戏者的筹码数量同时显示在管理 员和该游戏者面前的显示屏上，由管理员手工发放筹码给游戏者。另一种替代的方法是采用 自动筹码发放机分发筹码，主控计算机将应该分发给每个游戏者的筹码的数量转换为指令， 传输给相应游戏者台前的自动筹码发放机，由筹码发放机自动发放筹码给该游戏者。自动筹 码机内预置筹码在一个直径与筹码相仿的圆筒内，圆筒上方有一个缺口，缺口厚度稍厚于筹 码厚度。圆筒底部以弹簧支撑，圆筒缺口后侧有一个与筹码厚度稍薄的半圆形推板，该推板 与一个电磁块装置相连，当主控计算机计算出发放筹码的数量时，CPU发出相等于等码数量 的脉冲数量，通过继电器激发电磁块，电磁块按照脉冲次数吸合，结果相当于脉冲数量的筹 码被发放。

本发明的技术特征是，本发明生理监测装置中主控计算机与各个游戏者终端的生理信号 采集装置和显示装置之间，可以是采用导线相连接的方法，每个游戏者终端可以由单独的生 理信号传感器和LCD显示器通过导线与主控计算机相连接，每个游戏者终端也可以是一个单 片机系统，通过导线或通过无线放射装置与主控计算机相连接。每台娱乐装置或装置的 生理信号监测系统与其他装置的子系统或与网络主控计算机可以通过导线相连接，也可以通 过无线方式相接。本发明装置中的生理信号处理、分析、计算、贮存模块，是多种形式的计 算机装置，由中央处理器(CPU)，程序贮存器(RAM)，数据贮存器(ROM)构成，可以是 任何形式的计算机装置，包括台式电脑、笔记本电脑、手掌式电脑(PDA)、单片电脑或单板 电脑、工业控制电脑等。这些计算机装置配备必要的输入、输出装置、控制装置、多媒体装 置和操作系统软件以及专用信号输入、处理、分析、计算、控制软件，根据不同的生理信号 及不同的游戏装置、装置选择合适的计算机装置。生理信号处理、分析、计算、贮存模 块，接受输入的生理信号，对输入的生理信号进行各种处理，将处理的信号采用专门的工具 进行分析，将分析的信号贮存，并与贮存在数据贮存模块中的生理信号基线数值进行对比计 算，计算出倍增因子及其级别，以声光模式，通过多媒体装置，显示即时的倍增因子级别及 其标记。同时将倍增因子级别，转化为数字信号，或转化为得胜率，输出至控制与输出模块。

本发明装置中的控制及输出模块，由数字信号控制装置，包括数字开关控制装置、步进 马达控制装置等组成，通过输出数字控制信号控制继电器或数位开关，或通过输出脉冲信号 控制步进电机的转角，或通过输出数字信号控制电磁块的吸合控制电磁块装置；控制及输出 模块还可以通过D/A转换电路将数字信号指令转变成模拟控制的电压信号，通过模拟电压信 号直接或间接驱动或控制游戏或装置。

本发明装置中的游戏装置或装置可以是任何以记分方式和(或)计点方式的娱乐装 置，包括但不限于电子游戏机、电视游戏机、电脑游戏机、弹球游戏机、装置、角 子机、老虎机、扑克机、blackjack装置、装置、模拟射击装置、模拟赛车装置、模拟 赛船装置、模拟飞机竞赛装置、玩骰子游戏装置、电动转盘游戏装置等多种装置。这些装置 的共同特点是可以由计算机控制，采用记分、记点、记时、记量的方式决定胜负。这些装置 可以是在通用型娱乐装置上添加生理信号采集、计算、控制模块而改装，或者按照游戏的玩 法重新设计新的娱乐装置。本发明的技术特征是，通过监测、计算游戏者游戏时生理状态的 改变程度来决定游戏者的得分或胜负。这个数值是通过测量游戏者游戏时的生理信号数值， 并将其与游戏者生理信号基线值相对比，计算出倍增因子，以此代表游戏者当时生理状态改 变的程度，并将倍增因子级别转化为数字或模拟控制指令，控制游戏者的得分率或得胜率。 游戏者游戏时生理信号改变的幅度与游戏者的得胜率或得分率呈线性关系，游戏者游戏时生 理状态越放松，越处于松弛状态，游戏者得分率和得胜率就越高。反之，游戏者游戏时生理 状态越紧张，越处于紧张状态，游戏者的得分率和得胜率就越低。

本发明的技术特征是，本发明装置用于监测游戏者生理信号的各项指标是以观察人体生 理放松状态为标准的，这些指标可以是监测脉搏波或心电波形中RR-50数量、PP-50数量、 LH分量、HF分量或LF/HF比值、单位时间内心率的变化、呼吸频率或呼吸幅度变化、肌电 信号变化、脑电α波数量变化、体表温度变化、皮肤电传导率变化、血压变化、血氧饱和度 改变、单位时间内氧气和二氧化碳含量的改变等。最佳的选择是生理信号传感器容易佩戴， 不影响游戏者活动，不增加游戏者痛苦，指标稳定可靠，重复性强，容易测试、分析对比的 生理信号类型。此外，由于不同生理信号的生物反馈控制难度不一致，考虑到初学者和新手 掌握难易程度，可以从最简单的呼吸生物反馈训练开始，让游戏者有一定理解和认识后，采 用脉搏波传感器监测RR-50数量，逐步发展到测试肌电信号、皮电信号、皮肤温度信号，最 后采用脑电信号生物反馈。也可以根据游戏者个人健康状态，选择最适台游戏者个人的生物 反馈形式。

本发明的技术特征是，本发明装置中采用的游戏者的生理信号基线值是监测游戏者生理 状态改变的基础和参考对比数值。基线值测量的准确程度直接影响监测结果的准确性。游戏 者基线值的测试方法可以是多种形式的，可以在游戏开始前，在游戏者安静坐位姿势五分钟 后，开始测量某种生理信号1分钟至10分钟，最好是2-3分钟，计算其平均数值，以此为 游戏者个人的某种生理信号基线值，记录在游戏者个人挡案内，以便随时可以调用。游戏者 基线值也可以是采用以前生物反馈训练结束时的生理信号数值，还可以是在游戏开始后2-5 分钟内采集游戏者生理信号的平均数值。采用上述方法测试基线值都是被允许的，最重要的 是，任何一个游戏团体或游戏小组必须采用同一种生理信号，同一种分析计算方法，以及同 一种方法测定基线值，否则游戏的结果失去准确性。

本发明的技术特征是，本发明装置中监测的数值是游戏者生理信号在游戏中的改变，游 戏者生理信号的绝对值没有意义，只有生理信号在游戏中任何一个时段的改变所代表的生理 信号相对改变值，才是决定游戏得分率和得胜率的关键，在本装置中的生理信号数值改变是 动态的、变化的。计算某个时间段生理信号数值与生理信号基线值的比值，就代表该时间段 游戏者生理状态的改变程度，测量和计算生理信号改变程度的时间间隔和周期可以自由调节， 但其间隔至少不能低于30秒，否则太短时间间隔不能有效计算生理信号的平均数值，可能会 出现较大的误差。测量和计算的间隔时间最好在30秒至5分钟，最佳时间在30秒到1分钟， 游戏管理者可以根据需要自由调节。

本发明的技术特征是，本装置中采用倍增因子来代表游戏者生理状态改变的程度。倍增 因子计算采用游戏时即时测量的生理信号数值除以该生理信号的基线值，基线值作为常数贮 存在RAM中。为了更直接显示和表达倍增因子的意义，采用倍增因子级别和标记来表示倍 增因子的程度，倍增因子与其对应的倍增因子级别和倍增因子标记相互关系采用表格形式存 放在计算机装置的RAM中，通过查表法可以快捷查。代表游戏者即时生理状态改变程度 的倍增因子级别和倍增因子标记会自动显示在游戏、装置中游戏者面前的显示屏中。倍 增因子所代表的游戏者生理状态提示语音内容也可以通过耳机提示游戏者。在游戏中游戏者 的倍增因子某单位时间里自动改变，改变的幅度取决于游戏者生理状态的改变。倍增因子更 新的时间间隔，取决于预置的计算倍增因子的间隔时间，可以调整。这个间隔时间应该根据 游戏装置的特殊性来设置，两者之间应该谐调和配合。

本发明的技术特征是，当游戏者的倍增因子级别不理想，而游戏者想通过调整个人的生 理状态，达到更放松的生理状态时，游戏者可以选择“呼吸模拟”选项，一旦这个选项被选 择，计算机装置根据游戏者目前的倍增因子级别自动选择合适的呼吸频率和呼吸周期，并以 声音模拟和影象模拟的方式指导游戏者通过调整呼吸来改善生理放松状态，游戏者也可以通 过其他方式调整个人的放松状态，包括各种放松训练和生物反馈训练的方法。

附图说明

图1是生理监测系统结构方框图

图2是生理监测系统网络连接示意图

图3是自动筹码分发机结构示意图

图4是倍增因子对照表

图5是模拟呼吸频率对照表

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明

实施例1.生理信号监测系统(图1)

生理信号监测系统由传感器104、107、110分别采集不同游戏者的生理信号，传送到数 据采集板102，经信号调理、A/D转换后传输至主控计算机101，主控计算机101通过数据采 集板102收集从磁卡阅读机106、109、112传输来的各个游戏者生理信号基线值，经过分析、 计算出倍增因子数值后，通过显示器驱动器103在LCD105、108、111上显示筹码数量。

实施例2.生理信号监测系统网络(图2)

网络服务器201通过内部网络连线连接各个生理信号监测系统202、203、204、205、206、 207，各个生理信号监测系统相互网络连接。在娱乐机构和机构内，每台生理信号监测系 统的计算机通过内部网络与服务器相连，服务器帮助每台电脑之间相互分享信息，每台设备 中记录每个游戏者生理信号改变程度的信息都会存入数据库中该游戏者的文档下予以保留。 每个游戏者在基线值测试装置测试的基线值也会存在这个文档下，采用专门软件，可以分析 和评估游戏者整个生理信号改善的趋势。

实施例3.自动筹码发放机(图3)

自动筹码机301内预置筹码302在一个直径与筹码相仿的圆筒307内，圆筒上方有一个 缺口304，缺口厚度稍厚于筹码厚度。圆筒底部以弹簧303支撑，圆筒缺口后侧有一个与筹 码厚度稍薄的半圆形推板305，该推板与一个电磁块装置306相连，当主控计算机计算出发 放筹码的数量时，CPU发出相等于等码数量的脉冲数量，通过继电器激发电磁块，电磁块按 照脉冲次数吸合，结果相当于脉冲数量的筹码被发放。