水表电表热表气表四合一转换器的制作方法

本发明涉及转换器技术领域，具体涉及水表电表热表气表四合一转换器。

背景技术：

目前，水表、电表、热表和气表都是采用单独的采集设备来实现无线抄表，但目前对水表、电表、热表和气表这四种表的数据采集都是在用户处单独安装对应的采集设备进行采集，所以要采集这四种表的数据就需要在用户处安装对应的四个采集设备，这不仅造成采集设备的安装成本高。而且用户一旦购买好需要的用水能耗量、需要的用电能耗量、需要的用热能耗量和需要的用气能耗量这四种能耗量后，用户购买的这四种能耗量的各项购能费之间就不能进行自由的相互转换，致使用户在购买了这四种能耗量后的各项能耗量之间就不能进行自由的相互转换。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了能够在四种能耗量后的各项能耗量之间还能进行自由的水表电表热表气表四合一转换器。

为了达到上述技术目的，本发明提供了水表电表热表气表四合一转换器，包括能分别采集水表(1)、电表(2)、热表(3)和气表(4)数据的转换器本体，其特征在于，转换器本体包括微处理器(5)和分别与微处理器连接的时钟芯片(6)、显示模块(7)、存储器(8)、外置载波接口(9)、维护接口(10)、能与水表连接的水表通信模块(11)、能与电表连接的电表通信模块(12)、能与热表连接的热表通信模块(13)和能与气表连接的气表通信模块(14)；所述转换器本体还包括分别与微处理器连接的费用自助共享模块(15)和能与用户的智能手机(16)无线连接的无线模块(17)。

可选的，所述转换器本体还包括与微处理器连接的费用互助共享模块(18)。

可选的，还包括与微处理器连接的内置无线抄表模块(19)。

可选的，所述水表通信模块和所述电表通信模块都分别包括一路RS485接口，所述热表通信模块和所述气表通信模块都分别包括一路M-BUS总线模块。

可选的，所述维护接口包括红外模块(24)。

可选的，所述转换器本体还包括分别与微处理器连接的卫星定位模块(27)和地址编码器(28)。

可选的，所述转换器本体还包括功率控制单元(26)，所述功率控制单元包括信号采样模块(100)和后继输出模块；所述后继输出模块包括：电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C7、电容C8、信号地SGND、三极管Q1、三极管Q2、五号连接点(55)、六号连接点(66)、七号连接点(77)、八号连接点(88)和供电脚；电阻R6的一端连接在信号采样模块的输出端上，电阻R6的另一端连接在七号连接点上；电阻R8的一端连接在七号连接点上，电阻R8的另一端连接在八号连接点上；电容C8的一端连接在七号连接点上，电容C8的另一端连接在八号连接点上；三极管Q2的基极连接在七号连接点上，三极管Q2的发射极连接在八号连接点上，三极管Q2的集电极连接在六号连接点上；信号地SGND连接在八号连接点上；三极管Q1的基极连接在六号连接点上，三极管Q1的发射极连接在五号连接点上，三极管Q1的集电极连接在七号连接点上；电阻R7的一端连接在五号连接点上，电阻R7的另一端连接在六号连接点上，电容C7的一端连接在五号连接点上，电容C7的另一端连接在六号连接点上，供电脚连接在五号连接点上；信号采样模块的采样端与内置无线抄表模块连接。

可选的，所述转换器本体还包括能为所述转换器本体内各用电器件提供所需电源的电源模块(25)；所述转换器本体内各用电器件的电源输入端与所述电源模块的对应电源输出端供电连接。

可选的，所述电源模块包括备用电源(29)和能直接与市电(47)连接的主用电源(30)；所述备用电源包括一号节点(32)、二号节点(38)、三号节点(34)、锂硫酰氯电池(31)、电容型锂离子电池(40)、二极管(37)、保险丝(33)、滑动变阻器(35)、电池正极接口(36)和电池负极接口(39)；所述锂硫酰氯电池的正极端、电容型锂离子电池的正极端和保险丝的一端均电连接在一号节点上，所述保险丝的另一端、滑动变阻器的一端和滑动变阻器的滑动片(45)均电连接在三号节点上，所述滑动变阻器的另一端电连接在电池正极接口上，所述锂硫酰氯电池的负极端电连接在二极管的负极端上，所述二极管的正极端、电容型锂离子电池的负极端和电池负极接口均电连接在二号节点上。

可选的，所述备用电源还包括右端密封且左端设有滑孔的滑腔管(44)，在滑腔管内滑动设有滑块(42)，从而在滑块右方的滑腔管内形成密封腔，在密封腔内设有热胀冷缩溶液(43)，在滑孔内滑动设有绝缘滑杆(41)，绝缘滑杆的左端固定连接在滑动变阻器的滑动片上；所述热胀冷缩溶液为水银(46)。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过对水表、电表、热表和气表进行统一抄表，并且用户一旦购买好需要的用水能耗量、需要的用电能耗量、需要的用热能耗量和需要的用气能耗量这四种能耗量后，用户购买的这四种能耗量的各项购能费之间还能进行自由的相互转换，用户在购买了这四种能耗量后的各项能耗量之间还能进行自由的相互转换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的水表电表热表气表四合一转换器中电路连接结构示意框图；

图2是本发明电源模块与各用电器件和市电的一种供电电路原理连接结构示意框图；

图3是本发明功率控制单元的一种电路原理连接结构示意图；

图4是本发明备用电源的一种电路原理连接结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

水表电表热表气表四合一转换器，参见图1所示，包括能分别采集水表1、电表2、热表3和气表4数据的转换器本体，其特征在于，转换器本体包括微处理器5和分别与微处理器连接的时钟芯片6、显示模块7、存储器8、外置载波接口9、维护接口10、能与水表连接的水表通信模块11、能与电表连接的电表通信模块12、能与热表连接的热表通信模块13和能与气表连接的气表通信模块14；所述转换器本体还包括分别与微处理器连接的费用自助共享模块15和能与用户的智能手机16无线连接的无线模块17。所述转换器本体还包括与微处理器连接的费用互助共享模块18。还包括与微处理器连接的内置无线抄表模块19。所述水表通信模块包括一路RS485接口20，所述电表通信模块也包括一路RS485接口21，所述热表通信模块包括一路M-BUS总线模块22，所述气表通信模块包括一路M-BUS总线模块23。所述维护接口包括红外模块24。所述转换器本体还包括分别与微处理器连接的卫星定位模块27和地址编码器28。

参见图3所示，所述转换器本体还包括功率控制单元26，所述功率控制单元包括信号采样模块100和后继输出模块；所述后继输出模块包括：电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C7、电容C8、信号地SGND、三极管Q1、三极管Q2、五号连接点55、六号连接点66、七号连接点77、八号连接点88和供电脚；电阻R6的一端连接在信号采样模块的输出端上，电阻R6的另一端连接在七号连接点上；电阻R8的一端连接在七号连接点上，电阻R8的另一端连接在八号连接点上；电容C8的一端连接在七号连接点上，电容C8的另一端连接在八号连接点上；三极管Q2的基极连接在七号连接点上，三极管Q2的发射极连接在八号连接点上，三极管Q2的集电极连接在六号连接点上；信号地SGND连接在八号连接点上；三极管Q1的基极连接在六号连接点上，三极管Q1的发射极连接在五号连接点上，三极管Q1的集电极连接在七号连接点上；电阻R7的一端连接在五号连接点上，电阻R7的另一端连接在六号连接点上，电容C7的一端连接在五号连接点上，电容C7的另一端连接在六号连接点上，供电脚连接在五号连接点上；信号采样模块的采样端与内置无线抄表模块连接。

参见图2所示，所述转换器本体还包括能为所述转换器本体内各用电器件提供所需电源的电源模块25；所述转换器本体内各用电器件的电源输入端与所述电源模块的对应电源输出端供电连接。

参见图2、图4所示，所述电源模块包括备用电源29和能直接与市电47连接的主用电源30；所述备用电源包括一号节点32、二号节点38、三号节点34、锂硫酰氯电池31、电容型锂离子电池40、二极管37、保险丝33、滑动变阻器35、电池正极接口36和电池负极接口39；所述锂硫酰氯电池的正极端、电容型锂离子电池的正极端和保险丝的一端均电连接在一号节点上，所述保险丝的另一端、滑动变阻器的一端和滑动变阻器的滑动片45均电连接在三号节点上，所述滑动变阻器的另一端电连接在电池正极接口上，所述锂硫酰氯电池的负极端电连接在二极管的负极端上，所述二极管的正极端、电容型锂离子电池的负极端和电池负极接口均电连接在二号节点上。所述备用电源还包括右端密封且左端设有滑孔的滑腔管44，在滑腔管内滑动设有滑块42，从而在滑块右方的滑腔管内形成密封腔，在密封腔内设有热胀冷缩溶液43，在滑孔内滑动设有绝缘滑杆41，绝缘滑杆的左端固定连接在滑动变阻器的滑动片上；所述热胀冷缩溶液为水银46。

一种适用于水表电表热表气表四合一转换器的抄表控制方法，所述抄表控制方法如下：

当要抄表时，工作人员从控制台向微处理器发出抄表指令，抄表指令从外置载波接口进入该水表电表热表气表四合一转换器的微处理器，微处理器根据控制台的抄表指令向水表通信模块或者电表通信模块或者热表通信模块或者气表通信模块发出对应抄表指令，从而使抄表控制方法包括对水表的抄表作业过程、对电表的抄表作业过程、对热表的抄表作业过程和对气表的抄表作业过程；

对水表的抄表作业过程如下：如果控制台通过外置载波接口向微处理器发出的是抄水表指令，则微处理器向水表通信模块发出抄水表指令，水表通信模块立即对对应的水表进行抄表作业，并把所抄得的对应水表的抄表数据信息上传给微处理器，微处理器再通过外置载波接口将该水表的抄表数据信息上传给监控台，至此完成对水表的抄表作业。

同理，对电表的抄表作业过程如下：如果控制台通过外置载波接口向微处理器发出的是抄电表指令，则微处理器向电表通信模块发出抄电表指令，电表通信模块立即对对应的电表进行抄表作业，并把所抄得的对应电表的抄表数据信息上传给微处理器，微处理器再通过外置载波接口将该电表的抄表数据信息上传给监控台，至此完成对电表的抄表作业。

对热表的抄表作业过程如下：如果控制台通过外置载波接口向微处理器发出的是抄热表指令，则微处理器向热表通信模块发出抄热表指令，热表通信模块立即对对应的热表进行抄表作业，并把所抄得的对应热表的抄表数据信息上传给微处理器，微处理器再通过外置载波接口将该热表的抄表数据信息上传给监控台，至此完成对热表的抄表作业。

对气表的抄表作业过程如下：如果控制台通过外置载波接口向微处理器发出的是抄气表指令，则微处理器向气表通信模块发出抄气表指令，气表通信模块立即对对应的气表进行抄表作业，并把所抄得的对应气表的抄表数据信息上传给微处理器，微处理器再通过外置载波接口将该气表的抄表数据信息上传给监控台，至此完成对气表的抄表作业。

一种适用于水表电表热表气表四合一转换器的费用自助共享控制方法，所述费用自助共享控制方法如下：

在智能手机内安装APP费用自助共享控制软件，在微处理器内写入对应的APP费用自助共享控制软件；

预先在存储器中存储每立方米水的单价为M，预先在存储器中存储每度电的单价为N，预先在存储器中存储每千卡热的单价为P，预先在存储器中存储每立方米气的单价为Q；

在用户购买好需要的用水能耗量、需要的用电能耗量、需要的用热能耗量和需要的用气能耗量这四种能耗量后，如果用户在使用过程中，想让这四种能耗量中的其中一种能耗量减少，而想让这四种能耗量中的其中另一种能耗量增加，那么用户用智能手机通过无线模块与微处理器连接，用户即可借助智能手机内的APP费用自助共享控制软件上的菜单选项和微处理器内的APP费用自助共享控制软件上的相应菜单选项实现同步控制。

当用户在智能手机上将用水能耗量减少m立方米时，则用户此时购买的用水能耗量就减少m立方米，用户减少的m立方米水就节省了m*M的费用，然后用户即可用m*M的费用去购买所需要的电能耗量或者去购买所需要的用热能耗量或者去购买所需要的用气能耗量；从而实现用户需要的电能耗量增加或者实现用户需要的用热能耗量增加或者实现用户需要的用气能耗量增加。

同理，当用户在智能手机上将用电能耗量减少n度时，则用户此时购买的用电能耗量就减少n度，用户减少的n度电就节省了n*N的费用，然后用户即可用n*N的费用去购买所需要的水能耗量或者去购买所需要的用热能耗量或者去购买所需要的用气能耗量；从而实现用户需要的水能耗量增加或者实现用户需要的用热能耗量增加或者实现用户需要的用气能耗量增加。

同理，当用户在智能手机上将用热能耗量减少p千卡时，则用户此时购买的用热能耗量就减少p千卡，用户减少的p千卡热就节省了p*P的费用，然后用户即可用p*P的费用去购买所需要的水能耗量或者去购买所需要的用电能耗量或者去购买所需要的用气能耗量；从而实现用户需要的水能耗量增加或者实现用户需要的用电能耗量增加或者实现用户需要的用气能耗量增加。

同理，当用户在智能手机上将用气能耗量减少q立方米时，则用户此时购买的用热能耗量就减少q立方米，用户减少的q立方米气就节省了q*Q的费用，然后用户即可用q*Q的费用去购买所需要的水能耗量或者去购买所需要的用电能耗量或者去购买所需要的用热能耗量；从而实现用户需要的水能耗量增加或者实现用户需要的用电能耗量增加或者实现用户需要的用热能耗量增加。

本实施例实现了用户花费了的钱还能退出，并将退出这部分钱去购买需要的水、电、热或气，大大提高了用户使用水、电、热或气的灵活性和可靠性。本实施例将购买各能耗量的一部分费用退出，然后再用退出的这部分费用去购买另外的能耗量，从而实现了各能耗量之间能进行自由的相互转换。

本实施例的水表电表热表气表四合一转换器能对水表、电表、热表和气表进行统一抄表，并且用户一旦购买好需要的用水能耗量、需要的用电能耗量、需要的用热能耗量和需要的用气能耗量这四种能耗量后，用户购买的这四种能耗量的各项购能费之间还能进行自由的相互转换，用户在购买了这四种能耗量后的各项能耗量之间还能进行自由的相互转换。

水表电表热表气表四合一转换器的费用互助共享控制方法如下：

如果用户A要向用户B借用能耗量时，用户A向用户B提出申请，在用户B确认同意后，用户B将自己对应的一部分能耗量的费用直接借给用户A，用户A即可使用用户B借出的这部分对应能耗量的费用，即实现了用户间能耗量的互助共享，也实现用户间能耗费的互助共享。

当用户A向用户B借用用水能耗量m立方米的费用d时,在用户B确认同意后，用户B的水表账号上的m立方米用水能耗量的费用d就从用户B的水表账号上直接扣除，而在用户A的水表账号上直接增加m立方米用水能耗量的费用d，从而实现用户间水费用互助共享。

当用户A向用户B借用用电能耗量n度的费用f时,在用户B确认同意后，用户B的电表账号上的n度用电能耗量的费用f就从用户B的电表账号上直接扣除，而在用户A的电表账号上直接增加n度用电能耗量的费用f，从而实现用户间电费用互助共享。

当用户A向用户B借用用电能耗量p千卡的费用g时,在用户B确认同意后，用户B的热表账号上的p千卡用热能耗量的费用g就从用户B的热表账号上直接扣除，而在用户A的热表账号上直接增加p千卡用热能耗量的费用g，从而实现用户间热费用互助共享。

当用户A向用户B借用用气能耗量q立方米的费用h时,在用户B确认同意后，用户B的气表账号上的q立方米用气能耗量的费用h就从用户B的气表账号上直接扣除，而在用户A的气表账号上直接增加m立方米用气能耗量的费用h，从而实现用户间气费用互助共享。

当信号采样模块的输出端输出高电平时，三极管Q2导通，进一步导致三极管Q1导通，从而将供电脚的电压拉低，即供电脚掉电，关闭内置无线抄表模块工作，而且三极管Q1，三极管Q2组成的复合管具有自锁功能，实现内置无线抄表模块的最大输出功率控制，当信号采样模块的输出端输出信号低电平时不起作用，内置无线抄表模块继续按当前工作状态工作；结构简单，可靠性高，安全性好，对内置无线抄表模块的最大功率输出易于控制。

本实施例的输出电压可调节的备用电源利用电容型锂离子电池的高容量和电容特性，实现了大电流脉冲放电，利用锂硫酰氯电池的高开路电压实现了高工作电压，从而保证了在低温环境中输出电压可调节的备用电源输出的开路电压大于各用电器件工作所需的工作电压，进而能保证各用电器件正常工作。利用串联在锂硫酰氯电池和电容型锂离子电池之间的二极管起到了当环境温度急速波动时阻止电容型锂离子电池给锂硫酰氯电池的充电，保证了锂硫酰氯电池的电量充足。通过滑动变阻器即可对输出电压可调节的备用电源输出的开路电压大小进行调节。锂硫酰氯电池有若干个，并且这若干个锂硫酰氯电池串联连接，电容型锂离子电池也有若干个，并且这若干个电容型锂离子电池也串联连接。

当天气变冷时，热胀冷缩溶液体积变小收缩带动滑块向右移动，滑块向右移动带动绝缘滑杆向右移动，绝缘滑杆向右移动带动滑动变阻器的滑动片向右移动，滑动变阻器的滑动片向右移动后滑动变阻器的电阻变小，从而使得输出电压可调节的备用电源输出的开路电压变大。同理当天气变热时，热胀冷缩溶液体积变大膨胀带动滑块向左移动，滑块向左移动带动绝缘滑杆向左移动，绝缘滑杆向左移动带动滑动变阻器的滑动片向左移动，滑动变阻器的滑动片向左移动后滑动变阻器的电阻变大，从而使得输出电压可调节的备用电源输出的开路电压变小。本实施例通过滑动变阻器提高了对输出电压可调节的备用电源输出的开路电压大小进行调节性，输出电压可调节的备用电源输出的开路电压大小会随温度的变化而自动变化，使用方便，成本低廉，可靠性高。水银对温度反映灵敏，可靠性高。

本实施例能对水表、电表、热表和气表进行统一抄表，并且用户一旦购买好需要的用水能耗量、需要的用电能耗量、需要的用热能耗量和需要的用气能耗量这四种能耗量后，用户购买的这四种能耗量的各项购能费之间还能进行自由的相互转换，用户在购买了这四种能耗量后的各项能耗量之间还能进行自由的相互转换，安全可靠，使用方便。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。