本發(fā)明屬于打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種食品打印機(jī)原料儲料裝置及原料跟蹤系統(tǒng)和判定方法。

背景技術(shù)：

在食品打印機(jī)中，需要使用到可食用的耗材。比如咖啡拉花機(jī)中，會使用到食用色素或咖啡萃取物；巧克力打印機(jī)中，會使用到巧克力作為加工耗材。由于可食用的耗材存在生廠商資質(zhì)、保質(zhì)期、存放環(huán)境等食品安全要求，因此通過技術(shù)手段確保打印耗材的食品安全性成為食品打印機(jī)中必不可少的環(huán)節(jié)。在已有食品打印機(jī)技術(shù)中，缺乏對食品原料存儲裝置的技術(shù)研究和實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有方案主要是采用與傳統(tǒng)打印機(jī)相兼容的容器，在簡單地進(jìn)行食品原料耗材裝填后投入使用?，F(xiàn)有技術(shù)中明顯因存在食品原料耗材難以溯源而導(dǎo)致的食品安全隱患。因此在食品打印機(jī)中迫切存在可溯源的原料儲料器。

另外出于成本和環(huán)保的考慮，有的原料儲料器需要回收清洗并進(jìn)行再次裝填使用，在這個(gè)過程中會由于各種人為或者客觀因素帶來許多安全隱患，比如用戶不規(guī)范的裝填，非法商家對原料儲料器中信息進(jìn)行非法篡改等。當(dāng)前尚無有效的技術(shù)方案以解決上述隱患，因此食品打印機(jī)中還亟需與原料儲料器相匹配的原料跟蹤系統(tǒng)。

同樣，由于不同的食品耗材，具有不同的材料特性，打印機(jī)應(yīng)當(dāng)運(yùn)行在不同的參數(shù)下，才能確保最佳的成型和口感，比如不同的巧克力需經(jīng)不同的調(diào)溫曲線才能保證形成最佳的外觀和口感。現(xiàn)有的食品打印機(jī)都是通過人工判定食品耗材的余量、品質(zhì)等，而手動設(shè)置打印參數(shù)，這樣不僅提高了操作門檻、浪費(fèi)了人力資源，而且打印效果也得不到保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種食品打印機(jī)原料儲料裝置及原料跟蹤系統(tǒng)和判定方法，解決食品打印機(jī)的原料儲料器的食品安全問題，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，依賴帶電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM、射頻識別技術(shù)RFID，和云服務(wù)器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儲料器信息可跟蹤、可回溯的功能，確保原料食品安全。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于食品打印機(jī)的原料儲料裝置，包括：

儲料器主體，所述儲料器主體為腔體結(jié)構(gòu)，用來存儲用于打印的食品耗材，比如咖啡萃取物，食用色素或巧克力等；儲料器主體由食品級材質(zhì)制作；

信息存儲器，所述信息存儲器設(shè)置在儲料器主體上，信息存儲器為具有信息存儲功能的信息存儲介質(zhì)；

識別裝置，所述識別裝置包括識別裝置機(jī)械主體和識別裝置電氣部件，識別裝置電氣部件設(shè)置在識別裝置機(jī)械主體上；所述儲料器主體可拆卸式設(shè)置在識別裝置機(jī)械主體上，且識別裝置電氣部件與信息存儲器的位置相對應(yīng)，識別裝置電氣部件與信息存儲器之間具有匹配的電氣連接結(jié)構(gòu)，通過識別裝置電氣部件能夠讀出信息存儲器中的信息。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述信息存儲器中存儲的信息包括該儲料器主體對應(yīng)的一個(gè)唯一編碼，以及儲料器主體中食品耗材的名稱、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、剩余打印次數(shù)和余料量信息。

將儲料器主體的編碼、食品耗材的名稱、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、剩余打印次數(shù)和余料量信息存儲在信息存儲器中，當(dāng)儲料器主體安裝在識別裝置機(jī)械主體上時(shí)，識別裝置電氣部件能夠讀出信息存儲器中的信息，操作方便、智能化程度高。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述識別裝置機(jī)械主體為殼體結(jié)構(gòu)，識別裝置機(jī)械主體的底部開設(shè)有打印頭窗口，儲料器主體位于識別裝置機(jī)械主體的腔體中，儲料器主體的下部設(shè)置有打印頭，打印頭與儲料器主體的腔體連通,打印頭從打印頭窗口中探出。便于固定儲料器主體，防止在食品打印過程中，識別裝置機(jī)械主體與儲料器主體發(fā)生相對運(yùn)動。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述信息存儲器為電擦除可編程只讀存儲器EEPROM和/或射頻識別標(biāo)簽RFID；當(dāng)信息存儲器為電擦除可編程只讀存儲器EEPROM，儲料器主體上設(shè)置有第一金屬觸點(diǎn)，識別裝置電氣部件包括第二金屬觸點(diǎn)，儲料器主體與識別裝置機(jī)械主體配合安裝時(shí)，第一金屬觸點(diǎn)與第二金屬觸點(diǎn)相接觸，即信息存儲器與識別裝置接觸式電連通；當(dāng)信息存儲器為射頻識別標(biāo)簽RFID，識別裝置電氣部件包括RFID讀卡器，儲料器主體與識別裝置機(jī)械主體配合安裝時(shí)，RFID讀卡器與射頻識別標(biāo)簽RFID位置相對應(yīng)，即信息存儲器與識別裝置非接觸式電連通。若信息存儲介質(zhì)為RFID和EEPROM混用的信息，識別裝置也需結(jié)合上述兩種接觸方式。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述信息存儲器中存儲的信息包括該儲料器主體對應(yīng)的一個(gè)唯一編碼，以及原料儲料裝置中食品耗材的名稱、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、剩余打印次數(shù)和余料量信息。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述識別裝置機(jī)械主體上設(shè)置有用于鎖緊儲料器主體的緊固件。將儲料器主體安裝在識別裝置機(jī)械主體上后，通過緊固件進(jìn)一步緊固儲料器主體。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述識別裝置機(jī)械主體上設(shè)置有用于將整個(gè)原料儲料裝置固定在打印機(jī)上的支架。便于將原料儲料裝置固定在食品打印機(jī)上。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述識別裝置電氣部件還包括第三金屬接觸點(diǎn)。將原料儲料裝置固定在食品打印機(jī)上時(shí)，通過第三金屬接觸點(diǎn)將原料儲料裝置與食品打印機(jī)件的控制器進(jìn)行電連接。

一種基于上述原料儲料裝置的原料跟蹤系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)原料儲料裝置、控制器、通信單元和云端服務(wù)器，所述一個(gè)或多個(gè)原料儲料裝置、控制器和通信單元均設(shè)置在食品打印機(jī)上；所述每個(gè)原料儲料裝置中存儲有不同的用于打印的食品耗材；所述控制器與每個(gè)原料儲料裝置識別裝置的電氣部件之間均電連接，控制器用于控制各個(gè)識別裝置；所述通信單元與控制器之間電連接，用于將各個(gè)信息存儲器的信息接入到網(wǎng)絡(luò)，并與云端服務(wù)器通信；所述云端服務(wù)器用于記錄和跟蹤每個(gè)原料儲料器的信息，所述云端服務(wù)器中包含但不限于每個(gè)儲料器主體的編碼信息和對應(yīng)儲料器主體所存儲的食品耗材的名稱、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、剩余打印次數(shù)和余料量，以及該儲料器主體重復(fù)使用的次數(shù)。

所述原料跟蹤系統(tǒng)只有在連接網(wǎng)絡(luò)的情況下才能使用。因?yàn)閮α掀髦黧w由食品級材質(zhì)制作，所以在使用過程中也會磨損、消耗，具有一定的使用壽命，當(dāng)一個(gè)儲料器主體中食材消耗完后需要對其回收并進(jìn)行再次灌裝食材，然后再進(jìn)行更換，當(dāng)更換次數(shù)超過設(shè)定值時(shí)，控制器會做出報(bào)警提示，便于及時(shí)更換新的儲料器主體。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制器能夠根據(jù)需要打印食品的類型，調(diào)整食品打印機(jī)的打印速度，以及所打印出的食品的溫度。當(dāng)打印巧克力時(shí)，控制器根據(jù)識別到原料儲料裝置中的巧克力食品耗材信息，調(diào)整打印速度和溫度曲線，保證巧克力食品耗材能夠順利從打印頭中打印出，且打印出來的巧克力外形美觀，口感良好。當(dāng)進(jìn)行咖啡拉花時(shí)，控制器根據(jù)識別到原料儲料裝置中的食用色素或咖啡萃取物等耗材信息，調(diào)整打印速度，保證打印出來咖啡拉花圖案形象、美觀。

一種基于上述原料跟蹤系統(tǒng)的對原料儲料裝置進(jìn)行判定的方法，每次更換原料儲料裝置后，或者每次食品打印機(jī)進(jìn)行食品打印任務(wù)前，控制器會對每個(gè)原料儲料裝置進(jìn)行校驗(yàn)，包括如下步驟：

步驟一、控制器讀取每個(gè)信息存儲器中該儲料器主體對應(yīng)的唯一的編碼信息，并與云端服務(wù)器的編碼庫的編碼進(jìn)行對比，如果控制器沒有讀取到該儲料器主體的編碼信息，或者讀取到的編碼信息與云端服務(wù)器的編碼庫進(jìn)行對比后沒有與之對應(yīng)的編碼，則食品打印機(jī)停止打印，防止人為將非本系統(tǒng)的原料儲料裝置裝入食品打印機(jī)中，或者誤將其他物品裝入食品打印機(jī)中；否則進(jìn)行步驟二；

步驟二、儲料器主體的編碼與云端服務(wù)器的編碼匹配成功后，原料儲料裝置上信息存儲器與云端服務(wù)器同步信息，即每個(gè)原料儲料裝置將當(dāng)前信息存儲器中的信息通過控制器、通信單位傳遞給云端服務(wù)器，使云端服務(wù)器中對應(yīng)編碼中剩余打印次數(shù)和余料量與對應(yīng)原料儲料裝置的當(dāng)前信息存儲器中的信息保持一致。相當(dāng)于每次更換原料儲料裝置后，或者開啟食品打印任務(wù)前，對云端服務(wù)器中的信息進(jìn)行更新。

步驟三、控制器對各個(gè)原料儲料裝置中的食品耗材進(jìn)行判斷，當(dāng)每個(gè)原料儲料裝置中的食品耗材均在有效期內(nèi)，且在剩余打印次數(shù)不低于1次、余量充足的情況下，開始本次食品打??；否則食品打印機(jī)停止打印。每次向儲料器主體中灌裝食品耗材后，會對信息存儲器中的信息進(jìn)行更新，包括原料儲料裝置重復(fù)使用的次數(shù)、食品耗材名稱、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、剩余打印次數(shù)和余料量。保證打印出來的食品在保質(zhì)期內(nèi)，確保食品安全。每打印一次，對應(yīng)原料儲料裝置的信息存儲器中剩余打印次數(shù)、余料量的信息進(jìn)行更新。當(dāng)剩余打印次數(shù)、余料量，不足完成本次打印時(shí)，控制器做出報(bào)警提示。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明所述的原料儲料裝置，其儲料器主體采用了食品級材質(zhì)制作，確保了耗材存放的食品安全性；其信息存儲器所采用的EEROM或RFID均具有唯一標(biāo)識，實(shí)現(xiàn)了儲料器主體所裝填的耗材與攜帶的電子信息的嚴(yán)格匹配，使得耗材可跟蹤、可回溯，非常明顯地保障了食品安全。

2、本發(fā)明所述的原料跟蹤系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將每一個(gè)儲料器都納入互聯(lián)網(wǎng)，只有經(jīng)過驗(yàn)證的儲料器才能正常使用，由于采用了在線式驗(yàn)證的方式，杜絕了用戶不規(guī)范裝填或商家非法篡改儲料器信息存儲器而導(dǎo)致的安全隱患，該技術(shù)進(jìn)一步地保障了食品打印機(jī)中嚴(yán)苛的食品安全要求。

3、本發(fā)明所述的判定方法，在食品打印機(jī)工作的過程中均介入，在杜絕食品安全隱患的同時(shí)，也自動調(diào)整了食品打印機(jī)的工作參數(shù)，使食品打印機(jī)以最佳的工作參數(shù)，使用當(dāng)前耗材以成型最優(yōu)的圖形或圖案，減少了人工調(diào)試工作，極大地降低了用戶的操作門檻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述原料儲料裝置主體部分結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明所述原料儲料裝置識別裝置部分結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明所述原料儲料裝置識別裝置部分補(bǔ)充結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明所述原料儲料裝置整體結(jié)構(gòu)圖。

圖5 為本發(fā)明所述原料跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明所述原料跟蹤系統(tǒng)識別工作流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

實(shí)施例一：

如圖1-4所示，本發(fā)明所述用于食品打印機(jī)的原料儲料器裝置，包括原料儲料器主體1，信息存儲介質(zhì)2，識別裝置機(jī)械主體6。

所述原料儲料器主體1，是采用食品級PP材料所制作的中空腔體，腔體內(nèi)貯存用于食品打印機(jī)的可食用色素，本實(shí)施例中采用咖啡色食用色素，用于打印到咖啡的奶泡上。

所述原料儲料器主體1上安裝了柔性電路板5，柔性電路板上設(shè)置信息存儲介質(zhì) EEPROM、第一金屬觸點(diǎn)3和打印頭4。在其他實(shí)施例中，打印頭4與儲料器主體1可以為分體結(jié)構(gòu)，可能多個(gè)儲料器主體1對應(yīng)一個(gè)打印頭4。

所述EEPROM上存儲了關(guān)于儲料器主體1相關(guān)信息，包括儲料器主體的唯一編碼，所儲存食用色素的型號編碼，出產(chǎn)日期，有效日期，剩余量等信息，本實(shí)施例中由廠商裝填的墨盒剩余量應(yīng)當(dāng)是500次，每次打印將消耗一次剩余量。

所述第一金屬觸點(diǎn)3，用于完成對打印頭4的電路連接以及對EEPROM的電路連接。所述原料儲料器主體1在使用時(shí)，需要插入識別裝置機(jī)械主體6中，以配合為圖4所顯示的結(jié)構(gòu)。所述識別裝置機(jī)械主體6的頂部有一個(gè)緊固件卡扣7，用于緊固原料儲料器主體1，防止在食品打印機(jī)運(yùn)行過程中原料儲料器1的晃動等問題。

所述識別裝置機(jī)械主體6上安裝的第二金屬觸點(diǎn)8，與原料儲料器主體1上安裝的第一金屬觸點(diǎn)相對應(yīng)，以確保原料儲料器主體1的電氣結(jié)構(gòu)和功能的完整性。

所述識別裝置機(jī)械主體6的底部留有一個(gè)打印頭窗口10，便于打印頭4探出，識別裝置機(jī)械主體6的側(cè)面還有識別裝置固定支架11，用于將原料儲器裝置整體固定到食品打印機(jī)機(jī)架上。食品打印機(jī)通過第三觸點(diǎn)12與控制器點(diǎn)連接，來控制打印頭對食用色素的噴射，同時(shí)讀寫EEPROM上存儲的信息。

采用EEPROM作為存儲介質(zhì)，具有成本低的特點(diǎn)。

實(shí)施例二：

在打印頻次高，換取儲料器頻繁的場景下，采用RFID標(biāo)簽作為信息存儲介質(zhì)2，以避免頻繁的接插損耗而影響其穩(wěn)定性。

所述RFID標(biāo)簽上存儲了關(guān)于儲料器主體相關(guān)信息，包括儲料器主體的唯一編碼，所儲存食用色素的型號編碼，出產(chǎn)日期，有效日期，剩余量等信息，本實(shí)施例中由廠商裝填的墨盒剩余量應(yīng)當(dāng)是500次，每次打印將消耗一次剩余量。

所述識別裝置機(jī)械主體上還需安裝RFID讀卡器，儲料器主體與識別裝置機(jī)械主體配合安裝時(shí)，RFID讀卡器與射頻識別標(biāo)簽RFID位置相對應(yīng)，便于讀寫信RFID標(biāo)簽上的信息。RFID讀卡芯片采用MFRC-522。為了便于描述，結(jié)合實(shí)施例一中圖3，RFID讀卡器9設(shè)置在識別裝置固定支架11的下方。

所述第一金屬觸點(diǎn)，此時(shí)用于完成對打印頭的電路連接。其他未特別指出的實(shí)施要點(diǎn)，均和實(shí)施例一中相同。

實(shí)施例三：

如圖5所示，一種基于上述原料儲料裝置的原料跟蹤系統(tǒng)，包括云端服務(wù)器13、通信單元14、控制器15和多個(gè)原料儲料裝置16；

所述原料儲料裝置16如實(shí)施例二中所述，為圖4所示的結(jié)構(gòu)，固定在食品打印機(jī)17上，每個(gè)原料儲料裝置中存儲有不同的用于打印的食品耗材。所述控制器15的芯片型號是Atmega8，控制器15與每個(gè)原料儲料裝置識別裝置的電氣部件之間均電連接，用于控制原料儲料裝置16上的RFID讀卡器9，進(jìn)而讀寫RFID標(biāo)簽2上的內(nèi)容。所述通信單元14的芯片型號為RTL8188CUS，通信單元14通過WIFI的形式接入互聯(lián)網(wǎng)，并與云端服務(wù)器13通信。所述云端服務(wù)器13上存儲著所有原料儲料器16的信息，包含但不限于每個(gè)儲料器主體的編碼信息和對應(yīng)儲料器主體所存儲的食品耗材的名稱、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、剩余打印次數(shù)和余料量，以及該儲料器主體重復(fù)使用的次數(shù)。

所述原料跟蹤系統(tǒng)只有在連接網(wǎng)絡(luò)的情況下才能使用。因?yàn)閮α掀髦黧w由食品級材質(zhì)制作，所以在使用過程中也會磨損、消耗，具有一定的使用壽命，當(dāng)一個(gè)儲料器主體中食材消耗完后需要對其回收并進(jìn)行再次灌裝食材，然后再進(jìn)行更換，當(dāng)更換次數(shù)超過設(shè)定值時(shí)，控制器會做出報(bào)警提示，便于及時(shí)更換新的儲料器主體。

所述控制器能夠根據(jù)需要打印食品的類型，調(diào)整食品打印機(jī)的打印速度，以及所打印出的食品的溫度。在本實(shí)施例中，食品打印機(jī)用于進(jìn)行咖啡拉花，控制器根據(jù)識別到原料儲料裝置中的咖啡色食用色素信息，調(diào)整打印速度，保證打印出來咖啡拉花形象、美觀。

在其他實(shí)施例中，食品打印機(jī)用于打印巧克力，控制器根據(jù)識別到原料儲料裝置中的巧克力食品耗材信息，調(diào)整打印速度和溫度曲線，保證巧克力食品耗材能夠順利從打印頭中打印出，且打印出來的巧克力外形美觀，口感良好。

實(shí)施例四：

如圖6所示，一種基于上述原料跟蹤系統(tǒng)的對原料儲料裝置進(jìn)行判定的方法，每次更換原料儲料裝置后，或者每次食品打印機(jī)進(jìn)行食品打印任務(wù)前，控制器會對每個(gè)原料儲料裝置進(jìn)行校驗(yàn)，包括如下步驟：

步驟一、控制器讀取每個(gè)信息存儲器中該儲料器主體對應(yīng)的唯一的編碼信息，并與云端服務(wù)器的編碼庫的編碼進(jìn)行對比，如果控制器沒有讀取到該儲料器主體的編碼信息，或者讀取到的編碼信息與云端服務(wù)器的編碼庫進(jìn)行對比后沒有與之對應(yīng)的編碼，則食品打印機(jī)停止打印，防止人為將非本系統(tǒng)的原料儲料裝置裝入食品打印機(jī)中，或者誤將其他物品裝入食品打印機(jī)中；否則進(jìn)行步驟二；

步驟二、儲料器主體的編碼與云端服務(wù)器的編碼匹配成功后，儲料器主體上信息存儲器與云端服務(wù)器同步信息，即每個(gè)原料儲料裝置將當(dāng)前信息存儲器中的信息通過控制器、通信單位傳遞給云端服務(wù)器，使云端服務(wù)器中對應(yīng)編碼中的食材名稱、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、剩余打印次數(shù)、余料量和該儲料器重復(fù)使用的次數(shù)與對應(yīng)原料儲料裝置將當(dāng)前信息存儲器中的信息保持一致。相當(dāng)于每次更換原料儲料裝置后，或者開啟食品打印任務(wù)前，對云端服務(wù)器中的信息進(jìn)行更新。

步驟三、控制器對各個(gè)原料儲料裝置中的食品耗材進(jìn)行判斷，當(dāng)每個(gè)原料儲料裝置中的食品耗材均在有效期內(nèi)，且在剩余打印次數(shù)不低于1次、余量充足的情況下，開始本次食品打??；否則食品打印機(jī)停止打印。每次向儲料器主體中灌裝食品耗材后，會對信息存儲器中的信息進(jìn)行更新，包括原料儲料裝置重復(fù)使用的次數(shù)，食品耗材名稱、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、剩余打印次數(shù)和余料量。保證打印出來的食品在保質(zhì)期內(nèi)，確保食品安全。每打印一次，對應(yīng)原料儲料裝置的信息存儲器中剩余打印次數(shù)、余料量的信息進(jìn)行更新。當(dāng)剩余打印次數(shù)、余料量，不足完成本次打印時(shí)，控制器做出報(bào)警提示。

本發(fā)明中未做特別說明的均為現(xiàn)有技術(shù)或者通過現(xiàn)有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)，而且本發(fā)明中所述具體實(shí)施案例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施案例而已，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本發(fā)明的技術(shù)范疇。