基于Android的电能计量装置错误接线培训系统研究及开发

（广东电网公司东莞供电局，东莞，523000）

基于Android的电能计量装置错误接线培训系统研究及开发

方绍怀

（广东电网公司东莞供电局，东莞，523000）

本文实现一种基于Android的电能计量装置错误接线检测培训系统，用户在平板电脑里进行仿真测试，通过简单的拖拉、点击操作让培训人员感受现场一样的培训，从现场和理论两方面对电能计量的错误接线进行深入理解和学习，满足计量人员培训及考核需求，介绍了实现培训系统的基本结构及原理。

Android；软件开发；计量错误接线；培训系统

0 引言

电能表计量是供电部门收缴电费的依据。三相电能表计量的正确与否，第一取决于电能表自身的准确度，第二取决于电能表的正确接线，而且错误接线给电能表造成的误差多数情况下比电能表自身准确度造成的误差大，因此三相电能表的正确接线是保证正确计量的必要条件。由于三相电能表的应用非常广泛，并且在安装接线过程中，错误接线又不可避免，所以根据现场三相电能表的接线和测量数据，正确画出现场接线的接线图和相应的相量图，根据相量图写出功率表达式并计算出更正系数，最终及时算出正确电量的工作显得非常必要。近年计量错误接线分析作为计量营销专业的技能考核，营销技能竞赛及岗位胜任能力考核的技能实操必考项目，可见掌握计量错误接线分析对从事计量人员是十分重要和必要的。

然而现状是广东电网公司从事计量相关人员中完全掌握电能计量错误接线分析的不多，经统计：2013年用电监察员高级工在计量错误接线实操合格率只有10%，2012年电能表修校工技师在计量错误接线实操合格率只有46%，2013年用电监察员高级技师在计量错误接线实操合格率也只有50%。分析现状，培训设备少，人员培训受环境和时间的限制，基于硬件进行的仿真培训设备没有培训功能等是造成技能考核通过率低的主要原因，本文实现一种基于Android的电能计量装置错误接线检测培训系统，能有效解决培训设备少，人员培训受环境和时间的限制等问题，成为从事计量的电力职工技能培训及考核的迫切需求。

1 技术方案

现在手机已经进入智能时代，智能手机、平板电脑纷纷进入人们的生活，经调查我计量中心人员使用智能手机达到90%以上。使用基于Android的计量错误接线培训系统可以摆脱实体机的使用环境和时间的限制。只要有空随时都可以打开手机、平板电脑进行培训学习。

本文从软件仿真的角度出发，利用现有的平板电脑和虚拟仪器技术，开发一套基于Android的仿真电能计量错误检查培训系统。培训时，可以辅助电能计量错误接线和故障理论的教学；在现场检测时，与相位表配合，可快速实现计量错误接线分析。培训仿真系统结合丰富的文字、图像、声音等多媒体技术，通过简单的拖拉、点击进行操作让培训人员感受现场一样的培训，从现场和理论两方面对电能计量的错误接线进行深入理解和学习。

1.1设计目标

电能计量检测工作对于计量中心来说是一项十分重要的工作，保证接线准确与否直接关系到单位和部门的切身利益。对于具有培训和现场查询功能的软件系统－基于Android的电能计量装置错误接线检测培训系统，设计时应达到以下要求：

1.1.1 功能强大

本系统由五个模块组成，包括培训模块、练习模块、考试模块、查询模块、设定模块。除了可以实现电能计量人员专业技能的培训、考核外，它还具有电能计量现场错误接线的分析能力，并可以根据学员要求进行数据库的管理和修改。

1.1.2 教学直观仿真度高

本系统设计模拟现场测试模型，并从现场拍摄图片资料进行录入，设计模拟现实的错误测的界面和操作方式，主要利用平板电脑的拖拉、点击进行操作，仿真现场设备和各种错误接线情况，使培训人员产生一种现场操作感，思路清晰。并且增强学员理论知识的学习，达到理论和实际相结合，实践和学习相促进的目的。

1.1.3 移动灵活成本低廉

由于本系统的测试功能的实现是仿真化的，因此，只要携平板电脑或智能手机随时可以进行培训学员，免去实体机费用高，需要固定地点，固定时间的束缚。

1.1.4 准确的数据支持

数据支持是电能计量信息管理的重要组成部分，是整个系统赖以存在的基础，数据库设计是建立数据库及其应用的技术，是系统开发和建设中的核心和基础，数据库模型建立是否合理直接关系到整个系统运行质量的高低。因此，本系统需要建立可靠、稳定的数据库作为数据支持。首先，收集常见三相三线、三相四线电能表的错误接线素材：包括三相三线常见的192种三相三线电能表的错误接线、错误时的向量图、接线图、功率表达式、更正系数公式以及说明文字等，通过素材的各种逻辑关系建立错误接线数据库模型。

2 具体实施主要方式

2.1选择移动系统

现在手机、平板已经进入智能时代，系统主要有苹果的IOS系统、谷歌的Android系统以及微软的Windows Phone8系统，经调查东莞计量中心使用Android系统的智能手机到达90%以上。而且Android系统的开发条件比苹果的IOS系统简单，最后决定选择Android进行开发。

2.2选择开发工具和语言

eclipse是一款非常强大的语言开发软件，相比其他的开发平台有着很大的优势，其操作简单，编写程序时也比较容易检查问题，相比Nwtbeans有明显的优势。Android官方的SDK就是基于Eclipse的。用Eclipse开发android程序的优点：

2.2.1 eclipse操作简单。换了系统之后，里面的东西都不需要变，照样继续工作。

2.2.2 开源生态系统中最强大的组合，Linux +Java + Eclipse IDE并且android也是开源的。

2.2.3 Eclipse 中的 DDMS 透视图能控制和监控模拟器，这是最好的模拟器管理控制台。

2.2.4 Eclipse有强大的社区来开发插件不断的补充Eclipse的基本的功能。

2.3选择数据库

Android在运行时集成了SQLite，所以每个Android 应用程序都可以使用SQLite数据库。对于熟悉SQL的开发人员来时，在Android开发中使用SQLite相当简单。SQLite是 一个非常流行的嵌入式数据库，SQLite的特性：

2.3.1 轻量级，使用SQLite只需要带一个动态库，就可以包括全部功能，而且体积很小。

2.3.2 独立性，SQLite数据库的核心引擎不需要依赖第三方软件，也不需要安装。

2.3.3 隔离性，SQLite数据库中所有的信息都包含在一个文件夹内，方便管理和维护。

图1 两系统功能结构图Fig.1 system function structure chart

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

2.4系统功能结构

本系统的主要功能包括：本系统由五个模块组成，包括培训模块、练习模块、考试模块、查询模块、设定模块。其各个部分功能如下图1所示：

2.4.1 培训模块

本模块由浅至深地了介绍向量的叠加、三角函数结算、相位表的使用以及各种错误接线分析等内容，通过图片，动画，语音等多媒体进行全方位培训教学，学员可以根据自己薄弱知识进行选择学习，完全可以取代培训师授课培训。下图2是培训项目的截图。

图2 培训项目界面Fig.2 Training program screenshots

2.4.2 练习模块

本模块由两部分组成，分别是电能计量仿真测试界面（见图2）和画图分析界面（见图3）。学员可以在电能计量错误接线数据库中选择需要练习的错误接线或者随机抽取错误接线，然后在仿真测试界面里通过拖拉、点击操作，完全仿真现场的相位表对电能表进行测试过程。例如：测试电压与电流的相位角时如果学员把相位表的电流钳接反了，相位表反映的角度与正确的角度相差180°，跟现实测量的结果是一样的。学员经过测试后把测试的数据输入到画图分析界面，通过拖拉、点击操作进行描画向量图，并分析故障和计算结果。最后还可以与正确答案进行对比分析，如果学员测试结果出错，系统会提示学员那一步不正确，并提出正确的做法以供参考。

图3 电能计量仿真测试界面Fig.3 Electricity metering simulation test screenshots

图4 画图分析界面Fig.4 Drawing analysis screenshots

2.4.3 考试模块

本模块与练习模块功能一样，分别是仿真测试界面和画图分析界面，主要区别是考试模块根据错误接线考试题目中进行随机出题，考试有时间的限制，学员考试完成后需要提交。

2.4.4 查询模块

在现场检测时，与相位表配合，把现场的数据输入到查询模块，可快速实现计量错误接线分析。

2.4.5 设定模块

本模块主要设定各种参数，包括电流、电压、相位角、接线方式、负载性质等等。

3 结束语

基于Android的电能计量错误接线培训系统，目前已经基本研发完成，实现了在平板电脑里进行仿真测试，通过简单的拖拉、点击操作让培训人员感受现场一样的培训，从现场和理论两方面对电能计量的错误接线进行深入理解和学习，不但提高了培训效果而且还减少购买实体培训设备的昂贵费用。下一步打算：吸取建议，优化仿真界面，完善系统功能，加强数据库的管理等等，积极推广培训系统的使用，做到资源共享。

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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

方绍怀（1977－），男，工程师，用电监察员技师，变电检修技师，高级内训师，主要从事计量运行维护、用电检查等工作。