饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法和装置与流程

本发明涉及自动售卖机技术领域，特别是涉及一种现调饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法和装置。

背景技术：

随着科学技术水平和生活水平的提高，对咖啡等热饮或冷饮类饮料的需求也逐渐增长。各种类型的热饮或冷饮自动制作或售卖类的自动化设备逐渐出现，例如自动或半自动咖啡机、果汁机、现煮茶或奶茶，以及其他类型的热饮或冷饮调制设备或售卖设备，随着日常的运营和维护成本的快速上升，对饮料类设备的控制系统的智能化升级，以及对系统设计的稳定可靠性方面也提出了更高的要求。

目前，饮料售卖机的机电控制系统一般是由一块带嵌入式处理器控制板和机电执行或者检测部件组成，所有的控制和驱动程序主要由一块控制板完成。采用嵌入式处理器多为单片机，其接口、功能和性能有限，只能设计一些功能简单的饮料设备。主控模块的处理器性能高但是没有机电驱动部分，而机电控制用处理器更偏重于丰富的io口和机电控制单元，无法兼顾。大多数设计人员的经验和分工趋于专业化，机电控制和逻辑应用软件的开发由不同的工程师完成。大量的饮料售卖设备需要集成新的控制技术，需要更先进的控制电机或检测系统，采用更可靠便捷的支付设备，才能完成设备的升级换代。

然而，现有现调饮料售卖设备中的机电驱动和控制程序与业务逻辑程序联系过于紧密，无法单纯通过更换控制板的处理器平台来进行升级换代；信息化及智能化要求目前的现调饮料售卖设备增加新的控制、检测或输入部件，但一旦硬件进行了任何变动，软件不得不同时进行大量的代码更改，需要大量的人力物力再验证，无法保证可靠性，而之前的经验也得不到有效的继承；随着控制系统的复杂程度提高，需要更有经验的工程师进行系统设计和调试验证，但专业化的技术发展趋势导致工程师经验更单一，难以胜任设计和调试工作；智能化的饮料售卖设备的多个部件协同工作，制作工艺更复杂，导致产品的控制不稳定，影响客户的认可度和最终市场的销售。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法和装置，简化了控制系统设计和调试工作，提高了软件代码对机电硬件及机械结构控制的可重用性。

一种饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法，包括如下步骤：

针对于饮料售卖机的物理硬件设备构建相应的组件；每个组件直接相关售卖机的物理硬件设备，每一个组件都包括若干个入口和若干个出口，数据通过入口进入组件后，通过组件内部设定的转换过程将进入流的数据类型转换为出口流的类型从出口进行输出；

设置组件相互配合工作时的连接关系属性，其中，连接对象为任一个组件的出口连接至其他组件的入口，连接条件为出口和入口为匹配的类型；

设置组件相互配合工作时的同步机制功能，其中，同步机制为需要同步的组件中相关联的出口和入口进行开启和关闭操作时组件之间的同步配合工作；

根据组件对应的物理硬件设备实现的功能设置组件的属性，搭建虚拟的组件系统；其中，所述属性包括原料属性，控制属性和动作属性；

根据饮料售卖机的产品制作流程中所涉及的物理硬件设备，从虚拟的组件系统选择相应的组件，设置组件的连接关系及硬件参数，形成产品制作控制系统的逻辑控制模组。

一种饮料售卖机产品制作控制系统的配置装置，包括：

组件构建单元，用于针对于饮料售卖机的物理硬件设备构建相应的组件；每个组件直接相关售卖机的物理硬件设备，每一个组件都包括若干个入口和若干个出口，数据通过入口进入组件后，通过组件内部设定的转换过程将进入流的数据类型转换为出口流的类型从出口进行输出；

连接设置单元，用于设置组件相互配合工作时的连接关系属性，其中，连接对象为任一个组件的出口连接至其他组件的入口，连接条件为出口和入口为匹配的类型；

同步设置单元，用于设置组件相互配合工作时的同步机制功能，其中，同步机制为需要同步的组件中相关联的出口和入口进行开启和关闭操作时组件之间的同步配合工作；

属性设置单元，用于根据组件对应的物理硬件设备实现的功能设置组件的属性，搭建虚拟的组件系统；其中，所述属性包括原料属性，控制属性和动作属性；

系统形成单元，用于根据饮料售卖机的产品制作流程中所涉及的物理硬件设备，从虚拟的组件系统选择相应的组件，设置组件的连接关系及硬件参数，形成产品制作控制系统的逻辑控制模组。

上述饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法和装置，通过组件化模组，以及物理/逻辑抽象分层形成的控制系统，使得控制系统重用性大大增强，提高了代码的重用性、可以简化不同机型设备控制系统的开发效率，便于产品的升级换代，简化控制系统开发和调试，简化产品流程进行测试。

附图说明

图1为一个组件的示意图；

图2为一个饮料搅拌器组件的示意图；

图3为组件的连接示意图；

图4为饮料搅拌器组件和粉料盒组件连接示意图；

图5为饮料售卖机的组件化控制系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法的具体实施方式作详细描述。

本发明提供的一种饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法，主要包括如下步骤：

s10，针对于饮料售卖机的物理硬件设备构相应的组件(该组件可以理解为逻辑组件)；每个组件直接对应售卖机的一部分物理硬件设备，每一个组件都包括若干个入口和若干个出口，数据通过入口进入组件后，通过组件内部设定的转换过程将进入流的数据类型转换为出口流的类型从出口进行输出。

此步骤中，软件将机器的硬件定义成为一个个组件(component)，组件直接相关物理机器硬件，以咖啡自动售卖机为例，相关物理机器硬件如电磁阀，马达、锅炉、分杯接杯系统、粉料存储分发组件、搅拌混合组件、液态原料泵、制冰组件和咖啡酿造系统等等，另外，根据需要也可以定义一些逻辑组件。

对于组件，每一个组件可以包括n个入口(n＝1，2…)和m个出口(m＝1，2…)，形成相应的门(gates)。每一个“门”都有一个特定定义的类型，数据流通过这些入口进入组件后，组件通过内部特定的一个转换程序将数据流的数据类型转换为出口流的类型，由出口进行输出。

所述数据流对应为一组数据的流转，对于咖啡自动售卖机，所述数据流可以对应为在机器不同部件之间流动的液体、粉料、杯子，相当于在多个部件之间移动的物质。

参考图1所示，图1为一个组件的示意图，原理表示如下：

function(i1，i2)＝(u1)输入流i1和i2被传换成输出流u1；

function(i1，i2，i3)＝(u2，u3)输入流i1、i2和i3被传换成输出流u2和u3。

参考图2所示，图2为一个饮料搅拌器组件的示意图，该饮料搅拌器(mixer)可以由一个马达和一个搅拌器腔体组成，它的功能是对速溶饮料进行混合搅拌，设置搅拌器功能的输入流、输出流：

输入流1(i1):第一种速溶粉料入口；

输入流2(i2):第二种速溶粉料入口；

输入流3(i3):热水入口；

输出流1(u1):混合后饮料出口；

输出流2(u2):水蒸气出口。

s20，设置组件相互配合工作时的连接关系属性，其中，连接对象为任一个组件的出口连接至其他组件的入口，连接条件为出口和入口为匹配的类型。

由于现调饮料售卖机的工作过程是由多个物理硬件设备配合完成，对应的是由多个组件配合完成，则各个组件之间是互相关联的，在此，需设置组件相互配合工作时的连接关系属性；一个组件的出口可以连接至其他组件的入口，连接条件为出口和入口的类型需要匹配。

参考图3，图3为组件的连接示意图，以咖啡自动售卖机举例来说，饮料搅拌器(mixer)组件的入口之一为速溶粉料，为此可以设置另外一个组件，粉料盒(canister)组件；粉料盒的出口为速溶粉料，可以设置饮料搅拌器组件和粉料盒组件可以连接的属性；参考图4所示，图4为饮料搅拌器组件和粉料盒组件连接示意图。

s30，设置组件相互配合工作时的同步机制功能，其中，同步机制为需要同步的组件中相关联的出口和入口进行开启和关闭操作时组件之间的同步配合工作。

与现调饮料售卖机的工作过程是由多个物理硬件设备配合对应，组件之间要相互配合工作完成制作饮料产品的原料配比，其中的一个关键就是组件之间的同步机制，组件中相关联的出口和入口进行开启和关闭操作时组件之间的需要同步配合工作。例如，当接收组件a打开入口准备好接收进入原料流的时候，与其连接的发送组件b才被允许打开输出门输出原料流。可以通过设置一个握手组件来对需要同步的组件中相关联的开启与关闭操作，确保组件之间可以同步配合工作。

进一步地，考虑到组件相互配合工作时，需要满足一定约束关系，以使得工作流程安全有序完成，因此，还可以根据组件对应物理硬件设备工作时的物料输入输出约束关系，设置组件出口和入口之间的运行约束关系。

以前面列举的例子，i1和i2可以同时被激活，也可以单独激活，所以i1和i2之间约束关系是可选依赖；i1和i3之间约束关系是必须依赖，两者必须同时激活，因为当饮料搅拌器有粉料进入i1的时候必须有水i3进入混合，不允许只有干的粉料掉入饮料搅拌器。i3和u1之间约束关系是必须依赖，两者必须同时激活，因为当水流入i3的时候，饮料搅拌器必须可以向外流出u1。

s40，根据组件对应的物理硬件设备实现的功能设置组件的属性，搭建虚拟的组件系统；其中，所述属性包括原料属性、控制属性和动作属性。

通过构建组件，可以由组件来搭建一个饮料售卖机对应的虚拟组件系统，从而形成一个可控的整体。在此，需要根据组件对应的物理硬件设备实际应用中所要实现的功能来设置组件的属性，具体可以如下：

(1)根据组件对应的物理硬件设备制作饮料产品时所需的原料设定组件的原料属性。

每一个组件对应的物理硬件设备可以用来存储制作饮料产品所需的各种原料(如咖啡粉，水，泡沫奶，冰块，纸杯等)，而这些指定的原料决定了组件特定的属性。因为不同类型的原料需要用不同的组件来承载，所以我们将各种原料进行了归类，设置每个组件承载的原料种类的范围。饮料售卖机的配方原料可分为固体原料、液体原料、容器原料等，这种原料属性形成组件之间的配合或者互斥逻辑关系，并可以直接体现在产品的制作流程中。

(2)基于原料属性，根据组件对应的物理硬件设备的控制参数设置组件对应的控制属性。

每一个组件对应的物理硬件设备都配有不同的控制或感应部件，如电机、加热器，或者温度、压力、速度、重量、光电传感器等部件，这些部件通过一定参数来控制，根据这些参数可以设置组件对应的控制属性。

在使用中，这些控制属性可以通过配置文件或者是用户操作界面来修改、保存以及在饮料制作过程中调用执行。

(3)对于不同的原料属性，根据组件对应的物理硬件设备在饮料产品制作过程中的完成的动作，设置组件的动作属性。

不同组件对应的物理硬件设备在饮料产品制作过程中可以完成不同的动作，这些动作是产品制作过程中的某个组成部分。将每个组件可以执行不同的动作抽象出来并为饮料制作需要的标准动作列表。

在使用中，对于不同的设备，只需要更新这个动作列表就可以快速的完成控制程序的设计了。

通过上述方式，针对每种可以承载原料的组件设置对应的原料属性、控制属性和动作属性，相当于搭建虚拟的组件系统。利用这些组件可以配置产品制作流程。

而且，该组件系统可以方便地移植到饮料售卖机中，基于标准化的组件控制逻辑，可以快速的添加或者删减不同组件，从而完成不同饮料设备的标准控制系统的设计，减少出错和调试的工作，保证控制系统的稳定性和健壮性。

s50，根据饮料售卖机的产品制作流程中所涉及的物理硬件设备，从虚拟的组件系统选择相应的组件，设置组件的连接关系及硬件参数，形成产品制作的逻辑控制系统。

具体地，从一个或多个已装载原料的组件开始，并通过组件的连接关系一直延伸到售卖机产品出口的组件，从虚拟的组件系统中选择组件组成树形的分支结构，设置组件的硬件参数，将树形分支导入树形逻辑主通道，形成产品制作的逻辑树形控制系统。

从逻辑上分析，一个复杂产品的制作有可能是有多个分支结构组成，多个分支结构连接在一起，可以形成了一个复杂的树形型逻辑控制系统，由于所有分支结构的流程都满足输入和输出的相应约束，并且有一个最终输出口，所以现调饮料售卖机的每种饮料产品都有对应的制作流程，并在指定的产品出口或取物口交付给使用者。

该技术应用到饮料售卖机上，可以根据客户需求扩展的树形逻辑控制系统可以完成复杂配方的饮料制作流程，且可以提供给机器研发人员非常灵活的手段来调配不同饮料产品，甚至是细微调节饮料产品的口感，以充分满足不同区域客户的饮料及口感需求。从而可以在一套特定的物理设备提供非常灵活的配置调节机制，定制出不同客户需求的冷热饮设备。

进一步地，上述产品控制系统的配置方法，还可以通过配置文件的方式进行逻辑控制系统的配置，即通过通过配置文件实现图形化的组件的树形连接配置，以及设置组件的硬件参数(例如设置对应产品的原料配方等组件参数)，从而使整个产品制作的逻辑控制系统的配置可按需变更，便于工程人员设计及调试。

作为一个应用示例，基于本发明提供的饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法构建的饮料售卖机控制系统，可以入图5所示，图5为现调饮料售卖机的组件化控制系统框图，该控制系统可以在一块电路板上实现，也可以将组件io控制子系统和业务逻辑主控系统分别在两块电路板上实现，从而将机电控制部分和用户交互部分分别由更专业的处理器平台完成；该控制系统可以在实时操作系统完成，可以同时进行多个组件的控制，从而完成更复杂的冷热饮料产品制作；每个组件的状态也可以实时的由各个组件任务实时的发送给主控系统，并由主控系统实时的显示在用户交互显示屏上或者通过物联网发送给相关系统及运营维护人员，从而使机器的智能化控制成为可能。

由上述示例可以看出，通过本发明提供的技术方案构建的现调饮料售卖机控制系统，具有如下明显特点：

首先，将饮料售卖机的机电驱动控制和业务逻辑流程分离，所有需要控制的机械部件都可以进行模组化，采用标准化的组件可以方便快速的搭建饮料设备控制系统，提供系统设计的可靠性，减少对不同项目开发人员技术能力的依赖性。

其次，整套控制系统可以采用清晰的分层控制结构，可以有效的将系统的逻辑控制部分和机电物理驱动部分剥离开，从而将对控制实时性要求高的部分保留在传统的控制板中，而需要更快速逻辑处理的部分移植到性能更高的“主控单元”甚至的pc处理器中，便于产品的升级换代，加入更多可以给产品带来增值的功能。

另外，系统重用性大大增强，提高了代码的重用性、简化并大大加快了不同机型的开发效率，减少研发投入；简化开发和调试，组件化搭建的控制系统可以清晰的分成人机交互模块和机电io控制模块，这两个模块可以由不同的性能特点的处理器控制完成，并由不同专业的工程师完成设计调试。特别是机电io模块的调试可以更针对机械结构或电气驱动部分调试，而不用考虑业务逻辑的设计，使得整个开发和调试变得更简单，问题更容易被定位；每个组件都可以独立或者组成产品流程进行测试，无需等待整台机器的搭建即可快速开始测试。

基于与上述实施例中的饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法相同的思想，本文还提供饮料售卖机产品制作控制系统的配置装置。

在一个实施例中，该装置包括：

组件构建单元，用于针对于饮料售卖机的物理硬件设备构建相应的组件；每个组件直接对应售卖机的物理硬件设备，每一个组件都包括若干个入口和若干个出口，数据通过入口进入组件后，通过组件内部设定的转换过程将进入流的数据类型转换为出口流的类型从出口进行输出；

连接设置单元，用于设置组件相互配合工作时的连接关系属性，其中，连接对象为任一个组件的出口连接至其他组件的入口，连接条件为出口和入口为匹配的类型；

同步设置单元，用于设置组件相互配合工作时的同步机制功能，其中，同步机制为需要同步的组件中相关联的出口和入口进行开启和关闭操作时组件之间的同步配合工作；

属性设置单元，用于根据组件对应的物理硬件设备实现的功能设置组件的属性，搭建虚拟的组件系统；其中，所述属性包括原料属性，控制属性和动作属性；

系统形成单元，用于根据饮料售卖机的产品制作流程中所涉及的物理硬件设备，从虚拟的组件系统选择相应的组件，设置组件的连接关系及硬件参数，形成产品制作的逻辑控制系统。

进一步地，在一实施例中，该装置还包括：

还包括：依赖关系设置单元，用于根据组件对应物理硬件设备工作时的物料输入输出约束关系，设置组件出口和入口之间的运行约束关系。

进一步地，在一实施例中，上述的属性设置单元，进一步用于根据组件对应的物理硬件设备制作饮料产品时所需的原料设定组件的原料属性；基于原料属性，根据组件对应的物理硬件设备的控制参数设置组件对应的控制属性；对于不同的原料属性，根据组件对应的物理硬件设备在饮料产品制作过程中完成的动作，设置组件的动作属性。

进一步地，在一实施例中，上述的系统形成单元，用于从一个或多个已装载原料的组件开始，并通过组件的连接关系一直延伸到产品出口的组件，从虚拟的组件系统中选择组件组成树形的分支结构，设置组件的硬件参数，将树形分支导入树形逻辑主通道，形成产品制作的逻辑树形控制系统。

进一步地，在一实施例中，所述物理硬件设备包括电磁阀、马达、锅炉、分杯接杯系统、粉料存储分发组件、搅拌混合组件、液态原料泵、制冰组件和咖啡酿造系统。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器以及处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现上述任一实施例的饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现上述任一实施例的饮料售卖机产品制作控制系统的配置方法的步骤。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。