（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，東莞，523000）

基于Android的電能計量裝置錯誤接線培訓(xùn)系統(tǒng)研究及開發(fā)

方紹懷

（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，東莞，523000）

本文實現(xiàn)一種基于Android的電能計量裝置錯誤接線檢測培訓(xùn)系統(tǒng)，用戶在平板電腦里進(jìn)行仿真測試，通過簡單的拖拉、點擊操作讓培訓(xùn)人員感受現(xiàn)場一樣的培訓(xùn)，從現(xiàn)場和理論兩方面對電能計量的錯誤接線進(jìn)行深入理解和學(xué)習(xí)，滿足計量人員培訓(xùn)及考核需求，介紹了實現(xiàn)培訓(xùn)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及原理。

Android；軟件開發(fā)；計量錯誤接線；培訓(xùn)系統(tǒng)

0 引言

電能表計量是供電部門收繳電費的依據(jù)。三相電能表計量的正確與否，第一取決于電能表自身的準(zhǔn)確度，第二取決于電能表的正確接線，而且錯誤接線給電能表造成的誤差多數(shù)情況下比電能表自身準(zhǔn)確度造成的誤差大，因此三相電能表的正確接線是保證正確計量的必要條件。由于三相電能表的應(yīng)用非常廣泛，并且在安裝接線過程中，錯誤接線又不可避免，所以根據(jù)現(xiàn)場三相電能表的接線和測量數(shù)據(jù)，正確畫出現(xiàn)場接線的接線圖和相應(yīng)的相量圖，根據(jù)相量圖寫出功率表達(dá)式并計算出更正系數(shù)，最終及時算出正確電量的工作顯得非常必要。近年計量錯誤接線分析作為計量營銷專業(yè)的技能考核，營銷技能競賽及崗位勝任能力考核的技能實操必考項目，可見掌握計量錯誤接線分析對從事計量人員是十分重要和必要的。

然而現(xiàn)狀是廣東電網(wǎng)公司從事計量相關(guān)人員中完全掌握電能計量錯誤接線分析的不多，經(jīng)統(tǒng)計：2013年用電監(jiān)察員高級工在計量錯誤接線實操合格率只有10%，2012年電能表修校工技師在計量錯誤接線實操合格率只有46%，2013年用電監(jiān)察員高級技師在計量錯誤接線實操合格率也只有50%。分析現(xiàn)狀，培訓(xùn)設(shè)備少，人員培訓(xùn)受環(huán)境和時間的限制，基于硬件進(jìn)行的仿真培訓(xùn)設(shè)備沒有培訓(xùn)功能等是造成技能考核通過率低的主要原因，本文實現(xiàn)一種基于Android的電能計量裝置錯誤接線檢測培訓(xùn)系統(tǒng)，能有效解決培訓(xùn)設(shè)備少，人員培訓(xùn)受環(huán)境和時間的限制等問題，成為從事計量的電力職工技能培訓(xùn)及考核的迫切需求。

1 技術(shù)方案

現(xiàn)在手機(jī)已經(jīng)進(jìn)入智能時代，智能手機(jī)、平板電腦紛紛進(jìn)入人們的生活，經(jīng)調(diào)查我計量中心人員使用智能手機(jī)達(dá)到90%以上。使用基于Android的計量錯誤接線培訓(xùn)系統(tǒng)可以擺脫實體機(jī)的使用環(huán)境和時間的限制。只要有空隨時都可以打開手機(jī)、平板電腦進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

本文從軟件仿真的角度出發(fā)，利用現(xiàn)有的平板電腦和虛擬儀器技術(shù)，開發(fā)一套基于Android的仿真電能計量錯誤檢查培訓(xùn)系統(tǒng)。培訓(xùn)時，可以輔助電能計量錯誤接線和故障理論的教學(xué)；在現(xiàn)場檢測時，與相位表配合，可快速實現(xiàn)計量錯誤接線分析。培訓(xùn)仿真系統(tǒng)結(jié)合豐富的文字、圖像、聲音等多媒體技術(shù)，通過簡單的拖拉、點擊進(jìn)行操作讓培訓(xùn)人員感受現(xiàn)場一樣的培訓(xùn)，從現(xiàn)場和理論兩方面對電能計量的錯誤接線進(jìn)行深入理解和學(xué)習(xí)。

1.1設(shè)計目標(biāo)

電能計量檢測工作對于計量中心來說是一項十分重要的工作，保證接線準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到單位和部門的切身利益。對于具有培訓(xùn)和現(xiàn)場查詢功能的軟件系統(tǒng)－基于Android的電能計量裝置錯誤接線檢測培訓(xùn)系統(tǒng)，設(shè)計時應(yīng)達(dá)到以下要求：

1.1.1 功能強(qiáng)大

本系統(tǒng)由五個模塊組成，包括培訓(xùn)模塊、練習(xí)模塊、考試模塊、查詢模塊、設(shè)定模塊。除了可以實現(xiàn)電能計量人員專業(yè)技能的培訓(xùn)、考核外，它還具有電能計量現(xiàn)場錯誤接線的分析能力，并可以根據(jù)學(xué)員要求進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的管理和修改。

1.1.2 教學(xué)直觀仿真度高

本系統(tǒng)設(shè)計模擬現(xiàn)場測試模型，并從現(xiàn)場拍攝圖片資料進(jìn)行錄入，設(shè)計模擬現(xiàn)實的錯誤測的界面和操作方式，主要利用平板電腦的拖拉、點擊進(jìn)行操作，仿真現(xiàn)場設(shè)備和各種錯誤接線情況，使培訓(xùn)人員產(chǎn)生一種現(xiàn)場操作感，思路清晰。并且增強(qiáng)學(xué)員理論知識的學(xué)習(xí)，達(dá)到理論和實際相結(jié)合，實踐和學(xué)習(xí)相促進(jìn)的目的。

1.1.3 移動靈活成本低廉

由于本系統(tǒng)的測試功能的實現(xiàn)是仿真化的，因此，只要攜平板電腦或智能手機(jī)隨時可以進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)員，免去實體機(jī)費用高，需要固定地點，固定時間的束縛。

1.1.4 準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持

數(shù)據(jù)支持是電能計量信息管理的重要組成部分，是整個系統(tǒng)賴以存在的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫設(shè)計是建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用的技術(shù)，是系統(tǒng)開發(fā)和建設(shè)中的核心和基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫模型建立是否合理直接關(guān)系到整個系統(tǒng)運行質(zhì)量的高低。因此，本系統(tǒng)需要建立可靠、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)支持。首先，收集常見三相三線、三相四線電能表的錯誤接線素材：包括三相三線常見的192種三相三線電能表的錯誤接線、錯誤時的向量圖、接線圖、功率表達(dá)式、更正系數(shù)公式以及說明文字等，通過素材的各種邏輯關(guān)系建立錯誤接線數(shù)據(jù)庫模型。

2 具體實施主要方式

2.1選擇移動系統(tǒng)

現(xiàn)在手機(jī)、平板已經(jīng)進(jìn)入智能時代，系統(tǒng)主要有蘋果的IOS系統(tǒng)、谷歌的Android系統(tǒng)以及微軟的Windows Phone8系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)查東莞計量中心使用Android系統(tǒng)的智能手機(jī)到達(dá)90%以上。而且Android系統(tǒng)的開發(fā)條件比蘋果的IOS系統(tǒng)簡單，最后決定選擇Android進(jìn)行開發(fā)。

2.2選擇開發(fā)工具和語言

eclipse是一款非常強(qiáng)大的語言開發(fā)軟件，相比其他的開發(fā)平臺有著很大的優(yōu)勢，其操作簡單，編寫程序時也比較容易檢查問題，相比Nwtbeans有明顯的優(yōu)勢。Android官方的SDK就是基于Eclipse的。用Eclipse開發(fā)android程序的優(yōu)點：

2.2.1 eclipse操作簡單。換了系統(tǒng)之后，里面的東西都不需要變，照樣繼續(xù)工作。

2.2.2 開源生態(tài)系統(tǒng)中最強(qiáng)大的組合，Linux +Java + Eclipse IDE并且android也是開源的。

2.2.3 Eclipse 中的 DDMS 透視圖能控制和監(jiān)控模擬器，這是最好的模擬器管理控制臺。

2.2.4 Eclipse有強(qiáng)大的社區(qū)來開發(fā)插件不斷的補充Eclipse的基本的功能。

2.3選擇數(shù)據(jù)庫

Android在運行時集成了SQLite，所以每個Android 應(yīng)用程序都可以使用SQLite數(shù)據(jù)庫。對于熟悉SQL的開發(fā)人員來時，在Android開發(fā)中使用SQLite相當(dāng)簡單。SQLite是 一個非常流行的嵌入式數(shù)據(jù)庫，SQLite的特性：

2.3.1 輕量級，使用SQLite只需要帶一個動態(tài)庫，就可以包括全部功能，而且體積很小。

2.3.2 獨立性，SQLite數(shù)據(jù)庫的核心引擎不需要依賴第三方軟件，也不需要安裝。

2.3.3 隔離性，SQLite數(shù)據(jù)庫中所有的信息都包含在一個文件夾內(nèi)，方便管理和維護(hù)。

圖1 兩系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖Fig.1 system function structure chart

2.3.4 跨平臺，SQLite目前支持大部分操作系統(tǒng)，比如：Android。

2.4系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)的主要功能包括：本系統(tǒng)由五個模塊組成，包括培訓(xùn)模塊、練習(xí)模塊、考試模塊、查詢模塊、設(shè)定模塊。其各個部分功能如下圖1所示：

2.4.1 培訓(xùn)模塊

本模塊由淺至深地了介紹向量的疊加、三角函數(shù)結(jié)算、相位表的使用以及各種錯誤接線分析等內(nèi)容，通過圖片，動畫，語音等多媒體進(jìn)行全方位培訓(xùn)教學(xué)，學(xué)員可以根據(jù)自己薄弱知識進(jìn)行選擇學(xué)習(xí)，完全可以取代培訓(xùn)師授課培訓(xùn)。下圖2是培訓(xùn)項目的截圖。

圖2 培訓(xùn)項目界面Fig.2 Training program screenshots

2.4.2 練習(xí)模塊

本模塊由兩部分組成，分別是電能計量仿真測試界面（見圖2）和畫圖分析界面（見圖3）。學(xué)員可以在電能計量錯誤接線數(shù)據(jù)庫中選擇需要練習(xí)的錯誤接線或者隨機(jī)抽取錯誤接線，然后在仿真測試界面里通過拖拉、點擊操作，完全仿真現(xiàn)場的相位表對電能表進(jìn)行測試過程。例如：測試電壓與電流的相位角時如果學(xué)員把相位表的電流鉗接反了，相位表反映的角度與正確的角度相差180°，跟現(xiàn)實測量的結(jié)果是一樣的。學(xué)員經(jīng)過測試后把測試的數(shù)據(jù)輸入到畫圖分析界面，通過拖拉、點擊操作進(jìn)行描畫向量圖，并分析故障和計算結(jié)果。最后還可以與正確答案進(jìn)行對比分析，如果學(xué)員測試結(jié)果出錯，系統(tǒng)會提示學(xué)員那一步不正確，并提出正確的做法以供參考。

圖3 電能計量仿真測試界面Fig.3 Electricity metering simulation test screenshots

圖4 畫圖分析界面Fig.4 Drawing analysis screenshots

2.4.3 考試模塊

本模塊與練習(xí)模塊功能一樣，分別是仿真測試界面和畫圖分析界面，主要區(qū)別是考試模塊根據(jù)錯誤接線考試題目中進(jìn)行隨機(jī)出題，考試有時間的限制，學(xué)員考試完成后需要提交。

2.4.4 查詢模塊

在現(xiàn)場檢測時，與相位表配合，把現(xiàn)場的數(shù)據(jù)輸入到查詢模塊，可快速實現(xiàn)計量錯誤接線分析。

2.4.5 設(shè)定模塊

本模塊主要設(shè)定各種參數(shù)，包括電流、電壓、相位角、接線方式、負(fù)載性質(zhì)等等。

3 結(jié)束語

基于Android的電能計量錯誤接線培訓(xùn)系統(tǒng)，目前已經(jīng)基本研發(fā)完成，實現(xiàn)了在平板電腦里進(jìn)行仿真測試，通過簡單的拖拉、點擊操作讓培訓(xùn)人員感受現(xiàn)場一樣的培訓(xùn)，從現(xiàn)場和理論兩方面對電能計量的錯誤接線進(jìn)行深入理解和學(xué)習(xí)，不但提高了培訓(xùn)效果而且還減少購買實體培訓(xùn)設(shè)備的昂貴費用。下一步打算：吸取建議，優(yōu)化仿真界面，完善系統(tǒng)功能，加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫的管理等等，積極推廣培訓(xùn)系統(tǒng)的使用，做到資源共享。

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Based on the Android of the Electric Energy Metering Device Error Writing Training System Research and Development

Fang Shaohuai
（Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation,Dongguan,523000,China）

This paper implemented an energy metering device error wiring training system based on android. Users in the android pad simulation test,through simple drag and drop,click operation let people feel the same training,from two aspects of the scene and theoretical error of electric energy metering wiring in-depth understanding and learning,meet the demand of the electric power enterprise staff training and assessment,this paper introduces the implementation the basic structure and principle of training evaluation system.

Android;software development;metering device error writing;training system

TM938；

A

方紹懷（1977－），男，工程師，用電監(jiān)察員技師，變電檢修技師，高級內(nèi)訓(xùn)師，主要從事計量運行維護(hù)、用電檢查等工作。