基于Android的電能計量裝置錯誤接線培訓系統研究及開發

（廣東電網公司東莞供電局，東莞，523000）

基于Android的電能計量裝置錯誤接線培訓系統研究及開發

方紹懷

（廣東電網公司東莞供電局，東莞，523000）

本文實現一種基于Android的電能計量裝置錯誤接線檢測培訓系統，用戶在平板電腦里進行仿真測試，通過簡單的拖拉、點擊操作讓培訓人員感受現場一樣的培訓，從現場和理論兩方面對電能計量的錯誤接線進行深入理解和學習，滿足計量人員培訓及考核需求，介紹了實現培訓系統的基本結構及原理。

Android；軟件開發；計量錯誤接線；培訓系統

0 引言

電能表計量是供電部門收繳電費的依據。三相電能表計量的正確與否，第一取決于電能表自身的準確度，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情況下比電能表自身準確度造成的誤差大，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，所以根據現場三相電能表的接線和測量數據，正確畫出現場接線的接線圖和相應的相量圖，根據相量圖寫出功率表達式并計算出更正系數，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。

然而現狀是廣東電網公司從事計量相關人員中完全掌握電能計量錯誤接線分析的不多，經統計：2013年用電監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%。分析現狀，培訓設備少，人員培訓受環境和時間的限制，基于硬件進行的仿真培訓設備沒有培訓功能等是造成技能考核通過率低的主要原因，本文實現一種基于Android的電能計量裝置錯誤接線檢測培訓系統，能有效解決培訓設備少，人員培訓受環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及考核的迫切需求。

1 技術方案

現在手機已經進入智能時代，智能手機、平板電腦紛紛進入人們的生活，經調查我計量中心人員使用智能手機達到90%以上。使用基于Android的計量錯誤接線培訓系統可以擺脫實體機的使用環境和時間的限制。只要有空隨時都可以打開手機、平板電腦進行培訓學習。

本文從軟件仿真的角度出發，利用現有的平板電腦和虛擬儀器技術，開發一套基于Android的仿真電能計量錯誤檢查培訓系統。培訓時，可以輔助電能計量錯誤接線和故障理論的教學；在現場檢測時，與相位表配合，可快速實現計量錯誤接線分析。培訓仿真系統結合豐富的文字、圖像、聲音等多媒體技術，通過簡單的拖拉、點擊進行操作讓培訓人員感受現場一樣的培訓，從現場和理論兩方面對電能計量的錯誤接線進行深入理解和學習。

1.1設計目標

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，保證接線準確與否直接關系到單位和部門的切身利益。對于具有培訓和現場查詢功能的軟件系統－基于Android的電能計量裝置錯誤接線檢測培訓系統，設計時應達到以下要求：

1.1.1 功能強大

本系統由五個模塊組成，包括培訓模塊、練習模塊、考試模塊、查詢模塊、設定模塊。除了可以實現電能計量人員專業技能的培訓、考核外，它還具有電能計量現場錯誤接線的分析能力，并可以根據學員要求進行數據庫的管理和修改。

1.1.2 教學直觀仿真度高

本系統設計模擬現場測試模型，并從現場拍攝圖片資料進行錄入，設計模擬現實的錯誤測的界面和操作方式，主要利用平板電腦的拖拉、點擊進行操作，仿真現場設備和各種錯誤接線情況，使培訓人員產生一種現場操作感，思路清晰。并且增強學員理論知識的學習，達到理論和實際相結合，實踐和學習相促進的目的。

1.1.3 移動靈活成本低廉

由于本系統的測試功能的實現是仿真化的，因此，只要攜平板電腦或智能手機隨時可以進行培訓學員，免去實體機費用高，需要固定地點，固定時間的束縛。

1.1.4 準確的數據支持

數據支持是電能計量信息管理的重要組成部分，是整個系統賴以存在的基礎，數據庫設計是建立數據庫及其應用的技術，是系統開發和建設中的核心和基礎，數據庫模型建立是否合理直接關系到整個系統運行質量的高低。因此，本系統需要建立可靠、穩定的數據庫作為數據支持。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、功率表達式、更正系數公式以及說明文字等，通過素材的各種邏輯關系建立錯誤接線數據庫模型。

2 具體實施主要方式

2.1選擇移動系統

現在手機、平板已經進入智能時代，系統主要有蘋果的IOS系統、谷歌的Android系統以及微軟的Windows Phone8系統，經調查東莞計量中心使用Android系統的智能手機到達90%以上。而且Android系統的開發條件比蘋果的IOS系統簡單，最后決定選擇Android進行開發。

2.2選擇開發工具和語言

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

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

2.2.2 開源生態系統中最強大的組合，Linux +Java + Eclipse IDE并且android也是開源的。

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

2.2.4 Eclipse有強大的社區來開發插件不斷的補充Eclipse的基本的功能。

2.3選擇數據庫

Android在運行時集成了SQLite，所以每個Android 應用程序都可以使用SQLite數據庫。對于熟悉SQL的開發人員來時，在Android開發中使用SQLite相當簡單。SQLite是 一個非常流行的嵌入式數據庫，SQLite的特性：

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

2.3.2 獨立性，SQLite數據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數據庫中所有的信息都包含在一個文件夾內，方便管理和維護。

圖1 兩系統功能結構圖Fig.1 system function structure chart

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

2.4系統功能結構

本系統的主要功能包括：本系統由五個模塊組成，包括培訓模塊、練習模塊、考試模塊、查詢模塊、設定模塊。其各個部分功能如下圖1所示：

2.4.1 培訓模塊

本模塊由淺至深地了介紹向量的疊加、三角函數結算、相位表的使用以及各種錯誤接線分析等內容，通過圖片，動畫，語音等多媒體進行全方位培訓教學，學員可以根據自己薄弱知識進行選擇學習，完全可以取代培訓師授課培訓。下圖2是培訓項目的截圖。

圖2 培訓項目界面Fig.2 Training program screenshots

2.4.2 練習模塊

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）。學員可以在電能計量錯誤接線數據庫中選擇需要練習的錯誤接線或者隨機抽取錯誤接線，然后在仿真測試界面里通過拖拉、點擊操作，完全仿真現場的相位表對電能表進行測試過程。例如：測試電壓與電流的相位角時如果學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°，跟現實測量的結果是一樣的。學員經過測試后把測試的數據輸入到畫圖分析界面，通過拖拉、點擊操作進行描畫向量圖，并分析故障和計算結果。最后還可以與正確答案進行對比分析，如果學員測試結果出錯，系統會提示學員那一步不正確，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，主要區別是考試模塊根據錯誤接線考試題目中進行隨機出題，考試有時間的限制，學員考試完成后需要提交。

2.4.4 查詢模塊

在現場檢測時，與相位表配合，把現場的數據輸入到查詢模塊，可快速實現計量錯誤接線分析。

2.4.5 設定模塊

本模塊主要設定各種參數，包括電流、電壓、相位角、接線方式、負載性質等等。

3 結束語

基于Android的電能計量錯誤接線培訓系統，目前已經基本研發完成，實現了在平板電腦里進行仿真測試，通過簡單的拖拉、點擊操作讓培訓人員感受現場一樣的培訓，從現場和理論兩方面對電能計量的錯誤接線進行深入理解和學習，不但提高了培訓效果而且還減少購買實體培訓設備的昂貴費用。下一步打算：吸取建議，優化仿真界面，完善系統功能，加強數據庫的管理等等，積極推廣培訓系統的使用，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，用電監察員技師，變電檢修技師，高級內訓師，主要從事計量運行維護、用電檢查等工作。