尹渭 黃鋒 張大維

【摘要】

貿易結算用電能表在現(xiàn)場運行過程中，受現(xiàn)場環(huán)境條件、產(chǎn)品質量、優(yōu)質服務等各方面因素的影響，可能會發(fā)生用電客戶與電力公司之間的計量糾紛和訴求需求。

本研究課題的主要內容是在原有貿易結算用電能表現(xiàn)場檢定服務的業(yè)務流程基礎之上，研究一種新型式的現(xiàn)場智能化檢定方法，從技術層面上確保電能表現(xiàn)場檢定工作的標準化水平，杜絕人為差錯，降低工作質量風險；以不同設備之間的數(shù)據(jù)實時交互的方式取代人工維護數(shù)據(jù)的方式，為解決計量糾紛提供相應的技術依據(jù)。同時通過信息化手段對現(xiàn)場檢定電能表的全過程予以取證保存，以更好地處理和應對可能發(fā)生的客戶服務訴求事件。最終實現(xiàn)貿易結算用電能表現(xiàn)場檢定工作當中的數(shù)據(jù)接口標準化、操作流程規(guī)范化、增強系統(tǒng)兼容性、減少不必要的人力、物力成本、提高本項工作的自動化管理能力。

【關鍵詞】 智能化管理系統(tǒng) 移動終端PDA 電能表現(xiàn)場檢定

1. 概述

電能表的準確計量關系著用電客戶和供電企業(yè)的經(jīng)濟利益，保障電能表的計量準確性與現(xiàn)場運行的可靠性有著極其深遠的社會意義。因此電能表現(xiàn)場檢定業(yè)務的科學開展、檢定數(shù)據(jù)的可靠采集、保存及傳輸在整個檢定流程中處于最重要的地位。

為了保障在現(xiàn)場工作的檢定人員保質保量地完成現(xiàn)場檢定工作、使不同學歷層次的操作人員均能準確無誤地按照檢定規(guī)程和操作標準的要求完成電能表現(xiàn)場檢定工作、提高數(shù)據(jù)信息的準確率和安全性，研究一套易于操作且具備數(shù)據(jù)校驗功能的客戶電能表現(xiàn)場智能化檢定方法具有相當?shù)默F(xiàn)實意義。

本項目的目的是研究開發(fā)出一款易于操作且具備數(shù)據(jù)校驗功能的貿易結算用電能表現(xiàn)場智能化檢定專用設備及其配套使用的智能化管理系統(tǒng)，完成對電能表的現(xiàn)場檢定工作，以及對檢定數(shù)據(jù)進行收集、保存、傳輸，生成數(shù)據(jù)報表、進行數(shù)據(jù)分析，同時對檢定過程予以全程取證留存等。

2. 貿易結算用電能表現(xiàn)場檢定業(yè)務的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的電能表現(xiàn)場檢定工作模式采用人工直接操作電能表現(xiàn)場校驗儀，并根據(jù)現(xiàn)場校驗儀出具的數(shù)據(jù)手工記錄。這一操作方式存在以下弊端：

（1）在現(xiàn)場受強光干擾或昏暗的條件下不易辨識屏幕顯示或鍵盤標識；

（2）輸入被檢電能表屬性時的便捷性及可視性較差；

（3）存儲的數(shù)據(jù)類型和數(shù)量不易滿足管理要求；

（4）客戶對檢定過程或結果有異議時缺乏有效的現(xiàn)場證據(jù)。

基于以上弊端，建立一套比較成熟的電能表計量糾紛智能化診斷方案，將從技術層面上提升電能表現(xiàn)場檢定工作的標準化水平，杜絕人為差錯，降低工作質量風險；以不同設備之間的數(shù)據(jù)實時交換來取代人工維護數(shù)據(jù)方式，為解決客戶計量糾紛提供技術依據(jù)。

3. 硬件平臺和系統(tǒng)平臺的選擇

3.1選擇工業(yè)防護等級可達到IP65的硬件平臺

以工業(yè)防護等級為IP65的手持終端作為專用掌機的硬件平臺，手持終端具備基本的條碼掃描接口、藍牙通信接口、紅外通信接口、USB2.0通信接口、語音播放器、時鐘芯片、大容量的工作電池及透反式日光下可讀彩色大液晶觸摸顯示屏等功能，并且具備高級的GPS定位功能、大數(shù)據(jù)傳送的3G模塊和Wifi模塊，可用于以后的系統(tǒng)功能擴展。其架構如下圖所示：

3.2選擇目前市場占有率最大、最易于操作的Android系統(tǒng)

以用戶最為廣泛的Android4.2操作系統(tǒng)作為專用掌機的系統(tǒng)平臺：嵌入式Android4.2操作系統(tǒng)具有內核小、高度模塊化、功能強大、運行穩(wěn)定、系統(tǒng)健壯、運行效率高、操作界面友好等特點。且與目前主流Android手機系統(tǒng)的操作方式完全一致，符合各學歷層次的操作人員的使用習慣，簡單易學、便于操作。

3.3 總體方案設計

電能表現(xiàn)場檢定移動智能終端系統(tǒng)（簡稱：移動智能終端）是專為電能表現(xiàn)場檢定工作開發(fā)的一款智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)集電能表現(xiàn)場校驗儀無線控制、檢定方案制定保存、誤差數(shù)據(jù)檢測、內存數(shù)據(jù)抄收、檢定過程取證留存等多種功能于一體，同時滿足檢定管理等各工作環(huán)節(jié)的實際需求。

主要功能

● 實時與檢定平臺系統(tǒng)進行信息數(shù)據(jù)交互，具備檢定任務下載，檢定數(shù)據(jù)回傳等功能；

● 存儲客戶資料、電能表等各類信息，具備快速查詢功能；

● 實負荷數(shù)據(jù)（U/I/P/Q/S等）監(jiān)視與檢測功能；

● 誤差測量功能，可對誤差數(shù)據(jù)進行化整，并根據(jù)規(guī)程，自動判斷誤差數(shù)據(jù)是否合格；

● 電能表重要數(shù)據(jù)項抄讀功能（如：讀取當前有功電能、表號、電能表時鐘等）；

● 檢定數(shù)據(jù)存儲、查詢、管理及統(tǒng)計等功能。

主要特點

● 采用高亮度、高分辨率、大屏幕彩色液晶顯示屏；

● 優(yōu)良的觸屏操作手感，多語言（包含中文）人性化

● 操作界面，靈活的軟件遠程升級；

● 集多種現(xiàn)場檢測功能于一體，如：誤差檢測、功能檢測等；

● 工業(yè)級手持智能設備，IP65防護等級；

● 手持PDA與現(xiàn)場校驗儀通過藍牙通訊，數(shù)據(jù)傳輸方便；

● 藍牙通訊模塊供電有兩種方式：1）電池供電；2）可取現(xiàn)場校驗儀電源供電，不會出現(xiàn)藍牙通訊模塊沒電而造成數(shù)據(jù)傳輸失敗；

● 手持PDA與被檢電表通過DLT 645 多功能電能表通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸；

● 現(xiàn)場檢定方式有兩種可選：1）定脈沖數(shù)檢定；2）定測試時間檢定。

● 可支持多型號的現(xiàn)場校驗儀，

如： PWS1.3、CS2.1等。

基本配置

手持式終端設備

◆ 系 統(tǒng)

Android 4.2，主頻1.2GHz雙核

◆ 屏幕

5.8寸彩色電容全觸控顯示屏

◆通訊接口

藍牙、紅外、USB、Wifi、

GPRS、WCDMA（支持通話）

◆通訊規(guī)約

支持DL/T645

◆數(shù)據(jù)采集

電子標簽：高頻：13.65MHz，

超高頻：902-928MHz

硬件識別一維碼及二維碼

◆數(shù)據(jù)安全

內置國網(wǎng)指定數(shù)據(jù)加密ESAM芯片及安全模塊

◆ 存 儲

超大存儲容量4GB，可擴展到32GB

◆GPS性能

高精度定位、識別功能

◆電源特性

3500mAH聚合物鋰電池

◆ 其 它

后置800萬像素攝像頭、閃光燈

配套上位機軟件

具備與營銷系統(tǒng)實時交互信息數(shù)據(jù)、現(xiàn)場檢測電能表、存儲數(shù)據(jù)等功能；可按客戶要求進行開發(fā)升級

3.4 樣機圖片

4.掌機功能研究要點

4.1貿易結算用電能表智能化檢定專用掌機與現(xiàn)場校驗儀的藍牙快速配對

藍牙（Bluetooth）是一種低成本、短距離的無線連接技術標準，與其他工作在相同頻段的通訊方式相比，藍牙數(shù)據(jù)包更短、性能更穩(wěn)定，更適合在現(xiàn)場環(huán)境差、干擾強的電力測量環(huán)境中得到應用。

系統(tǒng)由配備藍牙通訊功能PDA和帶藍牙無線模塊的現(xiàn)場校驗儀組成，PDA實現(xiàn)參數(shù)設置和并下發(fā)、數(shù)據(jù)顯示和存儲等功能，并上傳相關完工數(shù)據(jù)，校驗儀通過接入電能表二次回路測量電流、電壓、功率、相位、頻率并檢測誤差。同時PDA通過條碼掃描和紅外通訊功能實現(xiàn)現(xiàn)場電能表、計量柜等設備的信息采集。

當現(xiàn)場校驗儀正常上電，啟動現(xiàn)場校驗儀掌機程序后，程序會自動搜索附近的藍牙設備，并將藍牙設備信息匯總顯示，方便操作人員選擇需要連接的現(xiàn)場校驗儀設備，連接成功后程序自動記錄本鏈接信息，當下次再次連接本線程校驗儀時，如果該現(xiàn)場校驗儀在掌機藍牙連接范圍內，且處于正常工作狀態(tài)，則程序自動完成連接，進入校驗狀態(tài)。

如果藍牙設備搜索或連接失敗，程序會跳出提示框，提醒操作人員檢查設備，然后再次連接。

4.2現(xiàn)場校驗儀數(shù)據(jù)快速、準備讀取，校表快速、準確

通過條碼掃描進行條碼掃描后，截取客戶電能表表號，自動解析電能表條碼信息，提取出電能表廠家、表號等信息，并根據(jù)獲得的信息自動配置校表參數(shù)。程序自動通過藍牙接口快速讀取現(xiàn)場校驗儀數(shù)據(jù)，并將讀取到的結果轉換為圖、表等形式供操作人員判斷。讀取到的電壓、電流及其相位信息會通過向量圖的方式展現(xiàn)，方便操作人員進行錯接線等判斷。

為了最大限度的滿足業(yè)務需求，程序中集成了大量功能，讀取了電能表的多項數(shù)據(jù)，保證校驗工作的可擴展性，提供的數(shù)據(jù)如下表所示：

手持終端采集的主要數(shù)據(jù)項列表如下表：

字段名 數(shù)據(jù)類型 是否為空

條碼 VARCHAR2（16） N

表號 VARCHAR2（16） N

廠家 VARCHAR2（16） N

電表年份 VARCHAR2（16） N

型號 VARCHAR2（25） N

準確度 VARCHAR2（16） N

常數(shù) VARCHAR2（20） N

校驗儀廠家 VARCHAR2（10） N

校驗儀型號 VARCHAR2（50） N

校驗儀編號 VARCHAR2（254） N

誤差1 VARCHAR2（10） N

誤差2 VARCHAR2（10） N

平均誤差 VARCHAR2（25） N

誤差結論 VARCHAR2（10） N

Ua幅度 VARCHAR2（20） N

Ub幅度 VARCHAR2（20） N

Uc幅度 VARCHAR2（20） N

Ua相位 VARCHAR2（20） N

Ub相位 VARCHAR2（20） N

Uc相位 VARCHAR2（20） N

Ia幅度 VARCHAR2（20） N

Ib幅度 VARCHAR2（20） N

Ic幅度 VARCHAR2（20） N

Ia相位 VARCHAR2（20） N

Ib相位 VARCHAR2（20） N

Ic相位 VARCHAR2（20） N

A相有功功率 VARCHAR2（20） N

B相有功功率 VARCHAR2（20） N

C相有功功率 VARCHAR2（20） N

總有功功率 VARCHAR2（20） N

A相無功功率 VARCHAR2（20） N

B相無功功率 VARCHAR2（20） N

C相無功功率 VARCHAR2（20） N

總無功功率 VARCHAR2（20） N

功率因數(shù) VARCHAR2（20） N

頻率 VARCHAR2（20） N

接線方式 VARCHAR2（2） N

校表圈數(shù) VARCHAR2（2） N

額定電流 VARCHAR2（20） N

最大電流 VARCHAR2（20） N

額定電壓 VARCHAR2（20） N

計量柜條碼 VARCHAR2（254） Y

封印條碼 VARCHAR2（254） Y

電能表時鐘 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)02 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)03 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)41 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)42 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)61 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)62 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)63 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)64 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)07 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)08 VARCHAR2（24） N

校表時間 VARCHAR2（20） N

檢定員 VARCHAR2（12） N

核驗員 VARCHAR2（12） N

4.3 軟件主要界面介紹

PDA硬件定型以后即開始進行軟件研發(fā)，軟件開發(fā)過程最長，其中涉及很多計量方面的專業(yè)知識，操作人員的使用習慣等多方面因素。

最終界面如下所示：

（程序主界面界面）

（功能選擇界面）

（參數(shù)設定界面）

（誤差模擬界面）

（抄表界面）

（電能表外觀檢查界面）

4.4 關于輸入電源

輸入電源采用總電源單獨接入的方式，例如，通過現(xiàn)場校驗儀的接收端的藍牙模塊的輸入電源也直接從現(xiàn)場校驗儀上取電，而不是采用新加外接電源的方式。這樣做的好處是可以最大限度地提高操作人員的在現(xiàn)場檢定過程中安全性和易于操作性。具體接線方式如下圖所示：

4. 結束語

基于Android操作系統(tǒng)的手持終端本身具有體積小、攜帶方便、功能強大、操作方式簡單易用等特點，目前在電信、交通、航海、醫(yī)療、旅游等領域都有其應用。本研究課題則是嘗試將其用于電力行業(yè)的現(xiàn)場檢定業(yè)務中。在此之前，在國內尚無類似的專項研究。

貿易結算用電能表智能化檢定方法的研究提供了一種科學可靠的客戶電能表現(xiàn)場檢定業(yè)務的操作流程、數(shù)據(jù)安全性高、操作簡單可靠，適合各類操作人員直接使用。提高了工作效率，達到了數(shù)據(jù)接口標準化、操作流程標準化、規(guī)范統(tǒng)一、系統(tǒng)兼容性增強、減少人工投入、提高自動化管理能力、促進科學管理的目的。項目成果的進一步推廣，將從技術層面上確保電能表檢定服務工作的標準化水平，杜絕人為差錯，降低工作質量風險；以不同設備之間的數(shù)據(jù)實時交互來取代人工維護數(shù)據(jù)方式，將顯著提高檢定服務的整體工作效能，降低電能表檢定工作長期投入的人、財、物服務成本；全面兌現(xiàn)社會服務承諾，提升對用電客戶優(yōu)質服務的水平和形象。

隨著本項目的廣泛應用，所產(chǎn)生的巨大的效益空間也可想而知，例如現(xiàn)場檢定規(guī)范性的嚴格控制會大大降低用電客戶的訴求。無紙化的操作流程及軟件所具有的差錯校核功能都會為以后的電能表現(xiàn)場檢定工作帶來極大的便利，從而達到節(jié)約人力、提高工作質量的目的。同時，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)接口標準化，操作流程規(guī)范化，增強系統(tǒng)兼容性，極大的提高了現(xiàn)場檢定工作的信息化、自動化水平。

尹渭（1972-），大學本科，助理工程師，從事電能計量檢定技術及客戶服務管理工作

黃鋒（1976-），大學本科，工程師，從事電能計量檢定管理工作

張大維（1978-），大學本科，助理工程師，從事電能計量檢定技術管理工作