1绪论
1.1工程背景与工程意义
1.1.1工程背景
随着社会的不断进步、生产或生活水平的不断提高。用户不仅对电力公司供电量的需求迅速增加，而且对供电的可靠性要求也越来越高⑴。当前各电厂广泛采用的l0kV馈线架空线路，采用露天架设电线的方式，容易受周遭恶劣环境的影响，事故的发生较率高、故障排查也较困难，由于其线路覆盖地域范围广、拓扑结构比较复杂。一个变电站或l0kV开闭站带有多条l0kV出线；一条l0kV的出线可能带有多个用户负荷[2]。所以对于l0kV架空的线路而言，当发生故障时，很难正确地查找到故障点，就可能造成电力故障引起的停电范围增大，影响其他非故障区用户的正常用电。针对以上这些问题，采用带有微机保护测控装置的分界开关来对用户线路进行故障监控。
分界幵关是指用于输配电起控制和保护作用的电力设备[3]，当电力工况正常时，分界开关会完成倒换运行操作，一旦设备或者线路发生故障时，它将快速将故障源隔离。所以分界开关具有迅速准确地定位故障点并进行故障隔离、帮助系统隔离永久故障、消除瞬时故障、自动恢复供电和避免对其他非故障区域用户用电造成影响的功能[4]。分界开关监控系统的下层硬件由分界断路器和控制器组成。控制器可完成对分界幵关的状态、供电线路实时工况进行检测并采集相关数据等工作，故障发生时能准确快速确定故障原因、消除瞬时故障并自动恢复供电。智能控制器能自动检测出停电、开关状态异常和通信故障等突发事件，及时将故障信息通过GPRS网络上传至监控中心[5]。智能分界开关的控制器支持广域远程监控，可接受来自监控软件的控制信息，例如执行开关的分合闹操作或设置下层控制器的工作参数等。系统拓扑图如下所示：本文是为电力分界开关监控系统设计移动监控端。移动终端又称为移动通信终端，是指可以在移动中使用的计算机设备，包括手机、笔记本电脑、平板电脑、POS机、车载电脑等。但多数情况下是指具有多种应用功能的智能手机和平板电脑[6]。相对于本地监控端，移动监控端具有显著地优势，例如：当用户在出差、旅行过程中也需要按时查看电力工况信息，或者及时响应报警信息及时联系检修人员以此来尽快恢复生产；或当故障发生时用户到达故障现场时，需及时控制分界开关的分合闸状态时；到达任一柱上开关的位置，需及时了解该开关的相关工作信息时。这些靠本地监控端无法满足的需求可以通过移动监控端解决。移动监控端必须具有查看或设置远程控制设备(RTU)工作参数、查看电力实时或历史状态数据、查看地理位置、控制分界幵关分合闹等功能。
1.1.2研究意义
如今大力发展物联网产业已作为我国的一项具有战略意义的重要决策，相关的物联网标准和关键技术方面已取得了重大的突破[7]。物联网，通俗的说，就是通过装置在物体上的传感器、电子标签和全球定位系统等设备，网络将赋予物体智能，既可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体之间的沟通与对话。在物联网时代，我们所购买的每一种商品，都可以通过相关设备轻易的了解到期生产日期，生产厂家，从而杜绝假货；去旅游时，想了解某一古迹的详细信息，只需通过移动设备输入其电子标示即可获得所需要的全部信息。所以物联网可以使物品的供应链具备智能化，直到使智能化遍布整个生态系统。不仅仅可以提高生产管理的效率。而且可大大提高物品以及各种自然资源使用的效率。在电力分界开关监控系统中，底层嵌入式控制器设备采用电子标签来标识自己、并可用全球定位设备来报告自身所在的位置。开关控制器完成对幵关本体设备的工作状态采集、响应用户控制指令，同时该设备也具有互联网通信功能，可与外界沟通。所以分界开关监控系统具备了建立电力开关之间的物联网。因为智能终端在物联网中具有信息传输、信息采集、信息控制、信息融合、人机交互等作用。所以在智能终端上的技术研究关系到物联网是否真正能够建成。
2基于Android的移动监控端需求分析与结构设计
本章将首先描述现有的电力分界开关监控系统的结构组成，然后着重介绍作为监控端的主要交互对象转发中心的结构以及转发中心与监控端的交互方式。最后结合用户的需求，在Android平台上，为电力分界开关监控系统Android监控端设计良好的软件架构、划分清晰的功能模块、给出良好的代码组织结构。
2.1分界开关监控系统的总体结构
电力分界开关监控系统是由转发中心服务器、各个监控端系统、远程终端单元组成[3]。本节将介绍分界开关监控系统的总体架构，并详细描述各个组成部分的功能。由于电力安全与人们的生活，社会主义的建设息息相关，直接影响到人们的生活质量。而传统的B/S模式架构由于客户端代码都被暴露，容易被不法分子利用直接威胁着系统和数据信息的安全。由于此架构模式采取“痩客户端”的设计，所有的数据都保存在Server端，一旦Server端崩渍，所有重要数据都有可能失去，会给生产、生活带来难以弥补的影响。B/S架构模式的缺点，C/S模式正好可以弥补，而且C/S —般面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力很强。B/S面向不可知的用户群，对安全的控制能力较弱。由于本系统将为多个电厂或电力公司服务，所以各客户端与转发中心之间的通信将尽可能采用不被防火墙屏蔽的方式。经过以上的分析与比较，本系统采用集合了 C/S模式与B/S模式优点的RIA(RichInternet Applications:富互联网应用)模式架构。这是一种近似于C/S模式架构系统功能和特性的网络应用系统，所以它具有C/S架构负担均衡、表现力强的优点。同时其采用的应用层通信协议是被万维网所使用且不会被防火墙所屏蔽的HTTP协议，这就保证了服务端与客户端之间通信的可靠进行，所以将其作为电力分界开关监控系统的架构模式。
3网络通信与数据解析......... 23
3.1 Android监控端通信方式......... 23
3.2 Android监控端通信设计......... 25
3.2.1 HTTP 协议......... 25
3.2.2 HTTP协议编码实现......... 27
3.3异步操作......... 30
3.4 XML文档解析......... 32
3.5本章小结......... 39
4数据存储的设计与实现......... 41
4.1 Android平台数据存储的方式......... 41
4.2 以 SharedPreferences 存储数据......... 42
4.3以Sqlite数据库存储数据......... 43
4.3.1数据表的设计 .........43
4.3.2数据表建立......... 48
4.3.3数据访问实现......... 50
4.4本章小结 .........53
5 Android监控端界面相关技术......... 55
5.1 Android应用的界面......... 55
5.1.1界面中的控件......... 55
5.1.2界面的控制......... 57
5.2 Android监控端UI模块的设计......... 60
5.3地图服务......... 62
结论
现有的电力分界开关监控系统中供用户使用的监控端软件只能安装在PC中，无法满足用户的需求。本文的研究内容是利用现有的分界开关监控系统中转发中心的功能，编写可以运行于移动终端的监控端软件。本文的主要工作有：
1)本文经过比较市面上存在的几款流行移动设备的操作系统，最终选择开源操作系统Android作为电力分界开关监控系统移动监控端的运行平台。
2)从用户需求出发，为电力分界开关Android监控端设计了良好的软件架构，划分了清晰的功能模块。从软件工程的设计考虑，为代码设计了清晰的组织结构。
3)为了符合与转发中心数据通信协议的要求以及，为Android端设计与编写具有高内聚低耦合特点符合HTTP协议的异步请求通信模块。
4)由于转发中心的REST服务是以XML格式的数据返回Android监控端请求的数据，所以本文在Android平台存在的多种XML文件解析方式中，选择了效率更高的PULL解析返回的XML数据。
5)为了减少网络通信的数据流量，和为节省用户宝贵的时间，在Android平台自带的多种数据存储方式（如Sqlite关系性数据库、Shared Preference等）的支持下，为用户关心的电力工况或分界开关工作参数等数据提供持久化。
6)应用界面是Android监控端与用户交互最直接的窗口，所以为了更好的用户体验，本文为Android监控端挑选了直观的数据展不控件，例如地图控件Google Maps、列表展示控件Listview。
7) Android监控端的模块或者编码的设计，充分考虑软件的可扩展和易维护性，编码过程中大量使用面向对象编程的方式，使用了一些合适的设计模式。
参考文献
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