技术领域
[0001] 本
发明属于控制系统技术领域，尤其涉及一种广泛应用于学校、企业等食堂的基于射频识别技术的自动贩粥机。
背景技术
[0002] 随着自动化技术的迅猛发展，自动化设备在人们生活中的应用已经非常广泛。如
自动售货机，自动
饮料机等；但是，在学校、企业等带有大型食堂的地方，人们必备的早餐——粥的贩卖仍然保持着人工贩售，这不仅大大降低的贩卖效率而且耗费人工，增加了经营成本。
[0003] 这些食堂大都具有以下特点。
[0004] 1、为了满足不同人群的需求，所售粥的花样繁多。
[0005] 2、采用人工售粥，效率低且耗费人工，增加经营成本。
[0006] 3、采用射频识别技术贩售，即饭卡和刷卡机。
[0007] 4、每种粥定额定量销售，如：A粥a元/碗。
发明内容
[0008] 本发明就是针对上述问题，提供一种基于射频识别技术的自动贩粥机及其控制系统和控制方法。
[0009] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明基于射频识别技术的自动贩粥机主要包括
外壳，碗柜，自回复碗夹，传送
履带，恒温粥箱，搅拌棒，搅拌
电机，连接管道，压
力传感器，
液位传感器，电磁
阀，出粥口漏嘴，
控制器。其结构要点自回复碗夹位于碗柜内，
压力传感器分别置于自回复碗夹上和出粥口放碗处，碗柜与出粥口通过传送履带相接，恒温粥箱经连接管道，
电磁阀与出粥口漏嘴相接，搅拌棒置于恒温粥箱内并通过粥箱底部与搅拌电机相接，传送履带、压力传感器、液位传感器、电磁阀、搅拌电机均与控制器电气相连。
[0010] 所述控制器包括
单片机，射频识别部分，压力
数据采集部分，液位数据采集部分，电磁阀驱动部分，搅拌电机驱动部分，传送装置驱动部分，无线通信部分；其结构要点射频识别部分、压力数据采集部分、液位数据采集部分均与单片机输入端口电气相连，单片机数据输出端口分别与电磁阀驱动部分、搅拌电机驱动部分、传送装置驱动部分、无线通信部分电气相接。
[0011] 作为一种优选方案，本发明所述控制器中射频识别部分包括芯片F1，
电阻R11、R12、R13，电感L1、L2，电容C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C17，晶振X2和天线；其中，电阻R11一端与芯片F1引脚6相连，电阻R11另一端、芯片F1的2,3,12,15引脚均与3.3V直流
电压端相连，芯片F1引脚11经电感L1与电容C8一端相连，又经电容C7与天线一端相连，芯片F1引脚14与电容C8另一端和电容C10一端相连，芯片F1引脚13经电感L2与电容C10另一端和电容C12一端相连，电容C7、C8、C9、C10、C11、C12形成电容环；芯片F1引脚16分别与电阻R12一端、电容C15一端相连，芯片F1引脚17分别与电阻R12另一端、电阻R13一端相连，电阻R13另一端经电容C13与天线另一端相连，并与地相连；芯片F1引脚21分别与晶振X2一端和电容C14一端相连，芯片F1引脚22分别与晶振X2另一端和电容C17一端相连，电容C16另一端、电容C17另一端、电容C15另一端均与地相连。
[0012] 作为另一种优选方案，本发明所述控制器中无线通信部分包括芯片U3、U4，电阻R5、R6、R7，电容C7、C8、C9、C12、C13、C14、C15，电感L1、L2、L3，天线E1。其中，芯片U3的引脚13与电感L1一端和电感L2一端相连，电感L1另一端经C12分别与电容C13的一端、芯片U4引脚4相连，电容C13另一端与地相连，芯片U3的引脚12与电感L2另一端和电感L3一端相连，电感L3的另一端经电阻R6与芯片U4引脚5相连，同时电感L3的另一端和芯片U3引脚11分别经电容C14、电容C15与地相接，芯片U4引脚10与天线E1相连，芯片U3引脚7、17，芯片U4引脚16均与3.3V直流电压相接，芯片U4引脚6经电阻R7与3.3V直流电压相接，芯片U3引脚8、14、16、20，芯片U4引脚1、2、3、7、8、9、11、12均与地相接，芯片U3引脚19经电容C8与地相接。
[0013] 本发明基于射频识别技术的自动贩粥机的控制方法，包括以下步骤。
[0014] 1、根据每种粥的单价，设定固定刷卡金额（如：A粥单价为a元/碗，则设定刷卡金额为a元）。
[0015] 2、根据碗的容量，设定固定出粥量（如：碗容量为b毫升，则设定出粥量为b毫升）。
[0016] 3、检测设备恒温粥箱中余粥量c=h*h1*h2（其中，h、h1、h2分别为粥箱中剩余粥的液位、粥箱的长、宽）；检测碗柜中余碗量d=F1/m（其中F1为碗架所受压力，m为单个碗重量），并将数据通过无线通信模
块，上传至管理者手机终端，建立
数据库，实时监测贩粥设备运行的状况。
[0017] 4、若恒温粥箱中无粥或碗柜中无碗，则通过警示灯来提示消费者无粥或无碗，且系统自动切断射频识别部分，此时刷卡无效；与此同时系统通过
无线通信模块向管理者手机终端发送报警
信号，提示管理者及时补给。
[0018] 5、若余碗量正常，当出粥口无碗时（即出粥口放碗处压力传感器输出数据为0），则碗柜中自回复碗夹动作一次，放一个碗至履带，后由履带将碗传送至出粥口；当出粥口有碗时（即出粥口放碗处压力传感器输出数据不为0），则自回复碗夹不动作。
[0019] 6、若余粥量和余碗量均正常，则当有人刷卡时，系统自动识别射频卡信息，若卡内余额e（元）小于所设定金额a（元）时，则电磁阀不动作，出粥口无粥流出，并提示卡内余额不足；若卡内余额e（元）大于或等于设定金额a（元）且当出粥口有碗时（即出粥口放碗处压力传感器输出数据不为0），则电磁阀打开，出粥口开始出粥。
[0020] 7、检测出粥量f=（F2-G）/ρ（其中，F2为碗下压力传感器所测数据，G为碗自重，ρ为粥
密度，经实际验证，由于一碗粥量很少，故可忽略密度变化对所测数据的影响），若出粥量f（毫升）小于设定出粥量b（毫升），则电磁阀保持打开状态；当f（毫升）等于b（毫升）时，电磁阀关闭，停止出粥。
[0021] 本发明有益效果。
[0022] 本发明通过外壳，碗柜，自回复碗夹，传送履带，恒温粥箱，搅拌棒，搅拌电机，连接管道，压力传感器，液位传感器，电磁阀，出粥口漏嘴和单片机，射频识别部分，压力数据采集部分，液位数据采集部分，电磁阀驱动部分，搅拌电机驱动部分，传送履带驱动部分，无线通信部分的配合使用，可实现提高贩卖效率，节约人工，降低经营成本。
附图说明
[0023] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0024] 图1基于射频识别技术的自动贩粥机原理
框图。
[0025] 图2控制器原理框图。
[0027] 图4无线通信部分电路图。
具体实施方式
[0028] 本发明基于射频识别技术的自动贩粥机包括外壳，碗柜，自回复碗夹，传送履带，恒温粥箱，搅拌棒，搅拌电机，连接管道，压力传感器，液位传感器，电磁阀，出粥口漏嘴，控制器。其结构要点自回复碗夹位于碗柜内，压力传感器分别置于自回复碗夹上和出粥口放碗处，碗柜与出粥口通过传送履带相接，恒温粥箱经连接管道，电磁阀与出粥口漏嘴相接，搅拌棒置于恒温粥箱内并通过粥箱底部与搅拌电机相接，传送履带、压力传感器、液位传感器、电磁阀、搅拌电机均与控制器电气相连。
[0029] 所述控制器（如图2）包括单片机，射频识别部分，压力数据采集部分，液位数据采集部分，电磁阀驱动部分，搅拌电机驱动部分，传送装置驱动部分，无线通信部分；其结构要点射频识别部分、压力数据采集部分、液位数据采集部分均与单片机输入端口电气相连，单片机数据输出端口分别与电磁阀驱动部分、搅拌电机驱动部分、传送装置驱动部分、无线通信部分电气相接。
[0030] 作为一种优选方案，本发明所述控制器中射频识别部分（如图3）包括芯片F1，电阻R11、R12、R13，电感L1、L2，电容C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C17，晶振X2和天线；其中，电阻R11一端与芯片F1引脚6相连，电阻R11另一端、芯片F1的2,3,12,15引脚均与3.3V直流电压端相连，芯片F1引脚11经电感L1与电容C8一端相连，又经电容C7与天线一端相连，芯片F1引脚14与电容C8另一端和电容C10一端相连，芯片F1引脚13经电感L2与电容C10另一端和电容C12一端相连，电容C7、C8、C9、C10、C11、C12形成电容环。芯片F1引脚16分别与电阻R12一端、电容C15一端相连，芯片F1引脚17分别与电阻R12另一端、电阻R13一端相连，电阻R13另一端经电容C13与天线另一端相连，并与地相连。芯片F1引脚21分别与晶振X2一端和电容C14一端相连，芯片F1引脚22分别与晶振X2另一端和电容C17一端相连，电容C16另一端、电容C17另一端、电容C15另一端均与地相连。
[0031] 作为另一种优选方案，本发明所述控制器中无线通信部分（如图4）包括芯片U3、U4，电阻R5、R6、R7，电容C7、C8、C9、C12、C13、C14、C15，电感L1、L2、L3，天线E1。其中，芯片U3的引脚13与电感L1一端和电感L2一端相连，电感L1另一端经C12分别与电容C13的一端、芯片U4引脚4相连，电容C13另一端与地相连，芯片U3的引脚12与电感L2另一端和电感L3一端相连，电感L3的另一端经电阻R6与芯片U4引脚5相连，同时电感L3的另一端和芯片U3引脚11分别经电容C14、电容C15与地相接，芯片U4引脚10与天线E1相连，芯片U3引脚7、17，芯片U4引脚16均与3.3V直流电压相接，芯片U4引脚6经电阻R7与3.3V直流电压相接，芯片U3引脚8、14、16、20，芯片U4引脚1、2、3、7、8、9、11、12均与地相接，芯片U3引脚19经电容C8与地相接。
[0032] 本发明基于射频识别技术的自动贩粥机的控制方法，包括以下步骤。
[0033] 1、根据每种粥的单价，设定固定刷卡金额。（如：A粥单价为a元/碗，则设定刷卡金额为a元）。
[0034] 2、根据碗的容量，设定固定出粥量（如：碗容量为b毫升，则设定出粥量为b毫升）。
[0035] 3、检测设备恒温粥箱中余粥量c=h*h1*h2（其中，h、h1、h2分别为粥箱中剩余粥的液位、粥箱的长、宽）；检测碗柜中余碗量d=F1/m（其中F1为碗架所受压力，m为单个碗重量），并将数据通过无线通信模块，上传至管理者手机终端，建立数据库，实时监测贩粥设备运行的状况。
[0036] 4、若恒温粥箱中无粥或碗柜中无碗，则通过警示灯来提示消费者无粥或无碗，且系统自动切断射频识别部分，此时刷卡无效；与此同时系统通过无线通信模块向管理者手机终端发送报警信号，提示管理者及时补给。
[0037] 5、若余碗量正常，当出粥口无碗时（即出粥口放碗处压力传感器输出数据为0），则碗柜中自回复碗夹动作一次，放一个碗至履带，后由履带将碗传送至出粥口；当出粥口有碗时（即出粥口放碗处压力传感器输出数据不为0），则自回复碗夹不动作。
[0038] 6、若余粥量和余碗量均正常，则当有人刷卡时，系统自动识别射频卡信息，若卡内余额e（元）小于所设定金额a（元）时，则电磁阀不动作，出粥口无粥流出，并提示卡内余额不足；若卡内余额e（元）大于或等于设定金额a（元）且当出粥口有碗时（即出粥口放碗处压力传感器输出数据不为0），则电磁阀打开，出粥口开始出粥。
[0039] 7、检测出粥量f=（F2-G）/ρ（其中，F2为碗下压力传感器所测数据，G为碗自重，ρ为粥密度，经实际验证，由于一碗粥量很少，故可忽略密度变化对所测数据的影响），若出粥量f（毫升）小于设定出粥量b（毫升），则电磁阀保持打开状态；当f（毫升）等于b（毫升）时，电磁阀关闭，停止出粥。
[0040] 可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明
实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行
修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
