CN103209623A - 用于监控和控制通过料包或包囊制备饮料、特别是咖啡的机器的操作模式的系统 - Google Patents

Abstract

本发明的系统包括：数据输入装置（T），用于输入与包括预定量的料包或包囊（C）的料包或包囊的供给相关联的数据，并能限定与所述量相关的预定参考数量；以及电子监控和控制模块（EM），适用于与机器（CM）相关联，所述机器用于制备料包或包囊类型的饮料，且所述电子监控和控制模块包括：*检测器（26），适用于获取所述数据；*至少一个受控开关（22），可连接在机器（CM）的电力泵（10）与关联的控制开关（5a）之间，以使电力泵（10）仅可在所述受控开关（22）闭合时启动，并可在所述开关（22）打开时停用；*至少一个检测接线端（21a），适用于连接至与机器（CM）的电力泵（10）关联的控制开关（5a），以在每次打开所述控制开关（5a）以启动电力泵（10）时提供启动信号；以及*处理和控制单元（25），预先设置为用于：在处理和控制单元（25）每次接收一个启动信号时，驱动受控开关（22）以启动电力泵（10）；统计并存储电力泵（10）的启动次数，每个启动次数与通过对应料包或包囊（C）进行的饮料制备对应；将所述启动次数与参考数量相比较；以及根据所述比较的结果进行预定操作。

Description

用于监控和控制通过料包或包囊制备饮料、特别是咖啡的机器的操作模式的系统

本发明涉及一种用于监控通过料包（cartridge）或包囊（capsule）制备饮料（特别是咖啡）的机器的操作模式的系统。

更特别地，本发明涉及一种用于监控和控制制备饮料的机器的系统，所述机器包括用于与电压电源连接的一对接线端（terminal），电力泵可通过控制开关与所述一对接线端连接，以便将热水流供给通过置于机器内的料包或包囊，从而制备饮料。

本发明的目的在于提供一种改进的监控系统，该监控系统使得能够跟踪和控制客户/最终用户消耗的包囊或料包的数量和类型。

根据本发明，该目的及其他目的由监控系统实现，所述监控系统包括：

-数据输入装置，用于输入与包括预定量的料包或包囊的料包或包囊的供给相关联的数据，并能限定与料包或包囊的所述量相关的预定参考数量；以及

-电子监控和控制装置，适于与制备上述类型的饮料的机器相关联，并包括：

*检测装置，适用于获取所述数据；

*至少一个受控电开关，能连接在机器的电力泵与关联的控制开关之间，以使电力泵仅可在所述开关闭合时启动，并可在所述开关打开时闭合；

*至少一个检测接线端，适用于连接至与机器的电力泵关联的控制开关，以便在每次打开所述控制开关来启动电力泵时提供启动信号；以及

*电子处理和控制装置，预先设置成用于：

-在所述电子处理和控制装置每次接收一个上述启动信号时，驱动所述受控开关，以启动电力泵；

-统计并存储电力泵的启动次数，每个启动次数与通过对应料包或包囊进行的饮料制备对应；

-将所述启动次数与参考数量相比较；并且

-根据所述比较结果来进行至少一个预定操作。

在当前优选实施例中，上述数据输入装置包括应答器（transponder），特别是“非接触式”应答器，例如，RFID应答器，所述应答器与料包或包囊的每次单独供给相关联，并存储表示对应参考数量的数据，并且所述检测装置包括应答器读取器。

有利地，上述电子处理和控制装置可预先设置用于检测所述机器的电力泵每次启动的持续时间，并仅统计和存储电力泵的持续时间大于预定值的启动。

在一个特定实施方式中，有利的是，上述监控和控制装置包括电子模块，所述电子模块包括应答器读取器、上述受控电子开关和电子处理和控制单元，所述电子模块与机器相邻地安装或安装在其内，还有可能集成在这种机器的电子部件内。

从参照附图对仅作为非限制性示例的以下详细说明中，本发明的进一步特征和优点将更加明显，在附图中：

图1为用于根据本发明的系统中的，设有RFID标签的包囊或料包的包装或供给的透视图；

图2为用于制备饮料（特别是咖啡）的机器的透视图，根据本发明的用于监控和控制机器使用的系统与该机器相关联；

图3为机器的以及图2所示的关联监控和控制系统的部分框图形式的电气图；以及

图4和图5为根据本发明的监控和控制系统中包括的通信接口的两种不同配置的电路图。

图1以示例的方式显示了容器PC中的包装或供给品P，所述包装或供给P包括用于制备饮料（特别是浓缩咖啡）的预定量的料包或包囊C。

应答器T，特别是所谓的RFID（射频识别）标签，用T表示，其与包装或供给P相关联。

在图1所示的示例中，所述标签T贴在容器PC上，但其也可以与所述容器独立地提供。

所述标签T包含了限定与包装P中存在的料包或包囊C的量有关的参考数量Nr的数据。例如，数量Nr等于所述包装中的包囊C的数量。

还有可能在标签T中写入其他数据，例如，识别可用包囊C制备的饮料的类型（例如，咖啡、无咖啡因咖啡和茶）、或配置参数等的数据。

在图2和图3中，CM整体表示使用预先包装的料包或包囊C制备饮料（特别是，浓缩咖啡）的机器。

特别地，根据图2，本身已知的是，所述机器CM包括基本为刚性的外壳1，所述外壳在正面具有供给区域2，在所述供给区域内可放置容器，例如杯子3，以容纳提供的饮料，例如，浓缩咖啡。

可通过合适形状的缝槽（在图2中用4表示）将预先包装的料包或包囊C放入机器CM。

机器CM具有多个电控制开关，其整体用5表示，使用者可通过所述电子控制开关来控制机器的操作。所述机器还可以设有可以给使用者显示信息的显示装置6。

可对机器CM馈送来自电源、特别是交流干线的电力，所述机器可通过电缆7与所述电源连接。

本身已知的是，机器CM包括在外壳1内的多个电气装置，所述电气装置的操作由电子单元或电子板控制，所述电子单元或电子板在图2和图3中整体用CMPU表示。

参照图3中的示图，其在例示性实施例中示出了机器CM的外壳1的内部包括煮器（boiler）8，所述煮器设有连接在两个接线端A和B之间的加热电阻器9，以用于与电压电源连接。

可通过控制开关5a将电力泵10连接至接线端A和B，所述电力泵旨在在运行期间将热水流供应通过预先置于机器CM的灌注室内的、可能预先刺破的料包或包囊C，以制备饮料。

在图3所示的实施例中，机器CM还包括电气阀11，所述电气阀可通过第二控制开关5b与电力泵10同时与电源接线端A和B连接，以便单输送热水流，随后使用者可以各种方式使用该热水流。

机器CM的各个电气装置，特别是电力泵10和电气阀11，以本身已知的方式由机器的电子单元CMPU控制。

根据本发明的用于监控机器CM的操作方式的系统与所述机器CM相关联。

参照图3，在示例方式显示的实施例中，该系统包括整体用EM表示的电子模块。

电子模块EM（其结构将在下文中详细说明）可安装在机器CM的外壳1内，如图2的轮廓线所示，这在机器CM的生产期间进行，或随后作为改装装置安装。

电子模块EM还可以集成在所述机器CM的电子控制单元CMPU内。

在其他替代实施例（未显示）中，电子模块EM可以物理方式施加在机器CM的外部，同样，在这种情况下，电子模块EM可作为初始安装模块或作为随后附加的模块。

如上所述，根据本发明的用于监控和控制机器CM的操作模式的系统使用应答器T，特别是所谓的RFID标签，其与料包或包囊C的零售包装P相关联，且其中存储有表示所述零售包装中包含的料包或包囊C的量以及还可能表示其类型的可读信息。

根据下文，更加明确的是，通过使用这种应答器或标签T，根据本发明的监控和控制系统使得能够通过简单的减数（discount）技术来“跟踪”和控制最终用户所销售/消耗的料包或包囊的数量和类型。例如，所述系统可由此使料包或包囊的分销商自主地管理与销售给最终客户的料包或包囊相关的可能“赊欠（credit）”的分销物流和分配，还可确保最终用户无法使用原始制造商未授权的料包或包囊C。

所述系统还使得能从特定“区域”内分布的一组机器中读取/传输数据，以连续进行多个处理和评估操作。

根据本发明的监控和控制系统有利地利用所谓的非接触式应答器技术，特别是RFID（射频识别）技术，这种技术使得能实现电子装置（标签）的自动识别，所述电子装置在被“询问”时可“应答”，并对预先写入其中的信息进行通信，否则就要求读取器与标签之间接触，或进行光学读取（在需要时，但是用于读取（例如）条码。）

对于读取/写入RFID标签，所需要的就是设有天线的读取/写入装置，所述天线可产生电磁场，该电磁场能通过标签中存在的电子芯片的感应来提供。有利地，RFID标签中存储的数据以及与电子模块EM交换的数据可以本身已知的方式加密。

根据本发明的监控和控制系统可使用例如根据ISO14443A标准运行的RFID系统进行操作。

在图3所示的实施例中，电子模块EM包括电压供应装置20，所述电压供应装置与机器CM的电源接线端A和B连接，并且旨在用于向模块的各个装置提供所需的连续供应电压。

模块EM还包括读取或获取装置21，所述读取或获取装置具有与开关5a和5b的接线端连接的一对输入端21a和21b，所述开关的接线端与电力泵10和电气阀11连接。读取或获取装置21的另一输入端21c可与机器CM的电源接线端A连接。

在操作期间，发送给读取或获取装置21的输入端21a和21b的信号使得能检测开关5a和5b打开还是闭合。

读取或获取装置21还通过受控电开关22与电力泵10的上端连接。布局设置为使得受控开关22与一定长度的导线23并联，所述导线在机器CM中将开关5a与电力泵10连接。有利地，该长度23中断，如图3中的虚线十字所示。

因此，该布局设置为使得，在运行期间，电力泵10仅可在开关5a闭合且受控开关22也闭合时启动。

开关22由包括在电子模块EM中的控制电路24控制。

模块EM还包括处理单元（CPU）25，所述处理单元连接至读取或获取装置21以及与开关22关联的控制电路24。

模块EM还包括设有相关天线并且连接至CPU控制单元25的RFID读取/写入（或甚至仅读取）装置26。

电子模块EM还包括报警装置27（例如，声音和/或光学类型的报警装置）以及通信接口28。

在使用中，当机器CM的使用者要使用包装P的第一料包或包囊C时，必须首先将与所述包装关联的标签T朝向电子模块EM移动，以使CPU控制单元25获取与所述包装中的料包或包囊C的量有关的参考数量Nr。

使用者随后可使用包装中的料包或包囊C来制备相应的饮料。

一旦包囊C已经放入机器的缝槽4之后，使用者按下开关5a的按钮，以开始制备饮料。

电子模块EM的CPU控制单元25预先设置为用于检测开关5a的启动（通过在读取装置21的输入端21a处检测到的信号），并驱动闭合的受控开关22，以使电力泵10启动。

CPU控制单元25还预先设置为用于统计并存储电力泵10的启动次数，每个启动次数与通过对应料包或包囊C进行的饮料制备相对应。

有利地，CPU单元25能基于通过读取或获取电路21检测的所述开关的闭合状态的持续时间来区分与电力泵10关联的控制开关5a的可能意外启动：出于这个目的，CPU单元25预先设置为用于仅统计和存储电力泵10的持续时间大于预定值（例如，等于10秒）的启动。

通过读取或获取电路21，电子模块的CPU单元25还能检测和统计与单纯热水输送对应，而与实际饮料的制备不对应的电气阀11和电力泵10的同步启动。同样，在这种情况下，为了避免错误统计电气阀11的短暂意外启动，有利地，CPU单元25预先设置为用于仅统计和存储时持续时间大于预定值（这种情况下也等于约10秒）的启动。

根据由此进行和存储的计数，CPU单元25能特别地在使用期间从在包装P的标签T中读取的参考数量Nr开始进行减数。根据达到的减数值与参考数量N2之间的比较结果，CPU单元25随后可进行一个或多个预定操作，具体如下文所述。

CPU单元25可特别地预先设置成用于在所述参考数量与统计的饮料输送次数之间的差等于或小于第一预定值（例如，与10杯饮料对应）时生成第一信息信号，例如，用于启动报警装置27。这种信号发送对机器CM的使用者的用处在于，使用者可在消耗完仍可用的料包或包囊之前在机器内补充料包或包囊。

有利地，CPU单元25还可预先设置为用于在所述参考数量与电力泵10的统计饮料输送次数之间的差为零时生成第二电信息信号，例如，用于以不同方式启动报警装置27，并/或用于阻断机器CM的电力泵10的运行。

这种情况下，使用者被提示给机器内补充“原始”料包或包囊，以恢复机器CM的功能。

对于与设有自身的电子控制单元的集中器CMPU相关联的可能用途（所述电子控制单元具有用于从外界/向外界进行数据通信的接口），有利地，电子模块EM还可设有其自身的数据通信接口，如图3至图5中以28指示的。该通信接口28优选为光隔离型，能够操作以至少用于发送（TX），并可通过电缆（例如，三极电缆）与机器CM的电子控制单元CMPU的通信接口连接，所述电缆包括用于在发送（TX）或接收（RX）中进行串行通信的两个导体以及接地导体（GND）。

图3所示的通信接口28中具有三个接线端28a、28b、28c，分别为发送（TX）接线端（用于接地（GND））和发送（TX）或接收（RX）接线端。

有利地，通信接口28可按图4和图5所示的方式形成。

图4所示的电路结构为具有作为接收接线端（RX）的接线端28c的接口的电路结构。

图4和图5中的电路结构包括完全相同的部件，特别是两个光隔离器OPT1和OPT2。部件的不同之处仅在于光隔离器OPT1的连接方式不同。

由于这种特征，可仅通过修改插入光隔离器OPT1的方式而使图3的电子模块EM的通信接口28与机器CM的电子控制单元的两种不同类型的通信接口兼容。

上述电子模块EM能够以可通过应答器重新配置/重新编程的方式来形成。

显而易见，只要不背离本发明的原理，构造的实施例和细节可与仅作为非限制性示例描述和示出的实施例和细节明显相同，从而不背离所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于监控和控制通过料包或包囊（C）制备特别是咖啡的饮料的机器（CM）的操作模式的系统，所述机器（CM）包括用于与电压电源连接的一对接线端（A,B），电力泵（10）能够通过控制开关（5a）与所述一对接线端连接，以便将热水流供应通过置于所述机器（CM）内的料包或包囊（C），以制备饮料；

所述系统包括：

-数据输入装置（T），用于输入与包括预定量的料包或包囊（C）的料包或包囊的供给相关联的数据，并能够限定与料包或包囊（C）的所述量相关的预定参考数量；以及

-电子监控和控制装置（EM），适用于与上述类型的机器（CM）相关联，并包括：

*检测装置（26），适用于获取所述数据；

*至少一个受控开关（22），能连接在所述机器（CM）的电力泵（10）与关联的所述控制开关（5a）之间，以使所述电力泵（10）仅能在所述受控开关（22）闭合时启动，并能在所述开关（22）打开时停用；

*至少一个检测接线端（21a），适用于连接至与所述机器（CM）的电力泵（10）关联的所述控制开关（5a），以便在所述控制开关（5a）每次操作时提供一启动信号以启动所述电力泵（10）；以及

*电子处理和控制装置（25），预先设置为用于

-在所述电子处理和控制装置（25）每次接收一个上述启动信号时驱动受控开关（22），以允许启动所述电力泵（10）；

-统计并存储所述电力泵（10）的启动次数，每个启动次数与通过对应料包或包囊（C）进行的饮料制备对应；

-将所述启动次数与所述参考数量相比较；并且

-根据所述比较结果来执行至少一个预定操作。

2.根据权利要求1所述的系统，与用于制备饮料的机器（CM）结合使用，其中，为了单输送热水流，除所述电力泵（10）外，所述电源接线端（A,B）还能通过关联的第二控制开关（5b）与电气阀（11）连接；

其中，所述处理和控制装置（21,25）具有另一检测接线端（21b），所述另一检测接线端适用于与所述机器（CM）的所述第二控制开关（5a）耦合，以便在所述第二开关（5b）每次操作时提供第二启动信号，以启动所述电气阀（11）。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述电子处理和控制装置（25）预先设置为用于检测所述机器（CM）的电力泵（10）每次启动的持续时间。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其中，所述电子处理和控制装置（25）预先设置为用于检测所述电力泵（10）和所述电气阀（11）每次同时启动的持续时间，并仅统计持续时间大于预定值的同时启动。

5.根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，所述数据输入装置包括应答器（T），特别是RFID型应答器（T），所述应答器适用于存储表示所述参考数量的可读数据，并且其中，所述检测装置（26）包括应答器读取器（26）。

6.根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，所述监控和控制装置包括电子模块（EM），所述电子模块（EM）与所述机器（CM）相邻地安装或安装在所述机器内，或集成在所述机器（CM）的电子控制单元（CMPU）内，并且所述电子模块包括所述检测装置（26）、所述受控开关（22）以及电子处理和控制单元（25）。

7.根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，所述电子处理和控制装置（25）预先设置为用于在所述参考数量与统计的所述电力泵（10）单独的启动次数之间的差等于或小于第一预定值时生成第一电信息信号。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述电子处理和控制装置（25）预先设置为用于在所述参考数量与所述机器（CM）的单独电力泵（10）的启动次数之间的差等于零时生成第二电信息信号或能够阻止所述机器（CM）的电力泵（10）运行的电停用信号。

9.根据权利要求6所述的系统，用于与设有自身的电子控制单元（CMPU）的机器（CM）结合使用，其中所述电子控制单元具有用于向外界进行数据通信的接口，

所述电子模块（EM）包括其自身的数据通信接口（28），优选为光隔离型的数据通信接口，所述数据通信接口能够操作以至少用于传输，并能够与所述机器（CM）的电子控制单元的通信接口连接。

10.根据权利要求9所述的系统，用于与具有电子单元（CMPU）的机器（CM）一起使用，所述电子单元设有具有两个接收接线端的第一类型通信接口，或设有具有发送接线端和接收接线端的第二类型通信接口，

并且其中，所述电子模块（EM）的通信接口（28）包括电子装置或部件（OPT1），所述电子装置或部件能够选择性地以第一或第二方式连接，以使所述电子模块（EM）的接口（28）采取第一或第二配置，从而能够分别与所述第一类型接口和所述第二类型接口兼容。

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