基于通讯式控制的现制现售食品多工序制作方法及应用、系统与流程

本发明涉及食品多道工序加工技术领域，具体涉及一种基于通讯式控制的现制现售食品多工序制作方法及应用、系统。

背景技术

随着人们对物质水平的追求，人们对精神水平的追求也越来越高，在饮品领域中优其能体现，如，咖啡制作，人们对咖啡口味的追求越来越多，如，冰咖啡、热咖啡等，与冲泡咖啡相比，人们更喜欢现制咖啡，不仅味道鲜美，口味还众多。

现制咖啡与冲泡咖啡相比，现制咖啡所需时间较长，如果制作定制口味的咖啡，如冰咖啡、冰加鲜奶咖啡，因工序复杂所需时间更长；虽然现有全自动现制咖啡机以替换人工操作，但其制作咖啡的过程仍需要人工或机械臂不停地操作控制按钮或不停地触摸触控屏向全自动咖啡机发送命令；以制冰咖啡为例，人工或机械臂触摸取杯按钮，以控制取杯设备取杯、移动至咖啡机的工位、放杯；然后，人工或机械臂触摸咖啡机开关，实现现磨咖啡；再然后，人工或机械臂触摸取杯按钮，以控制取杯设备拿取盛装现磨咖啡的咖啡杯，移动到落冰的工位；再然后，人工或机械臂触摸落冰装置的开关，使落冰装置向咖啡内加冰；再然后，人工或机械臂触摸取杯按钮，以控制取杯设备拿取盛装加冰的咖啡杯，移动到压盖的工位；再然后，人工或机械臂触摸压盖装置的开关，使压盖装置对冰咖啡加盖；最后，人工或机械臂触摸取杯按钮，以控制取杯设备拿取制成的冰咖啡移动至出货装置。

由冰咖啡的制作过程可知，每一个加工动作均需要人工可机械臂触摸相应的动作按钮或开关，以控制相应的设备工作，由当前工序完成到开启下一个工序则需要一定的时间间隔，若制作需要更多工序的咖啡，则这些工序之间的时间间隔的累积时间会更长，即，不论是人工制作咖啡还是半自动或全自动制作咖啡，因前后工序切换之间存在延时，导致制作一杯咖啡所需时间也相应较长，因此，如何缩短现制咖啡周期时间是值得研究的一个问题。

技术实现要素：

为了提高现制咖啡的周期时间，使现制咖啡的加工工序符合现代生活的快节奏，减少购买现制咖啡的等待时间，本申请提供一种基于通讯式控制的现制现售食品多工序制作方法、应用及系统。

根据第一方面，一种实施例中提供一种基于通讯式控制的现制现售食品多工序制作方法，包括步骤：

对现制现售食品制作过程中所涉及的各个食品加工设备分别定义控制命令协议；

按食品口味和加工工序对各个食品加工设备的控制命令协议进行组合，以形成不同食品口味的加工工序所对应的控制命令协议组合列表；

根据获取的食品口味制作命令调用相应的控制命令协议组合列表，并将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备，使所述食品加工设备根据接收的控制命令协议执行相应的食品加工动作。

一种实施例中，所述形成不同食品口味的加工工序所对应的控制命令协议组合列表后，还包括将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按照执行动作的同步性进行重新组合，将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备时，将重新组合的控制命令协议同步发送至相应的食品加工设备，使相应的食品加工设备同步工作。

一种实施例中，将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备，具体为：

为各个控制命令协议所关联的执行动作设置相应的执行时间；

对当前工序的运行时间进行计时，待计时时长达到所对应的执行时间时，向相应的食品加工设备发送下一个工序所对应的控制命令协议。

一种实施例中，将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备，具体为：

为各个控制命令协议所关联的执行动作设置相应的执行时间；

待当前食品加工设备的执行结束时，当前食品加工设备反馈一信号，根据该信号向相应的食品加工设备发送下一个工序所对应的控制命令协议。

一种实施例中，将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备，具体为：

为各个控制命令协议所关联的执行动作设置相应的执行时间；

融合开环控制和闭环控制对食品加工的一部分前后工序进行开环切换，及对食品加工的另一部分前后工序进行闭环切换，其中，开环切换前后工序的方式为：对当前工序的运行时间进行计时，待计时时长达到所对应的执行时间时，向相应的食品加工设备发送下一个工序所对应的控制命令协议；闭环切换前后工序的方式为：待当前食品加工设备的执行结束时，当前食品加工设备反馈一信号，根据该信号向相应的食品加工设备发送下一个工序所对应的控制命令协议。

一种实施例中，还包括对各个食品加工设备分别定义状态命令协议和确认命令协议，以使通过所述状态命令协议获取食品加工设备的状态信息，及，当食品加工设备接收到控制命令协议后通过反馈确认命令协议后开始执行相应的食品加工动作。

根据第二方面，一种实施例中提供一种上述的现制现售食品多工序制作方法在咖啡制作中的应用，包括步骤：

对现制现售咖啡制作过程中所涉及的各个加工设备分别定义控制命令协议，所述加工设备包括但不限于机械臂、压盖机、鲜奶添加装置、制冰装置；

按咖啡口味和加工工序对各个加工设备的控制命令协议进行组合，以形成不同咖啡口味的加工工序所对应的控制命令协议组合列表；

根据获取的咖啡口味制作命令调用相应的控制命令协议组合列表，并将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的加工设备，使所述加工设备根据接收的控制命令协议执行相应的咖啡加工动作。

一种实施例中，所述形成不同咖啡口味的加工工序所对应的控制命令协议组合列表后，还包括将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按照执行动作的同步性进行重新组合，将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的加工设备时，将重新组合的控制命令协议同步发送至相应的加工设备，使相应的加工设备同步工作。

根据第三方面，一种实施例中提供一种基于通讯式控制的现制现售食品多工序制作系统，包括：

上位机，用于人机交互，获取食品口味和加工工序的制作命令；

控制模块，与食品制作过程中所涉及的各个食品加工设备分别信号连接，用于根据所述上位机下达的食品口味和加工工序的制作命令向相应的食品加工设备发送命令：

具体的，控制模块中存储有若干个按食品口味不同对各个食品加工设备的控制命令协议进行组合而形成的控制命令协议组合列表，所述控制模块根据获取的食品口味制作命令调用相应的控制命令协议组合列表，并将所述控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备，使所述食品加工设备根据接收的控制命令协议执行相应的食品加工动作。

一种实施例中，各个食品加工设备存储有状态命令协议，各个食品加工设备通过所述状态命令协议向所述控制模块反馈当前的状态信息。

依据上述实施例的食品多工序制作方法，由于各个食品加工设备的控制命令以通讯式发送，无需通过外部的机械臂或人工触摸相应的命令按钮以实现控制命令的发送，而是根据食品加工工序以通讯方式实时获取相应的控制命令协议，实现前后加工工序的无缝衔接，与现有食品加工工序需要逐个触控开启相比，明显缩短了食品加工周期；另外，根据部分工序的同步性，还可以向部分食品加工设备同步发送相应的控制命令协议，使相应的食品加工设备同步工作，与现有的食品加工工序按序操作相比，使得食品加工周期更加缩短，进一步，缩短了购买现制食品的等待时间，解决现有购买现制食品等待时间长的问题。

附图说明

图1为食品多工序制作方法流程图；

图2为现制现售咖啡制作原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明实施例中，通过对食品多工序制作中涉及的各个食品加工设备的控制命令进行协议制定，将制定的控制命令协议以通讯方式发送至各个食品加工设备，替换现有的加工工序由人工或机械臂逐个开启，实现食品前后加工工序的无缝衔接，缩短食品加工周期。

实施例一：

本例提供一种基于通讯式控制的现制现售食品多工序制作方法，其流程图请参考图1，具体包括以下步骤。

s1：对现制现售食品制作过程中所涉及的各个食品加工设备分别定义控制命令协议。

s2：按食品口味和加工工序对各个食品加工设备的控制命令协议进行组合，以形成不同食品口味的加工工序所对应的控制命令协议组合列表。

因不同的食品口味所产生的加工工序不同，如，有的食品制作中需要加热工序，而有的食品制作中需要制冷工序，为此，本例针对不同类型的食品口味的加工工序分别进行相应食品加工设备的控制命令协议组合，以形成不同食品口味对应不同的控制命令协议组合列表。

s3：根据获取的食品口味制作命令调用相应的控制命令协议组合列表，并将控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备，使食品加工设备根据接收的控制命令协议执行相应的食品加工动作。

通过上述步骤s1-s3能实现食品制作工艺中各个食品加工设备的控制命令以通讯方式发送，与现有的食品制作的各工序由人工或机械臂触发相比，以通讯方式向各个食品加工设备发送控制命令能实现各个加工工序的无缝衔接，缩短食品加工周期。

由于食品制作工艺中部分食品加工设备可以同步操作，为此，在步骤s2中形成的控制命令协议组合列表中还执行以下操作：待形成不同食品口味的加工工序所对应的控制命令协议组合列表后，还包括将控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按照执行动作的同步性进行重新组合；及在步骤s3中，将控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备时，将重新组合的控制命令协议同步发送至相应的食品加工设备，使相应的食品加工设备同步工作。

也即是，通过向各个食品加工设备同步发送重新组合的控制命令协议，使相应的加工工序能同步进行，打破现有食品多工序制作中按固定时序工作，使得食品加工周期更加缩短，进一步，缩短了购买现制食品的等待时间，解决现有购买现制食品等待时间长的问题。

在步骤s3中，可以按以下三种方式，将控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备：

一种方式是：为各个控制命令协议所关联的执行动作设置相应的执行时间；对当前工序的运行时间进行计时，待计时时长达到所对应的执行时间时，向相应的食品加工设备发送下一个工序所对应的控制命令协议；这种控制命令协议的发送方式为开环发送方式，使得食品加工过程中涉及的各个工序为开环切换。

另一种方式是：为各个控制命令协议所关联的执行动作设置相应的执行时间；待当前食品加工设备的执行结束时，当前食品加工设备反馈一信号，根据该信号向相应的食品加工设备发送下一个工序所对应的控制命令协议；这种控制命令协议的发送方式为闭环发送方式，使得食品加工过程中涉及的各个工序为闭环切换。

另一种方式是：为各个控制命令协议所关联的执行动作设置相应的执行时间；融合开环控制和闭环控制对食品加工的一部分前后工序进行开环切换，及对食品加工的另一部分前后工序进行闭环切换，其中，开环切换前后工序的方式为：对当前工序的运行时间进行计时，待计时时长达到所对应的执行时间时，向相应的食品加工设备发送下一个工序所对应的控制命令协议；闭环切换前后工序的方式为：待当前食品加工设备的执行结束时，当前食品加工设备反馈一信号，根据该信号向相应的食品加工设备发送下一个工序所对应的控制命令协议。这种方式可以根据具体的应用对食品加工过程中涉及的各个工序通过融合开环和闭环切换，如，某一些前后工序通过开环切换，而某一些前后工序通过闭环切换，这种混合切换能适合食品加工的复杂控制。

控制命令协议的以上三种发送方式根据实际应用具体选择，本例不作具体限定。

另外，在步骤s1中除了定义控制命令协议外，还包括对食品制作过程中所涉及的各个食品加工设备分别定义状态命令协议和确认命令协议，通过状态命令协议获取食品加工设备的状态信息，及，各个食品加工设备接收到控制命令协议后通过反馈确认命令协议后执行相应的食品加工动作。

在本发明的基本构思下，还可以定义各个食品加工设备的其他命令协议，然后，这些命令协议以通讯方式发送，脱离人工或机械臂操作命令的发送，实现食品多工序制作中前后工序的无缝衔接。另外，根据部分工序的同步性，还可以向部分食品加工设备同步发送相应的控制命令协议，使相应的食品加工设备同步工作，与现有的食品加工工序按序操作相比，使得食品加工周期更加缩短，进一步，缩短了购买现制现售食品的等待时间，解决现有购买现制现售食品等待时间长的问题

实施例二：

基于实施例一，本例提供实施例一的现制现售食品多工序制作方法在咖啡制作中的应用，具体包括以下步骤。

s100：对现制现售咖啡制作过程中所涉及的各个加工设备分别定义控制命令协议。

因咖啡特定制作中所涉及的工序复杂，相应的加工设备的种类也较多，如，加工设备包括但不限于机械臂、拉花机、压盖机、鲜奶添加装置、制冰装置、落糖装置、咖啡机、空调、落杯机、冷藏柜等，以实现相应加工设备所具有的功能。

除了定义控制命令协议外，还包括对咖啡制作过程中所涉及的各个加工设备分别定义状态命令协议和确认命令协议，通过状态命令协议获取加工设备的状态信息，及，各个加工设备接收到控制命令协议后通过反馈确认命令协议后执行相应的食品加工动作。

本例的控制命令协议的格式如下表所示：

本例的状态命令协议的格式如下表所示：

本例的确定命令协议的格式如下表所示：

在本例中以制作一杯鲜奶冰咖啡为例，则相应加工设备的控制命令列表样例如下：

相应的状态命令列表样例如下：

相应的确认命令列表样例如下：

s200：按咖啡口味和加工工序对各个加工设备的控制命令协议进行组合，以形成不同咖啡口味的加工工序所对应的控制命令协议组合列表。

由相应加工设备的控制命令列表样例可知，每一个加工设备的控制命令参数不同，为此，根据咖啡口味不同将相应加工设备的控制命令组合成一个控制命令协议组合列表。

s300：根据获取的咖啡口味和加工工序制作命令调用相应的控制命令协议组合列表，并将控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的加工设备，使加工设备根据接收的控制命令协议执行相应的咖啡加工动作。

由于咖啡制作工艺中部分加工设备可以同步操作，为此，在步骤s200中形成的控制命令协议组合列表中还执行以下操作：待形成不同咖啡口味的加工工序所对应的控制命令协议组合列表后，还包括将控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按照执行动作的同步性进行重新组合；及在步骤s300中，将控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的加工设备时，将重新组合的控制命令协议同步发送至相应的加工设备，使相应的加工设备同步工作。

需要说明的是，本例的加工设备的控制命令协议均是由控制模块以通讯方式发送的，本例的命令协议通讯总线默认为rs485，采用三线制：tx，rx，gnd，波特率默认为115200bps。其中，控制模块和各加工设备的通讯总线可替换为can或以太口。

以上述的相应加工设备的控制命令列表样例为例，冷藏柜和空调设备的启动过程是：

1)控制模块等待整机启动完成后，发送命令milk_ctrl，1.3给冷藏柜；发送命令hvac_ctrl，1.1给空调；

2)冷藏柜回发succ，0；启动冷藏柜温控过程；

3)空调装置回发succ，0；启动常规区域温控和湿度控制过程。

以上述的相应加工设备的控制命令列表样例为例，制作一杯鲜奶冰咖啡的通讯过程是：

1)控制模块收到上位机制作命令，发送命令robot_ctrl，1给机械臂；

2)机械臂回发succ，0；按移动轨迹1进行移动动作；

3)控制模块等待机械臂节拍完成后，发送命令dropcup_ctrl，1给落杯器；

4)落杯器回发succ，0；进行落杯；

5)控制模块等待落杯器节拍完成后，发送命令robot_ctrl，2给机械臂；

6)机械臂回发succ，0；夹取杯子,按移动轨迹2进行移动动作；

7)控制模块等待机械臂节拍完成后，发送命令coffee_ctrl，1.1给咖啡机；发送命令milk_ctrl，1.1给鲜奶泵；发送命令milk_ctrl，2.1给鲜奶阀门；

8)咖啡机回发succ，0；进行摩卡咖啡制作；

9)鲜奶泵取装置回发succ，0；开阀门，进行鲜奶泵取；

10)控制模块等待咖啡和牛奶节拍完成后，发送命令milk_ctrl，1.2给鲜奶泵，发送命令milk_ctrl，2.2给鲜奶阀；发送命令robot_ctrl，3给机械臂；

11)鲜奶泵取装置回发succ，0；停止鲜奶泵取,关阀门；

12)机械臂回发succ，0；按移动轨迹3进行移动动作；

13)控制模块等待机械臂节拍完成后，发送命令给sugar_ctrl，1.1落糖器；

14)落糖器回发succ，0；进行落糖动作；

15)控制模块等待落糖器节拍完成后，发送命令robot_ctrl，4给机械臂；

16)机械臂回发succ，0；按移动轨迹4进行移动动作；

17)控制模块等待机械臂节拍完成后，发送命令ice_ctrl，1.1给制冰机；

18)制冰机回发succ，0；进行制冰动作；

19)控制模块等待制冰机节拍完成后，发送命令机械臂robot_ctrl，5给；

20)机械臂回发succ，0；按移动轨迹5进行移动动作；

21)控制模块等待机械臂节拍完成后，发送命令covercup_ctrl，1.1给压盖机；

22)压盖机回发succ，0；进行压盖动作；

23)控制模块等待压盖机节拍完成后，发送命令robot_ctrl，6给机械臂；

24)机械臂回发succ，0；进行移动动作，松开杯子。

经过以上步骤后，冰摩卡饮品制作完成，除了冰摩卡饮品外，还可以制作特殊工艺的饮品，如拉花饮品，拉花饮品的控制命令以通讯式控制的基本原理图如图2所示，具体步骤可参考冰摩卡饮品，此处不作赘述。

由上述步骤可知，各个加工工序的控制命令由控制模块以通讯方式发送至各个加工设备，以实现前后工序的无缝衔接，及同步工序的加工设备能同步工作，以此缩短制作冰摩卡饮品的周期时间。与现有的咖啡加工工序按序操作相比，使得咖啡现制周期更加缩短，进一步，缩短了购买现制现售咖啡的等待时间，解决现有购买现制现售咖啡等待时间长的问题。

实施例三：

基于实施例一和实施例二，本例提供一种基于通讯式控制的现制现售食品多工序制作系统，包括：

上位机，用于人机交互，获取食品口味和加工工序的制作命令；

控制模块，与食品制作过程中所涉及的各个食品加工设备分别信号连接，用于根据所述上位机下达的食品口味和加工工序的制作命令向相应的食品加工设备发送命令：

具体的，控制模块中存储有若干个按食品口味和加工工序不同对各个食品加工设备的控制命令协议进行组合而形成的控制命令协议组合列表，控制模块根据获取的食品口味和加工工序制作命令调用相应的控制命令协议组合列表，并将控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备，使食品加工设备根据接收的控制命令协议执行相应的食品加工动作。

进一步，控制模块还对形成的控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按照执行动作的同步性进行重新组合，将控制命令协议组合列表内的各个控制命令协议按加工工序发送至相应的食品加工设备时，将重新组合的控制命令协议同步发送至相应的食品加工设备，使相应的食品加工设备同步工作，即实现不同工序的同步操作。

进一步，各个食品加工设备存储有状态命令协议，各个食品加工设备通过状态命令协议向控制模块反馈当前的状态信息

本例的食品多工序制作系统在咖啡制作中的具体应用请参考实施例二，此处不作赘述，本例提供的食品多工序制作系统通过控制模块将各命令协议以通讯方式发送至食品加工设备，脱离人工或机械臂操作控制命令的发送，实现食品多工序制作中前后工序的无缝衔接，另外，根据部分工序的同步性，还可以向部分食品加工设备同步发送相应的控制命令协议，使相应的食品加工设备同步工作，与现有的食品加工工序按序操作相比，使得食品加工周期更加缩短，进一步，缩短了购买现制现售食品的等待时间，解决现有购买现制现售食品等待时间长的问题。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。