CN106927152B - 一种咖啡胶囊及全自动咖啡机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及咖啡技术领域，提供一种咖啡胶囊及全自动咖啡机，该咖啡胶囊包括胶囊封装壳体，所述胶囊封装壳体内设有至少两个相互独立的隔舱，包括第一隔舱和第二隔舱，所述第一隔舱和第二隔舱内盛放有咖啡材料；封装壳体上印制有识别码，从而实现通过读取识别码调取相应的目标咖啡的加工制作工艺，能提供风味、品质相当的花式咖啡，而且单杯咖啡的容量大大超过现有的胶囊咖啡机的制作单杯容量，同时，通过读取识别码可以供全自动咖啡机记录所制作的咖啡的种类、咖啡胶囊的产地、品牌、批次等信息，以便实现自动的销售统计、客户服务等功能。

Description

一种咖啡胶囊及全自动咖啡机

技术领域

本发明涉及咖啡技术领域，具体为一种咖啡胶囊及全自动咖啡机。

背景技术

目前，咖啡进入中国市场已经很多年了，却没有得到更快的发展。原因就是其特殊性：咖啡豆的保鲜和咖啡的制作都需要专业人士按照严格程序和工艺完成，因而限制了咖啡消费在中国的快速增长。做咖啡的都知道，咖啡生豆的保质期可以长达一年以上。如果是烘焙好的咖啡豆，与空气接触后最多只能放3天，咖啡豆就已经变味了。如果是磨好的咖啡粉，与空气接触后最长也只能放4小时，咖啡粉就已经开始变味了。咖啡胶囊正是在这种背景下，人们对咖啡的另一种保鲜方式。咖啡胶囊的出现可以使咖啡品质保鲜长达18个月，每打开一包胶囊，就相当于真正意义上现磨了一杯咖啡粉来做咖啡，这一定是最新鲜的，且杯杯都是新鲜的。

但是，现有咖啡胶囊以及基于咖啡胶囊的咖啡机均存在如下问题：

(1)现有胶囊咖啡系统胶囊盒内只填装单一组分，咖啡粉或鲜奶(奶粉)，无法完成全自动制作花式咖啡的功能；

(2)现有胶囊咖啡系统胶囊咖啡机一次只能填装一个胶囊，无法实现咖啡萃取和奶泡制作的同步进行；

(3)由于保持花式咖啡风味需要的制作工艺和原料配比严格，普通消费者或未经严格训练的咖啡师经常制作失败，现有的胶囊咖啡系统仅能保证Espresso咖啡符合标准，而无法保证花式咖啡制作的成功；

(4)现有咖啡胶囊盒的容积过小，只能填装10g以下咖啡粉，制成的Espresso咖啡小于30ml，标准成品花式咖啡容量，小于200ml，而快速零售(例如星巴克、零售店或自动售货机)领域通常提供的饮品在300ml以上；

(5)现有的胶囊咖啡系统机智能化程度极低，例如，胶囊盒没有可供识别的标签或标签内载入的信息量过少，缺少的品牌、产地、批次、配方等全面的信息，无法为大规模商用提供全面而有价值的销售数据；咖啡机缺乏足够强大的信息处理和通讯功能并根据咖啡胶囊的信息自动选择制作工艺，也无法自动更新程序或者与使用者或消费者互动。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种咖啡胶囊，以解决上述现有的咖啡胶囊无法完成全自动制作花式咖啡的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种咖啡胶囊，所述咖啡胶囊包括胶囊封装壳体，所述胶囊封装壳体内设有至少两个相互独立的隔舱，包括第一隔舱和第二隔舱，所述第一隔舱和第二隔舱内盛放有咖啡材料；

所述胶囊封装壳体上印制有识别码，所述识别码内包含有隔舱内所盛放咖啡材料的相关信息，所述咖啡材料的相关信息包括咖啡材料的产地、品牌、批次、配方以及咖啡的制作工艺参数。

作为一种改进的方案，所述第一隔舱和第二隔舱为两个半体隔舱。

作为一种改进的方案，所述第一隔舱和第二隔舱为内外隔舱。

本发明的另一目的在于提供一种基于咖啡胶囊的全自动咖啡机，所述全自动咖啡机包括控制单元、至少两套与所述胶囊相匹配的穿刺系统、至少两套与所述胶囊相匹配的泵浦系统以及三条水路管道；

所述控制单元包括主控模块以及与所述主控模块连接的胶囊识别模块、存储模块、加热系统模块、制冷系统模块、水路控制模块、泵浦控制模块和穿刺系统控制模块，所述存储模块内存储有胶囊咖啡制作配方参数；

所述穿刺系统控制模块分别与至少两套穿刺系统连接，所述泵浦控制模块分别与至少两套泵浦系统连接，所述水路控制模块分别与所述水路管道连接；

至少两套与所述胶囊相匹配的穿刺系统包括第一穿刺系统和第二穿刺系统，所述第一穿刺系统与所述第一隔舱相对应，所述第二穿刺系统与所述第二隔舱相对应；

至少两套与所述胶囊相匹配的泵浦系统包括第一泵浦系统和第二泵浦系统，所述第一泵浦系统与所述第一隔舱相对应，所述第二泵浦系统与所述第二隔舱相对应；

其中，至少两套与所述胶囊相匹配的穿刺系统、至少两套与所述胶囊相匹配的泵浦系统以及三条水路管道出于全封闭的咖啡制作空间内。

作为一种改进的方案，所述全自动咖啡机上设置有控制面板，所述控制面板与所述主控模块电连接；

所述控制面板上设有若干个操做按钮，所述操作按钮包括制作咖啡的模式选择按钮，制作咖啡的模式选择按钮包括经典模式、标准模式以及快速模式。

作为一种改进的方案，所述全自动咖啡机还内置有中央处理器以及与所述中央处理器连接的移动通讯模块、近场通信模块、在线支付模块、卫星定位模块和语音交互模块，所述中央处理器上运行操作系统，所述中央处理器与所述主控模块连接；

所述近场通信模块，用于在所述客户端和所述全自动咖啡机之前建立通讯连接，实现客户端与所述全自动咖啡机的人机交互和信息接收、推送操作；

所述移动通讯模块，用于在所述服务器和所述全自动咖啡机之间建立通讯连接，实现所述服务器与所述全自动咖啡机之间的通讯交互；

所述在线支付模块，用于绑定消费者用户的真实身份信息和银行信息，完成支付或提货券的清算，并控制所述全自动咖啡机制作咖啡程序的启动；

所述卫星定位模块，用于对所述全自动咖啡机的物理位置进行定位；

所述语音交互模块，用于在所述全自动咖啡机与消费者用户之间通过语音进行交互，实现在所述全自动咖啡机与所述消费者之间建立人机交互。

作为一种改进的方案，所述全自动咖啡机还内置有AI芯片和分别与所述AI芯片连接的语音识别模块、人脸识别模块、人机交互实现模块和深度学习模块，所述AI芯片与所述中央处理器连接；

所述语音识别模块，用于对消费者的语音进行解析识别；

所述人脸识别模块，用于对消费者的人脸进行解析识别；

所述深度学习模块，分别与所述语音识别模块和人脸识别模块连接，用于对所述语音识别模块和所述人脸识别模块的动作进行判断，判断当前消费者是否为以往消费客户，并根据深度学习获得的技能自主的与客户互动；

所述人机交互实现模块，与所述深度学习模块连接，用于当判定当前消费者为以往消费客户时，调用预先存储在存储模块中的语音参数进行播放，实现与所述消费客户的人机交互，或者根据深度学习获得的技能自主的与客户互动。

作为一种改进的方案，所述全自动咖啡机上还设有与所述语音识别模块相对应的麦克风、与所述人脸识别模块相对应的摄像头以及扬声器；

所述麦克风、扬声器和摄像头分别与所述中央处理器连接。

作为一种改进的方案，所述全自动咖啡机与服务器、客户端、消费者以及咖啡胶囊形成全新的胶囊咖啡商业营销系统。

作为一种改进的方案，所述全自动咖啡机应用在商用咖啡机或自动售货机上。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

在本发明实施例中，咖啡胶囊包括胶囊封装壳体，所述胶囊封装壳体内设有至少两个相互独立的隔舱，包括第一隔舱和第二隔舱，所述第一隔舱和第二隔舱内盛放有咖啡材料；胶囊封装壳体上印制有识别码，从而实现通过读取识别码调取相应的目标咖啡的加工制作工艺，能提供风味、品质相当的花式咖啡，而且单杯咖啡的容量大大超过现有的胶囊咖啡机的制作单杯容量，同时，通过读取识别码可以供全自动咖啡机记录所制作的咖啡的种类、咖啡胶囊的产地、品牌、批次等信息，以便实现自动的销售统计、客户服务等功能。

在本发明实施例中，全自动咖啡机包括控制单元、至少两套与所述胶囊相匹配的穿刺系统、至少两套与所述胶囊相匹配的泵浦系统以及三条水路管道；所述控制单元包括主控模块以及与所述主控模块连接的胶囊识别模块、存储模块、加热系统模块、制冷系统模块、水路控制模块、泵浦控制模块和穿刺系统控制模块，所述存储模块内存储有胶囊咖啡制作配方参数，至少两套与所述胶囊相匹配的穿刺系统、至少两套与所述胶囊相匹配的泵浦系统以及三条水路管道出于全封闭的咖啡制作空间内，从而实现全封闭全自动目标咖啡的制作，其适合商业应用，其结构简单、体积较小，而且在全封闭的环境下，卫生安全，保证品质，同时，全自动设计，降低整个目标咖啡的制作成本，缩短花式咖啡的制作时间，制作失误率低。

附图说明

图1和图2分别是本发明提供的咖啡胶囊的结构示意图；

图3是本发明提供的全自动咖啡机的结构示意图；

图4是本发明提供的适于商业运营的胶囊咖啡系统的结构框图；

其中，1-第一隔舱，2-第二隔舱，3-识别码，4-控制单元，5-主控模块，6-胶囊识别模块，7-存储模块，8-加热系统模块，9-制冷系统模块，10-水路控制模块，11-泵浦控制模块，12-穿刺系统控制模块，13-第一穿刺系统，14-第二穿刺系统，15-第一泵浦系统，16-第二泵浦系统，17-水路管道，18-控制面板，19-服务器，20-客户端，21-消费者，22-全自动咖啡机，23-控制器，24-第一消息收发模块，25-控制模块，26-第二消息收发模块，27-中央处理器，28-移动通讯模块，29-近场通信模块，30-卫星定位模块，31-语音交互模块，32-AI芯片，33-语音识别模块，34-人脸识别模块，35-人机交互实现模块，36-深度学习模块，37-麦克风，38-扬声器，39-摄像头，40-存储器，41-在线支付模块。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

结合图1和图2所示，咖啡胶囊包括胶囊封装壳体，该胶囊封装壳体内设有至少两个相互独立的隔舱，包括第一隔舱1和第二隔舱2，第一隔舱1和第二隔舱2内盛放有咖啡材料；

胶囊封装壳体上印制有识别码3，识别码3内包含有隔舱内所盛放咖啡材料的相关信息，咖啡材料的相关信息包括咖啡材料的产地、品牌、批次、配方以及咖啡的制作工艺参数。

在该实施例中，上述第一隔舱1和第二隔舱2内放置不同的材料，例如第一隔舱1内放置咖啡粉，第二隔舱2内填装牛奶或其他组分，在该咖啡胶囊的封装壳体上印制的识别码3，可以是二维码，当然也可以是其他识别码3或标签，该二维码所包含的咖啡材料的相关信息为唯一的，在此不再赘述。

在该实施例中，第一隔舱1和第二隔舱2的设置方式可以有多种，下述给出其中的两种情形，在此不用以限制本发明：

第一种：如图1所示，第一隔舱1和第二隔舱2为两个半体隔舱，即在胶囊的中间位置或适当位置进行分割，将将囊的封装壳体围成的内腔分为两个部分，分别形成第一隔舱1和第二隔舱2；

第二种：如图2所示，第一隔舱1和第二隔舱2为内外隔舱形式存在，图2中给出的位于内侧的是第一隔舱1，位于第一隔舱1圆周上的第二隔舱2，在此不再赘述。

在该实施例中，对第一隔舱1内的咖啡粉的萃取可以得到目标容量的Espresso咖啡；

通过对第二隔舱2内组分的冲泡，获得目标容量的加热的牛奶和奶泡；

然后按照花式咖啡制作的工艺，将上述两者混合，如有必要提供热水或冷水，得到目标咖啡，从容量上超越原有的咖啡容量，实现提供风味、品质相当的花式咖啡。

在该实施例中，所有废弃的咖啡胶囊可以经胶囊配送渠道统一回收，集中处理和利用，例如该咖啡胶囊封装壳体采用可完全降解的PLA玉米淀粉材料时，废弃的咖啡胶囊可以无需做任何处理，直接还田即可，成为天然的肥料，提供农业生产，从而，避免目前废弃胶囊作为生活垃圾被丢弃造成的浪费和污染。

图3示出了本发明提供的全自动咖啡机的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分，其中，该全自动咖啡机与上述图1和图2所示的咖啡胶囊相匹配。

该全自动咖啡机包括控制单元4、至少两套与胶囊相匹配的穿刺系统、至少两套与胶囊相匹配的泵浦系统以及三条水路管道17；

控制单元4包括主控模块5以及与主控模块5连接的胶囊识别模块6、存储模块7、加热系统模块8、制冷系统模块9、水路控制模块10、泵浦控制模块11和穿刺系统控制模块12，存储模块7内存储有胶囊咖啡制作配方参数以及临时存储的咖啡胶囊销售数据(品牌、口味、批次、数量、销售时间等)；

穿刺系统控制模块12分别与至少两套穿刺系统连接，泵浦控制模块11分别与至少两套泵浦系统连接，水路控制模块10分别与水路管道连接；

至少两套与胶囊相匹配的穿刺系统包括第一穿刺系统13和第二穿刺系统14，第一穿刺系统13与第一隔舱1相对应，第二穿刺系统14与第二隔舱2相对应；

至少两套与胶囊相匹配的泵浦系统包括第一泵浦系统15和第二泵浦系统16，第一泵浦系统15与第一隔舱1相对应，第二泵浦系统16与第二隔舱2相对应；

其中，至少两套与胶囊相匹配的穿刺系统、至少两套与胶囊相匹配的泵浦系统以及三条水路管道出于全封闭的咖啡制作空间内，其制作效率更高，制作的咖啡更加干净卫生。

在本发明实施例中，全自动咖啡机上设置有控制面板18，控制面板18与主控模块5连接；

控制面板上设有若干个操做按钮，操作按钮包括制作咖啡的模式选择按钮，制作咖啡的模式选择按钮包括经典模式、标准模式以及快速模式，供用户选择，当然，在上述存储模块7中存储中对应模式的制作工艺，在此不再赘述。

在本发明实施例中，由于上述咖啡胶囊的识别码3已经包含所有制作目标咖啡的组分和制备工艺，该全自动咖啡机能自动识咖啡胶囊的成分并调取相应的制作工艺，对操作者没有技能要求，不会发生制作错误的情况，因此，在作为商用时，大大降低人员成本以及人员的培训成本。

在本发明实施例中，该全自动咖啡机结构相比现有的胶囊咖啡机，智能化和自动化程度大大提高；相对于意大利式全自动咖啡机来说，其结构更加简单，其体积较小，非常适合作为商用或自动售货机领域；

即便是在相同的体积下，相对于基于意大利式全自动咖啡机的自动售货机而言可以大大增加全自动咖啡机22装货量。

在该实施例中，上述穿刺系统、泵浦系统以及水路管道等结构为现有的胶囊咖啡机的结构，在此不再赘述。

为了便于理解，下述结合上述经典模式、标准模式以及快速模式的制作方式，说明该全自动咖啡机的工作过程：

一：以制作一杯某品牌目标容量为300ml的拿铁咖啡为例进行说明

(1)如果应用于传统咖啡馆，需要用玻璃杯向客人展示拿铁咖啡完美的制作过程和迷人的分层效果，咖啡机可以执行“经典模式”制作程序。

此时“经典模式”制作程序定义为：

首先，全自动咖啡机识别咖啡胶囊的信息，并从自身的存储模块7中调取该品牌咖啡的容量和制作工艺参数；随后，全自动咖啡机两套穿刺系统同时对咖啡胶囊的封装壳体(底壳和封膜)进行穿刺建立水路一和水路二，此时第一泵浦系统15以将混有高温水蒸气的100℃的热水高速泵入第二隔舱2，使第二隔舱2内的奶粉或液态奶形成200ml奶泡和稀释牛奶，并注入咖啡杯中；

此后，第一泵浦系统15立刻将85-95℃的热水泵入水路一并施以9Bar的压力，对第一隔舱1内的咖啡粉进行萃取，此时第一泵浦系统15的流量设定为100ml/25秒，并于25秒后停止萃取，当萃取结束时即完成一杯300ml拿铁咖啡的制作；

此过程大约用时50秒，用户可以见到首先流出带有浓密泡沫的牛奶，然后伴着浓郁Espresso香气的咖啡液穿过浓密的奶泡，逐渐形成完美的分层效果。

(2)如果应用于零售店或自动售货机，以纸杯销售咖啡时无需向客人展示拿铁咖啡的分层效果，该全自动咖啡机可以执行“快速模式”制作程序。

此时的“快速模式”制作程序定义为：

首先，全自动咖啡机识别咖啡胶囊的信息，并从自身的存储模块7中调取该品牌咖啡的容量和制作工艺参数，随后，该全自动咖啡机的两套穿刺系统同时对咖啡胶囊的封装壳体进行穿刺建立水路一和水路二，第一泵浦系统15和第二泵浦系统16同时工作，第一泵浦系统15将85-95℃的热水泵入水路一并施以9Bar的压力，并以100ml/25秒的流速完成对第一隔舱1内的咖啡粉进行萃取；同时，第二泵浦系统16将混有高温水蒸气的100℃热水高速泵入第二隔舱2内，使第二隔舱2内的奶粉或液态奶同样在25秒内完成200ml的奶泡和稀释牛奶的制作，与咖啡液一同注入咖啡杯中，即完成一杯300ml拿铁咖啡的制作；

执行此程序，只需要25秒用户即可以得到一杯300ml咖啡与牛奶配比精确的与经典拿铁咖啡口感相差无几的拿铁咖啡，特别适于自动售货机在高峰时段满足大量用户的场景。

二：以同样常见的卡布奇诺咖啡为例，假设制作一杯某品牌目标容量为300ml的卡布奇诺咖啡，本发明胶囊咖啡系统可以经典、标准及快速三种方式完成卡布奇诺咖啡的制作。

(1)如果应用于传统咖啡馆，需要用瓷杯向客人展示卡布奇诺咖啡完美的制作过程，咖啡机可以执行“经典模式”制作程序。

此时“经典模式”制作程序定义为：

首先，咖啡机同样先识别咖啡胶囊的信息，并从自身的存储模块7中调取该品牌咖啡的容量和制作工艺参数，随后全自动咖啡机的第一穿刺系统13对胶囊进行穿刺建立水路一，第一泵浦系统15将85-95℃的热水泵入水路一并施以9Bar的压力，对第一隔舱1内的咖啡粉进行萃取。此时第一泵浦系统15的流量设定为150ml/25秒，并于25秒后停止萃取。

当咖啡液萃取结束，全自动咖啡机的第二穿刺系统14对胶囊进行第二次穿刺建立水路二，第二泵浦系统16将混有高温水蒸气的100℃的热水高速泵入第二隔舱2内，使第二隔舱2内的奶粉或液态奶形成150ml奶泡和稀释牛奶，注入已经制作好的Espresso咖啡中，咖啡师将事先打发的奶油均匀的挤在牛奶表面即完成一杯300ml经典卡布奇诺咖啡的制作。

(2)如果应用于零售店，以纸杯销售咖啡时，全自动咖啡机可以执行“标准模式”制作程序。

此时的“标准模式”制作程序定义为：

首先，全自动咖啡机识别咖啡胶囊的信息，并从自身的存储模块7中调取该品牌咖啡的容量和制作工艺参数。随后，全自动咖啡机两套穿刺系统同时对咖啡胶囊的封装壳体进行穿刺建立水路一和水路二，第一泵浦系统15将85-95℃的热水泵入水路一并施以9Bar的压力，对第一隔舱1内的咖啡粉进行萃取。此时第一泵浦系统15的流量设定为150ml/25秒，并于25秒后停止萃取。

当咖啡液萃取结束，第二泵浦系统16立刻启动将混有高温水蒸气的100℃的热水高速泵入第二隔舱2内，使第二隔舱2内的奶粉或液态奶形成150ml奶泡和稀释牛奶，注入已经制作好的Espresso咖啡中，完成卡布奇诺咖啡的制作。

零售店通常不提供打发奶油，或事先将打发的奶油置于魔术瓶中供有需求的客人自助添加。此制作过程由于同时建立两条水路，可能导致微量牛奶与咖啡同时入杯，不至于影响咖啡的口感的同时可以比“经典模式”程序节省10-15秒制作时间。

(3)如果应用于自动售货机和追求快速供应咖啡的零售店，该全自动咖啡机可以执行“快速模式”制作程序。

此时的“快速模式”制作程序定义为：

首先，该全自动咖啡机识别咖啡胶囊的信息，并从自身的存储模块7中调取该品牌咖啡的容量和制作工艺参数。随后，全自动咖啡机两套穿刺系统同时对胶囊封装壳体进行穿刺建立水路一和水路二，第一泵浦系统15和第二泵浦系统16同时工作，第一泵浦系统15将85-95℃的热水泵入水路一并施以9Bar的压力，并以150ml/25秒的流速完成对第一隔舱1内的咖啡粉进行萃取；同时，第二泵浦系统16将混有高温水蒸气的100℃热水高速泵入第二隔舱2内，使第二隔舱2内的奶粉或液态奶以150ml/25秒的流速形成奶泡和稀释牛奶，与咖啡液一同注入咖啡杯中。25秒后第一泵浦系统15与第二泵浦系统16同时停止，即完成一杯300ml卡布奇诺咖啡的制作。

执行此程序，只需要25秒用户即可以得到一杯300ml咖啡与牛奶配比精确的与经典卡布奇诺咖啡口感相差无几的卡布奇诺咖啡，特别适于自动售货机或在高峰时段满足大量用户的场景。

三：再以美式黑咖啡为例，假设制作一杯某品牌目标容量为300ml的美式黑咖啡，本发明提供的全自动咖啡机可以制作Long Black、Americano及Lungo三种方式美式黑咖啡的制作。

美式黑咖啡胶囊的两个隔舱内填装咖啡粉。

(1)如果应用于咖啡馆，可以选用的“Long Black”制作程序：首先，该全自动咖啡机识别咖啡胶囊的信息，并从自身的存储模块7中调取该品牌咖啡的容量和制作工艺参数。

随后，启动独立的水路三，向咖啡杯中注入225ml 85-95℃的热水，此后全自动咖啡机的两套穿刺系统同时对胶囊封装壳体进行穿刺建立水路一和水路二，第一泵浦系统15和第二泵浦系统16同时将85-95℃的热以9Bar的压力泵入胶囊盒，以75ml/25秒的流速完成75mlEspresso咖啡的萃取，即完成一杯具有浓密咖啡油脂的完美美式黑咖啡的制作。

(2)如果应用于零售店或自动售货机，可以选用“Americano”或“Lungo”制作程序。其中，制作“Americano”只需全自动咖啡机识别胶囊信息后，三条水路同时启动，水路一和水路二萃取75ml Espresso，水路三向咖啡杯注入225ml热水；而制作“Lungo”只需水路一和水路二同时启动，直接萃取300ml咖啡液即完成咖啡的制作。由于“Lungo”萃取的时间较长，通常含有较多的咖啡因，除非客户客户通过APP设定，不建议在咖啡机中预设该制作程序。

四：再以美式加奶咖啡为例，假设制作一杯某品牌目标容量为300ml的美式加奶咖啡，本发明提供的全自动咖啡机可以快速方式完成美式加奶咖啡的制作。

此时的“快速模式”制作程序定义为：首先，全自动咖啡机识别咖啡胶囊的信息，并从自身的存储模块7中调取该品牌咖啡的容量和制作工艺参数。

随后，全自动咖啡机的两套穿刺系统同时对胶囊的封装壳体进行穿刺建立水路一和水路二，第一泵浦系统15和第二泵浦系统16同时工作，第一泵浦系统15将85-95℃的热水泵入水路一并施以9Bar的压力，并以75ml/25秒的流速完成对第一隔舱1内的咖啡粉进行萃取；同时，第二泵浦系统16将100℃热水低速泵入第二隔舱2内，使第二隔舱2内的奶粉或液态奶以75ml/25秒的流速形成稀释牛奶，与咖啡液一同注入咖啡杯中。25秒后第一泵浦系统15与第二泵浦系统16同时停止，即完成一杯300ml拿铁咖啡的制作。

同时，启动独立的水路三，向咖啡杯中注入225ml85-95℃的热水，即完成一杯300ml美式黑咖啡的制作。

上述仅给出了几种常见的基于本发明提供的全自动咖啡机的咖啡制作过程，在此不用以限制本发明。

图4示出了本发明提供的适于商业运营的胶囊咖啡系统的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。

适于商业运营的胶囊咖啡系统包括服务器19、若干个与服务器19通讯交互的客户端20、若干个与服务器19、客户端20、消费者21交互的全自动咖啡机22以及可以被全自动咖啡机和客户端识别的咖啡胶囊，其中：

服务器19中运行有统筹所有客户端20和所有咖啡机的管理程序，并接收并存储所有客户端20的注册信息、所有全自动咖啡机的位置信息、工作状态信息、各品牌/口味/批次咖啡胶囊的销售数据以及人机交互信息，同时向全自动咖啡机推送软件升级参数、胶囊咖啡制作配方参数以及相关控制指令；

客户端20与全自动咖啡机建立人机交互，接收全自动咖啡机推送的咖啡产品相关信息，并向全自动咖啡机发送咖啡制作控制指令，咖啡产品相关信息包括咖啡产品信息和优惠打折信息；

全自动咖啡机内置有与控制单元连接的智能操作单元，智能操作单元用于与近场的客户端20进行人机交互和与远端的服务器19实现通讯交互，同时也与用户消费者实现人工智能交互；

全自动咖啡机内置与控制单元和通讯模块连接的在线支付模块41，用于绑定消费者的真实身份信息和银行信息，完成支付或提货券的清算，并可同时控制咖啡的启动。

全自动咖啡机、服务器19、客户端20、咖啡胶囊以及消费者形成全新的胶囊咖啡商业营销系统。

其中，在该实施例中，该全自动咖啡机还具有如图3所示的结构，在此不再赘述，其为一个完整的整体。

在本发明实施例中，服务器19包括控制器23和与控制器23连接的存储器40和第一消息收发模块24；

第一消息收发模块24，用于接收所有客户端20的注册信息、所有全自动咖啡机的位置信息、工作状态信息、各品牌/口味/批次咖啡胶囊的销售数据以及人机交互信息，并向全自动咖啡机推送软件升级参数、胶囊咖啡制作配方参数以及相关控制指令；

存储器40，用于存储所有客户端20的注册信息、所有全自动咖啡机的位置信息、各品牌/口味/批次咖啡胶囊的销售数据、工作状态信息、人机交互信息、软件升级参数以及胶囊咖啡制作配方参数。

在该实施例中，全自动咖啡机可以实时向服务器19发送位置信息、工作状态信息以及人机交互信息，服务器19将接收到的该信息存储到存储器40中，同时，服务器19实时向全自动咖啡机推送相应的软件升级参数、胶囊咖啡制作配方参数以及相关控制指令，以便实现对全自动咖啡机的控制；

其中，服务器19根据采集到的全自动咖啡机已经销售的各品牌/口味/批次咖啡胶囊的数据，判断消费者的对口味的偏好，为调整升级咖啡胶囊配方提供决策依据，也可以根据由于人群特点、地域差异表现出来的口味偏好指导产品的配送，当有产品质量问题发生时能够准确追溯产品的品牌/批次，以便召回问题产品；

服务器19根据采集到的全自动咖啡机的工作状态数据，判断该全自动咖啡机是否需要保养维修以及软件升级，工作状态异常时，可以强制全自动咖啡机退出工作，退出服务，并及时调派工作人员进行维修；

当咖啡胶囊有信息更新时，服务器19也将该更新信息及时通知该全自动咖啡机；

当全自动咖啡机与用户完成人机交互时，则将与该消费用户的人机交互信息发送服务器19，服务器19录制语音文件，推送给全自动咖啡机，以便后续针对消费用户进行语音播放，在此不再赘述。

其中，服务器19与全自动咖啡机的交互方式为移动通讯方式，当然也可以采用其他方式，在此不再赘述。

因此，对于服务器19来说，该全自动咖啡机的工作状态是透明的，咖啡服务的运营商可以实时采集到每一台全自动咖啡机的状态、位置、销售量；可以实现对全自动咖啡机的远程控制；可以依据全自动咖啡机的销量数据完成精准的仓储管理、配送管理；可以分析出未来销量变化的明确趋势；深度学习功能和智能终端APP的引入可以使客户服务更及时、更贴心，营销和服务方案可以按人制定。

在本发明实施例中，客户端20包括控制模块25和第二消息收发模块26，第二消息收发模块26与控制模块25连接；

第二消息收发模块26，用于接收全自动咖啡机推送的咖啡产品相关信息，并向全自动咖啡机发送咖啡制作控制指令，实现与全自动咖啡机的人机交互。

其中，该客户端20为胶囊咖啡用户自行下载该程序到智能终端上形成，该客户端20具有一般APP应用所具有的界面和功能，例如社区互动、人机交互等，在此不再赘述。

在该实施例中，全自动咖啡机可以根据服务器19推送的消息，向进入近场通信范围内的消费用户推送咖啡产品的相关信息，同时，该全自动咖啡机接收消费用户的咖啡制作工艺要求，根据该咖啡制作工艺要求制作满足消费用户需求的咖啡，例如优惠套餐或者其他，在此不再赘述。

在本发明实施例中，结合图4所示，全自动咖啡机22还内置有中央处理器27以及与中央处理器27连接的移动通讯模块28、近场通信模块29、在线支付模块41、卫星定位模块30和语音交互模块31，中央处理器27上运行操作系统，中央处理器27与主控模块5连接；

近场通信模块29，用于在客户端20和全自动咖啡机之前建立通讯连接，实现客户端20与全自动咖啡机的人机交互和信息接收、推送操作；

移动通讯模块28，用于在服务器19和全自动咖啡机之间建立通讯连接，实现服务器19与全自动咖啡机之间的通讯交互；

在线支付模块41，用于绑定消费者的真实身份信息和银行信息，完成支付或提货券的清算，并可控制咖啡的启动；

卫星定位模块30用于对全自动咖啡机的物理位置进行定位，用于实现实时定位全自动咖啡机的位置；

语音交互模块31，用于在全自动咖啡机与消费者用户之间通过语音进行交互，实现在全自动咖啡机与消费者之间建立人机交互，其中该语音交互的内容包括用户资料的录入等动作，在此不再赘述。

在本发明实施例中，全自动咖啡机22还内置有AI芯片32和分别与AI芯片32连接的语音识别模块33、人脸识别模块34、人机交互实现模块35和深度学习模块36，AI芯片32与中央处理器27连接；

语音识别模块33，用于对消费者的语音进行解析识别；

人脸识别模块34，用于对消费者的人脸进行解析识别；

深度学习模块35，分别与语音识别模块和人脸识别模块连接，用于对语音识别模块和人脸识别模块的动作进行判断，判断当前消费者是否为以往消费客户，并根据深度学习获得的技能自主的与客户互动；

人机交互实现模块36，与深度学习模块连接，用于当判定当前消费者为以往消费客户时，调用预先存储在存储模块7中的语音参数进行播放，实现与消费客户的人机交互，或者根据深度学习获得的技能自主的与客户互动；

对应地，全自动咖啡机22上还设有与语音识别模块33相对应的麦克风37、与人脸识别模块34相对应的摄像头39以及扬声器38，麦克风37、扬声器38和摄像头39分别与中央处理器27连接。

在该实施例中，上述各个模块的设置，提升了全自动胶囊咖啡机的智能化，实现为咖啡消费用户提供更贴心更加舒适的服务，提升用户体验。

该全自动咖啡机可以设置在微型零售商店或者无人值守的环境下，向消费者提供标准花式咖啡，大大提升咖啡系统的应用场景。

综上可知，本发明提供的咖啡胶囊和全自动咖啡机为咖啡行业提供了新的应用场景，其具有如下技术效果：

(1)全自动咖啡机制作的单杯咖啡杯容量大大超过现有系统的容量；

(2)相对于现有的全自动意大利式咖啡机，能提供风味、品质相当的花式咖啡，但由于没有咖啡豆研磨的工序，不需要研磨的机构，因此结构更简单、可靠性更高、工作能耗更低、维修保养成本更低，更适合商用；

(3)该全自动咖啡机和咖啡胶囊结构简单，可以据此设计体积非常小的商用咖啡机或自动售货机，或在相同的体积下，大大提高自动售货机的装载量；

(4)相对于现有的胶囊咖啡系统，该全自动咖啡机是全自动制作目标咖啡，效率更高；由于在全封闭环境下制作，也更卫生；

(5)胶囊内已经包含所有制作目标咖啡的组分，全自动咖啡机能自动识胶囊的成分并调取相应的制作工艺，对操作者没有技能要求，不会发生制作错误的情况。本发明系统作为商用时大大降低人员成本以及人员的培训成本；

(6)对胶囊咖啡系统智能化的改造，可以使得咖啡机的工作状态完全透明，咖啡服务的运营商可以实时采集到每一台全自动咖啡机的状态、位置、销售量；可以实现对咖啡机的远程控制；可以依据咖啡机的销量数据完成精准的仓储管理、配送管理；可以分析出未来销量变化的明确趋势；深度学习功能和智能终端APP的引入可以使客户服务更及时、更贴心，营销和服务方案可以按人制定；

(7)可以实现在微型零售店部署咖啡机，提供标准的花式咖啡热饮；也可以设计开发超大容量的自动售货机在无任值守的场景下销售标准的花式咖啡热饮；

(8)完全杜绝目前废弃咖啡胶囊随意丢弃的问题，实现100％的回收和循环再利用。甚至当采用可完全降解的PLA玉米淀粉作为胶囊壳体及封膜时，废弃的咖啡胶囊可以无需做任何处理直接还田，成为天然肥料供农业生产。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全自动咖啡机，使用一种咖啡胶囊，所述咖啡胶囊包括胶囊封装壳体，其特征在于，

所述胶囊封装壳体内设有至少两个相互独立的隔舱，包括第一隔舱和第二隔舱，所述第一隔舱和第二隔舱内盛放有咖啡材料；

所述胶囊封装壳体上印制有识别码，所述识别码内包含有隔舱内所盛放咖啡材料的相关信息，所述咖啡材料的相关信息包括咖啡材料的产地、品牌、批次、配方以及咖啡的制作工艺参数；

所述全自动咖啡机包括控制单元、至少两套与所述胶囊相匹配的穿刺系统、至少两套与所述胶囊相匹配的泵浦系统以及三条水路管道；

所述控制单元包括主控模块以及与所述主控模块连接的胶囊识别模块、存储模块、加热系统模块、制冷系统模块、水路控制模块、泵浦控制模块和穿刺系统控制模块，所述存储模块内存储有胶囊咖啡制作配方参数；

所述穿刺系统控制模块分别与至少两套穿刺系统连接，所述泵浦控制模块分别与至少两套泵浦系统连接，所述水路控制模块分别与所述水路管道连接；

至少两套与所述胶囊相匹配的穿刺系统包括第一穿刺系统和第二穿刺系统，所述第一穿刺系统与所述第一隔舱相对应，所述第二穿刺系统与所述第二隔舱相对应；

至少两套与所述胶囊相匹配的泵浦系统包括第一泵浦系统和第二泵浦系统，所述第一泵浦系统与所述第一隔舱相对应，所述第二泵浦系统与所述第二隔舱相对应；

其中，至少两套与所述胶囊相匹配的穿刺系统、至少两套与所述胶囊相匹配的泵浦系统以及三条水路管道出于全封闭的咖啡制作空间内。

2.根据权利要求1所述的全自动咖啡机，其特征在于，所述第一隔舱和第二隔舱为两个半体隔舱。

3.根据权利要求1所述的全自动咖啡机，其特征在于，所述第一隔舱和第二隔舱为内外隔舱。

4.根据权利要求1所述的全自动咖啡机，其特征在于，所述全自动咖啡机上设置有控制面板，所述控制面板与所述主控模块电连接；

所述控制面板上设有若干个操作按钮，所述操作按钮包括制作咖啡的模式选择按钮，制作咖啡的模式选择按钮包括经典模式、标准模式以及快速模式。

5.根据权利要求4所述的全自动咖啡机，其特征在于，所述全自动咖啡机还内置有中央处理器以及与所述中央处理器连接的移动通讯模块、近场通信模块、在线支付模块、卫星定位模块和语音交互模块，所述中央处理器上运行操作系统，所述中央处理器与所述主控模块连接；

所述近场通信模块，用于在客户端和所述全自动咖啡机之前建立通讯连接，实现客户端与所述全自动咖啡机的人机交互和信息接收、推送操作；

所述移动通讯模块，用于在服务器和所述全自动咖啡机之间建立通讯连接，实现所述服务器与所述全自动咖啡机之间的通讯交互；

所述在线支付模块，用于绑定消费者用户的真实身份信息和银行信息，完成支付或提货券的清算，并控制所述全自动咖啡机制作咖啡程序的启动；

所述卫星定位模块，用于对所述全自动咖啡机的物理位置进行定位；

所述语音交互模块，用于在所述全自动咖啡机与消费者用户之间通过语音进行交互，实现在所述全自动咖啡机与所述消费者之间建立人机交互。

6.根据权利要求5所述的全自动咖啡机，其特征在于，所述全自动咖啡机还内置有AI芯片和分别与所述AI芯片连接的语音识别模块、人脸识别模块、人机交互实现模块和深度学习模块，所述AI芯片与所述中央处理器连接；

所述语音识别模块，用于对消费者的语音进行解析识别；

所述人脸识别模块，用于对消费者的人脸进行解析识别；

所述深度学习模块，分别与所述语音识别模块和人脸识别模块连接，用于对所述语音识别模块和所述人脸识别模块的动作进行判断，判断当前消费者是否为以往消费客户，并根据深度学习获得的技能自主的与客户互动；

所述人机交互实现模块，与所述深度学习模块连接，用于当判定当前消费者为以往消费客户时，调用预先存储在存储模块中的语音参数进行播放，实现与所述消费客户的人机交互，或者根据深度学习获得的技能自主的与客户互动。

7.根据权利要求6所述的全自动咖啡机，其特征在于，所述全自动咖啡机上还设有与所述语音识别模块相对应的麦克风、与所述人脸识别模块相对应的摄像头以及扬声器；

所述麦克风、扬声器和摄像头分别与所述中央处理器连接。

8.根据权利要求7所述的全自动咖啡机，其特征在于，所述全自动咖啡机与服务器、客户端、消费者以及咖啡胶囊形成全新的胶囊咖啡商业营销系统。

9.根据权利要求8所述的全自动咖啡机，其特征在于，所述全自动咖啡机应用在商用咖啡机或自动售货机上。