專利名稱：用于博弈實驗的教學裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種投票表決設備技術領域，尤其是一種博弈實驗裝置及方法。
背景技術：
博弈實驗是微觀經濟學/西方經濟學必須講授的教學內容，目前教學方式有三種板書講授、問卷調查和計算機實驗，板書講授和問卷調查工作量大且不夠直觀，而計算機實驗受到的條件限制很大，并且建設機房十分昂貴。隨著科學技術的進步，電子表決裝置應用于越來越寬廣的領域，在各種投票表決領域起著重要作用，而無線響應系統由于其不需要布線、使用更加靈活的特點，更是被廣泛的應用。由于表決規則的不同，投票的目標規模較大，傳統的無線響應終端的核心處理器速率過低、功能有限，已限制了無線響應系統在更多領域的發揮，此外，現有無線響應系統中的無線響應終端只能通過無線模塊與計算機交換數據，在計算機沒有配置相應的無線收發模塊時十分不方便。傳統的無線響應終端通過通訊主機與上位機連接，通訊主機通常結構比較復雜， 不便移動，給無線響應系統的使用地點帶來許多限制。傳統的博弈實驗在由若干臺計算機組成的機房里面完成，實驗的完成環境有很大局限性，并且建設機房的投資更大。
發明內容
本發明的目的是提供一種博弈實驗裝置，具有方便攜帶的無線收發器，使博弈實驗裝置的應用場景更加靈活；
本發明的另一目的是提供一種博弈實驗方法。為了實現上述目的，本發明提供了一種博弈實驗裝置，包括上位機和N個無線響應終端，2的偶數，所述上位機由無線收發器、計算機組成，所述無線收發器用于接收無線響應終端發出的信號，并將收到的信號傳遞給計算機；所述上位機和無線響應終端通過433MHZ的微波交換數據，所述無線收發器由第一無線收發模塊、USB串口信號轉換芯片和第一 USB插口組成，所述第一無線收發模塊的輸出端與USB串口信號轉換芯片的輸入端連接，所述USB串口信號轉換芯片通過第一 USB插口與計算機連接，這樣擴展了博弈實驗裝置的使用范圍，并且減小了地域限制，使用地點更加靈活。所述無線響應終端包括第二無線收發模塊、鍵盤輸入模塊、電源模塊、顯示模塊、 下載模塊和主控模塊，所述電源模塊向所述無線響應終端提供電能，所述鍵盤輸入模塊向所述主控模塊輸入信號，所述主控模塊接收、處理輸入信息且輸出給所述顯示模塊顯示，所述第二無線收發模塊與所述主控模塊雙向連接，所述下載模塊與主控模塊雙向連接，所述主控模塊通過所述下載模塊與上位設備進行數據交換；所述下載模塊的第一端口與所述主控模塊的SPI時鐘端口連接，第三端口與所述主控模塊的SPI輸出端口連接，第五端口與所述主控模塊的SPI輸入端口連接，第七端口與所述主控模塊的復位端口連接，第九端口接地，所述下載模塊的第二、第四、第六和第八端口通過第二 USB插口與上位設備連接，所述下載模塊的第十端口接地采用此種無線響應終端能夠和上位機之間交換數據更加方便；
所述鍵盤輸入模塊采用MXN按鍵矩陣，其中M表示行，N表示列，M和N均為> 2的整數，所述鍵盤輸入模塊各行按鍵的輸出端分別為SO、Si、……、SM，各列按鍵的輸出端分別為SM+1、SM+2、……、SM+N，所述鍵盤輸入模塊各行、各列按鍵的輸出端分別與主控模塊對應的輸入端連接，各列按鍵的輸出端分別通過相應的電阻接地；
所述主控模塊采用STC11F32XE型單片機，使得博弈實驗裝置能夠適應越來越復雜的表決規則。所述USB串口信號轉換芯片與所述無線響應終端中的下載模塊采用同一種芯片。所述第一無線收發模塊與所述無線響應終端中的第二無線收發模塊采用同一種
-H-· I I心片。本發明還包括一種基于博弈實驗裝置的博弈實驗方法，包括以下步驟
Al、進入實驗系統，上位機生成新的實驗名稱和時間并選擇對比實驗數，完成后執行下一個步驟；
A2、通過上位機給無線響應終端設置實驗參數，并向無線響應終端發送信號，完成后執行下一個步驟；
A3、所述無線響應終端向上位機發送信號登錄實驗系統，上位機等待無線響應終端登陸，所有的無線響應終端登陸完成后執行下一個步驟；
A4、上位機對所述無線響應終端進行分組，每組均為兩臺無線響應終端，分別為提議者和響應者；上位機向無線響應終端發送分組信號，無線響應終端收到分組信號后向上位機回復信號，上位機等待并接收無線響應終端回復信號，全部無線響應終端回復后執行下一個步驟；
A5、上位機向每組的提議者發送允許提交分配方案的信號，提議者收到信號后向上位機提交分配方案，上位機(8)等待并接收各組的分配方案，完成后執行下一個步驟；
A6、上位機將分配方案發送給每組對應的響應者，響應者收到分配方案后向上位機發送第一回復信號，上位機等待并接收響應者發出的第一回復信號；
A7、根據上位機接收到的第一回復信號，判斷是否為重新分配方案，當第一回復信號為重新分配方案時，將重新分配方案發送給對應的提議者，對應的提議者向上位機發送第二回復信號，上位機根據第二回復信號計算并公布收益，完成后執行下一個步驟；當第一回復信號不是重新分配方案時，上位機根據第一回復信號計算并公布收益，完成后執行下一個步驟；
A8、判斷是否有任意一組實驗結束所有回合，當有實驗沒有結束所有的回合時，未結束的實驗執行下一個步驟；當有實驗結束所有回合時，公布已結束實驗的總結果，然后執行步驟 AlO ；
A9、當分組方式固定時執行步驟A5 ；當分組方式不固定時，重新進行隨機分組，完成后執行步驟A5;
A10、判斷全部實驗是否結束，當有實驗沒有結束時，未結束的實驗執行步驟A9 ；當全部實驗結束時，博弈實驗結束，上位機顯示實驗結果，并將實驗結果發送給無線響應終端， 然后退出實驗系統。
綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明擁有以下有益效果終端和上位機之間交換數據更加方便，能夠適應越來越復雜的表決規則，擴展了使用范圍，并且減小了地域限制，使用地點更加靈活。
本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1是所述博弈實驗裝置的電路原理圖2是所述無線響應終端的電路圖； 圖3所述無線收發器的電路圖； 圖4是所述博弈實驗方法的流程圖。圖中標記1為電源模塊，2為主控模塊，3為顯示模塊，4為鍵盤輸入模塊，5為下載模塊，6為無線收發模塊，7為第二 USB插口，8為上位機，9為無線收發器，10為第一無線收發模塊，11為USB串口信號轉換芯片，12為USB插口，13為計算機。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式
僅僅用以解釋本發明， 并不用于限定本發明。如圖1所示的一種博弈實驗裝置，包括上位機8和N個無線響應終端，N為> 2的偶數，所述上位機8由無線收發器9、計算機13組成，所述無線收發器9用于接收無線響應終端發出的信號，并將收到的信號傳遞給計算機13 ；所述上位機8和無線響應終端通過 433MHZ的微波連接。如圖2所示，所述無線響應終端包括第二無線收發模塊6、鍵盤輸入模塊4、電源模塊1、顯示模塊3、主控模塊2和下載模塊5，所述電源模塊1的輸出端連接主控模塊2、顯示模塊3、第二無線收發模塊6的電源輸入端，所述鍵盤輸入模塊4向所述主控模塊2輸入信號，所述主控模塊2接收、處理輸入信息且輸出給所述顯示模塊3顯示，所述無線收發模塊 6與所述主控模塊2雙向連接，通過433MHZ的微波實現所述主控模塊2與上位機8的無線通訊，且所述下載模塊5與主控模塊2雙向連接，所述主控模塊2能夠通過所述下載模塊5 與上位機8進行數據交換。所述主控模塊2采用STC11F32XE型單片機。所述下載模塊5采用芯片PL2303HX實現，所述下載模塊5的第一端口與所述主控模塊2的SPI (Serial Peripheral Interface，串行外設接口)時鐘端口 SCK連接，第三端口與所述主控模塊2的SPI輸出端口 MISO連接，第五端口與所述主控模塊2的SPI輸入端口 MOSI連接，第七端口與所述主控模塊2的復位端口 RESET連接，第九端口接地，所述下載模塊5的第二、第四、第六和第八端口通過USB插口 7與上位設備連接，所述下載模塊5的第十端口接地。所述按鍵輸入模塊4采用4X4按鍵矩陣，各行按鍵的輸出端分別為SO、Si、S2和 S3，各列按鍵的輸出端分別為S4、S5、S6和S7，所述鍵盤輸入模塊各行、各列按鍵的輸出端 S(TS7分別與主控模塊2對應的輸入端ΡΒ(ΓΡΒ7連接，各列按鍵的輸出端S4 S7分別通過電阻R2 R5接地。所述第二無線收發模塊6采用型號為)(D-RF-4-13-S(T)的芯片實現，所述第二無線收發模塊6的輸出端與主控模塊2的輸入端連接，所述第二無線收發模塊6的輸入端與主控模塊2的輸出端連接。所述顯示模塊3采用液晶顯示模塊QC12864B實現，所述顯示模塊3的數據總線 D(TD7端與主控模塊2的ΡΑ(ΓΡΑ7端對應連接，所述顯示模塊3的VSS端、HALT端均接地， 所述顯示模塊3的串行時鐘信號端WR與主控模塊2的SCL端連接，所述顯示模塊3的數字輸出端C/D與主控模塊2的TCK端連接，所述顯示模塊3的串行數據端RD與主控模塊2的 SDA端連接。如圖3所示，無線收發器9由第一無線收發模塊10、USB串口信號轉換芯片11和第一 USB插口 12組成，所述第一無線收發模塊10與所述無線響應終端中的第二無線收發模塊6均采用型號為)(D-RF-4-13-S (T)的芯片實現，所述USB串口信號轉換芯片11與所述無線響應終端中的下載模塊5均采用芯片PL2303HX，所述第一無線收發模塊10的輸出端與 USB串口信號轉換芯片11的輸入端連接，所述USB串口信號轉換芯片11通過第一 USB插口 12與計算機連接。所述無線響應終端向所述上位機8傳送信息時，所述電源模塊1給無線響應終端提供+5V電源，所述主控模塊2通過端口 ΡΒ(ΓΡΒ7接收鍵盤輸入模塊4輸出的信息，所述主控模塊2通過端口 ΡΑ(ΓΡΑ7向顯示模塊3輸出信息，同時所述主控模塊2把接收到的信息通過端口 T)(D傳送給第二無線收發模塊6，第二無線收發模塊6通過433MHZ的微波將信息傳送給無線收發器9，無線收發器通過USB插口將信息送達到計算機，計算機對接收到的信息進行處理。所述上位機8向所述無線響應終端傳送信息時，通過無線收發器9將信息以微波的形式發出，所述無線響應終端的第二無線收發模塊6接收到信息，所述第二無線收發模塊6將信息傳送給主控模塊2，所述主控模塊2通過端口 ΡΑ(ΓΡΑ7向顯示模塊3輸出信息。由于具體實施情況的不同，所述鍵盤輸入模塊4的按鍵可以視情況增加或刪減， 如鍵盤輸入模塊4采用2Χ3、3Χ5、5Χ5等按鍵矩陣，所述的下載模塊可以采用其它同功能的芯片，如CP210UCP2102等。如圖4所示，一種基于博弈實驗裝置的博弈實驗方法，包括以下步驟
Al、進入實驗系統，上位機8生成新的實驗名稱和時間并選擇對比實驗數，完成后執行下一個步驟；
Α2、通過上位機8給無線響應終端設置實驗參數，并向無線響應終端發送信號，完成后執行下一個步驟，所述實驗參數包括博弈模型、參加者人數、分組方式、實驗規則和分配方案；
A3、所述無線響應終端向上位機8發送信號登錄實驗系統，上位機8等待無線響應終端登陸，所有的無線響應終端登陸完成后執行下一個步驟；
Α4、上位機8對所述無線響應終端進行分組，每組均為兩臺無線響應終端，分別為提議者和響應者；上位機8向無線響應終端發送分組信號，無線響應終端收到分組信號后向上位機8回復信號，上位機8等待并接收無線響應終端回復信號，全部無線響應終端回復后執行下一個步驟；
7A5、上位機8向每組的提議者發送允許提交分配方案的信號，提議者收到信號后向上位機8提交分配方案，上位機8等待并接收各組的分配方案，完成后執行下一個步驟；
A6、上位機8將分配方案發送給每組對應的響應者，響應者收到分配方案后向上位機8 發送第一回復信號，上位機8等待并接收響應者發出的第一回復信號；
A7、根據上位機8接收到的第一回復信號，判斷是否為重新分配方案，當第一回復信號為重新分配方案時，將重新分配方案發送給對應的提議者，對應的提議者向上位機8發送第二回復信號，上位機根據第二回復信號計算并公布收益，完成后執行下一個步驟；當第一回復信號不是重新分配方案時，上位機8根據第一回復信號計算并公布收益，完成后執行下一個步驟；
A8、判斷是否有任意一組實驗結束所有回合，當有實驗沒有結束所有的回合時，未結束的實驗執行下一個步驟；當有實驗結束所有回合時，公布已結束實驗的總結果，然后執行步驟 AlO ；
A9、當分組方式固定時執行步驟A5 ；當分組方式不固定時，重新進行隨機分組，完成后執行步驟A5 ；
A10、判斷全部實驗是否結束，當有實驗沒有結束時，未結束的實驗執行步驟A9 ；當全部實驗結束時，博弈實驗結束，上位機8顯示實驗結果，并將實驗結果發送給無線響應終端，然后退出實驗系統。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于博弈實驗的教學裝置，包括上位機(8)和N個無線響應終端，2的偶數，所述上位機(8)由無線收發器(9)、計算機(13)組成，所述無線收發器(9)用于接收無線響應終端發出的信號，并將收到的信號傳遞給計算機(13);所述上位機(8)和無線響應終端通過433MHZ的微波交換數據，其特征在于所述無線收發器(9)由第一無線收發模塊(10)、 USB串口信號轉換芯片(11)和第一 USB插口(12)組成，所述第一無線收發模塊(10)的輸出端與USB串口信號轉換芯片(11)的輸入端連接，所述USB串口信號轉換芯片(11)通過第一 USB插口(12)與計算機(13)連接。
2.根據權利要求1所述的用于博弈實驗的教學裝置，其特征在于所述無線響應終端包括第二無線收發模塊(6)、鍵盤輸入模塊(4)、電源模塊(1)、顯示模塊(3)、下載模塊(5) 和主控模塊(2)，所述電源模塊(1)向所述無線響應終端提供電能，所述鍵盤輸入模塊(4) 向所述主控模塊(2)輸入信號，所述主控模塊(2)接收、處理輸入信息且輸出給所述顯示模塊(3)顯示，所述第二無線收發模塊(6)與所述主控模塊(2)雙向連接，所述下載模塊(5) 與主控模塊(2 )雙向連接，所述主控模塊(2 )通過所述下載模塊(5 )與上位設備進行數據交換；所述下載模塊(5)的第一端口與所述主控模塊(2)的SPI時鐘端口(SCK)連接，第三端口與所述主控模塊(2)的SPI輸出端口(MISO)連接，第五端口與所述主控模塊(2)的SPI 輸入端口(MOSI)連接，第七端口與所述主控模塊(2)的復位端口(RESET)連接，第九端口接地，所述下載模塊(5)的第二、第四、第六和第八端口通過第二 USB插口(7)與上位設備連接，所述下載模塊(5)的第十端口接地；所述鍵盤輸入模塊(4 )采用MXN按鍵矩陣，其中M表示行，N表示列，M和N均為> 2的整數，所述鍵盤輸入模塊(4)各行按鍵的輸出端分別為S0、S1、……、SM，各列按鍵的輸出端分別為SM+l、SM+2、……、SM+N，所述鍵盤輸入模塊(4)各行、各列按鍵的輸出端(S(TSM+N) 分別與主控模塊(2)對應的輸入端連接，各列按鍵的輸出端(SM+廣SM+N)分別通過相應的電阻接地；所述主控模塊(2)采用STC11F32XE型單片機。
3.根據權利要求1或2所述的用于博弈實驗的教學裝置，其特征在于所述USB串口信號轉換芯片(11)與所述無線響應終端中的下載模塊(5)采用同一種芯片。
4.根據權利要求1或2所述的用于博弈實驗的教學裝置，其特征在于所述第一無線收發模塊(10)與所述無線響應終端中的第二無線收發模塊(6)采用同一種芯片。
5.一種基于博弈實驗教學裝置的實驗方法，其特征在于按以下步驟執行Al、進入實驗系統，上位機(8)生成新的實驗名稱和時間并選擇對比實驗數，完成后執行下一個步驟；A2、通過上位機(8 )給無線響應終端設置實驗參數，并向無線響應終端發送信號，完成后執行下一個步驟；A3、所述無線響應終端向上位機(8)發送信號登錄實驗系統，上位機(8)等待無線響應終端登陸，所有的無線響應終端登陸完成后執行下一個步驟；A4、上位機(8)對所述無線響應終端進行分組，每組均為兩臺無線響應終端，分別為提議者和響應者；上位機(8)向無線響應終端發送分組信號，無線響應終端收到分組信號后向上位機(8)回復信號，上位機(8)等待并接收無線響應終端回復信號，全部無線響應終端回復后執行下一個步驟；A5、上位機(8)向每組的提議者發送允許提交分配方案的信號，提議者收到信號后向上位機(8)提交分配方案，上位機(8)等待并接收各組的分配方案，完成后執行下一個步驟；A6、上位機(8)將分配方案發送給每組對應的響應者，響應者收到分配方案后向上位機 (8)發送第一回復信號，上位機(8)等待并接收響應者發出的第一回復信號；A7、根據上位機(8)接收到的第一回復信號，判斷是否為重新分配方案，當第一回復信號為重新分配方案時，將重新分配方案發送給對應的提議者，對應的提議者向上位機(8)發送第二回復信號，上位機根據第二回復信號計算并公布收益，完成后執行下一個步驟；當第一回復信號不是重新分配方案時，上位機(8)根據第一回復信號計算并公布收益，完成后執行下一個步驟；A8、判斷是否有任意一組實驗結束所有回合，當有實驗沒有結束所有的回合時，未結束的實驗執行下一個步驟；當有實驗結束所有回合時，公布已結束實驗的總結果，然后執行步驟 AlO ；A9、當分組方式固定時執行步驟A5 ；當分組方式不固定時，重新進行隨機分組，完成后執行步驟A5;A10、判斷全部實驗是否結束，當有實驗沒有結束時，未結束的實驗執行步驟A9 ；當全部實驗結束時，博弈實驗結束。
全文摘要
本發明公開了一種用于博弈實驗的教學裝置及方法，包括上位機和N個無線響應終端，N為≥2的偶數，所述上位機由無線收發器、計算機組成，所述無線收發器用于接收無線響應終端發出的信號，并將收到的信號傳遞給計算機；所述上位機和無線響應終端通過433MHZ的微波交換數據，所述無線收發器由第一無線收發模塊、USB串口信號轉換芯片和第一USB插口組成，所述第一無線收發模塊的輸出端與USB串口信號轉換芯片的輸入端連接，所述USB串口信號轉換芯片通過第一USB插口與計算機連接，終端和上位機之間交換數據更加方便，能夠適應越來越復雜的表決規則，擴展了使用范圍，并且減小了地域限制，使用地點更加靈活。
文檔編號G09B19/00GK102289968SQ20111024725
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月26日 優先權日2011年8月26日
發明者劉恒洋, 劉貞, 施於人, 朱新才, 閻建明, 黃賢英, 龔恒翔 申請人:重慶理工大學