东南大学工程设计调研报告

调研报告

引言

自动化工程设计导论主要包含6个候选模块，分别是供电控制系统设计模块，指纹和人脸识别模块，智能无线开关设计模块，温度速度自动测量模块，智能机器人模块，制造系统生产调度与监控模块。

一.供电控制系统设计模块

1.核心理念

现代供电控制系统向所有供电开关均采用电平信号控制,集中电平信号以逆向的综合处

理讲话繁杂的供电操作步骤。随着科学技术的飞速发展, 针对计算机工控系统变得越来越庞大, 其供电系统也随之需要具备相应的控制能力和监控能力。完整的供电控制系统应包括系统控制信号处理单元、主开关单元、监控单元以及电源单元四大组成部分。各个部分间相互补充协调，共同支撑着供电系统的核心理念，在外界的各种可能不利条件下，有效地对用电器满足高质量的供电需求同时，保护电路的总体完好与保障人和用电器的安全，以及拥有对恶劣环境的适应性和自我调节，以合理，经济，有效地设计供电系统结构，提高系统的智能化调节，监控，管理调度水平。

确定供电系统的一般原则是：供电可靠，操作方便、运行安全灵活，经济合理，具有发展的可能性。

（1）供电可靠性

供电可靠性是指供电系统不间断供电的可靠程度。应根据负荷等级来保证其不同的可靠性。在设计时，不考虑双重事故。

（2）操作方便，运行安全灵活

供电系统的接线应保证在正常运行和发生事故时操作和检修方便、运行维护安全可靠。

为此，应简化接线，减少供电层次和操作程序。

（3）经济合理

接线方式在满足生产要求和保证供电质量的前提下应力求简单，以减少投资和运行费用，并应提高供电安全性。

（4）具有发展的可能性

接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的需要。

2.应用背景

工业技术的发展使得各类计算机工控系统变得越来越庞大。在设计这些庞大的工控系统的同时，首先要考虑的就是如何使众多的供电线路得到一个有效控制。一般传统的解决方式是用大量的机械开关或空气开关组合而成。其缺点是体积庞大、采用元器件众多、重量也随之也大大增加, 并且在使用上需要进行繁锁的大量手动操作才能达到目的。这就对电气设计师在工程设计上提出了严峻挑战, 供电控制系统也随之而应运而生。

传统的供电解决方案采用单一信号控制一路供电开关的模式。当出现x路供电开关需要得到控制时则必须手工操作x路开关的开启与闭合。供电控制系统的出现解决了这一问题,

它所有供电开关均采用电平信号控制,只需要将这些电平信号集中起来进行一个逆向的综合处理后即可使操作步骤减到最少。

3.涉及相关知识与技能

供电控制系统设计通常包含大量的电气工程，电路，高低电压配电系统，法律法规与工程管理，环境保护，安全，电气主接线，短路电流计算，设备选择，导体及电缆的设计选择，电气设备布置，过电压保护和绝缘，变配电所所址选择及电气设备设置，短路电流计算，电气设备选择，35KV及以下导体及电缆的设计选择，变配电所控制、测量仪表、继电保护及自动装置，变配电所操作电源，防雷及过电压保护，接地，室内布线，照明，电气传动，建筑智能化，发输变电专业…

包含自动化专业后续课程中的《电路》《电机》，模拟电子技术，数字电子技术，电力电子技术，电机与拖动等相应学科知识。

4.参考文献与专利

参考文献：1.王广, 母方欣, 郝建, 田育新《一种实用供电控制系统架构设计》(中国航空计算技术研究所, 陕西西安710068)

2.刘希顺，刘安之，国防科技大学《交直流供电无缝连接电源控制系统设计》

3.朱利玲1，李勇2《基于煤矿采区设备供电控制系统设计分析》

4.百度百科《供电系统》

5.DmytroMatsypura, Anna Nagurney, Zugang Liu “Modeling of Electric Power Supply Chain Networks with

Fuel Suppliers via Variational Inequalities”，International Journal of Emerging Electric Power Systems, 2007, Vol.8 (1) 相关专利：

陈远馨，《一种供电控制系统及方法》

本发明适用于数字电视机顶盒领域,提供了一种供电控制系统及方法；

谢力华，《一种不间断电源智能化并机供电控制系统及方法》

本发明提供了一种不间断电源智能化并机供电控制系统及方法,用于实现UPS系统的供电控制,所述供电控制系统包括负载检测单元、唤醒控制单元、关闭控制单元

二.指纹和人脸识别模块

1.核心理念

指纹与人脸识别均属于生物特征识别，所谓生物特征识别(Biometric)s 技术,是指通过计算机利用人体所固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴定。生理特征是指对人体某部分进行直接测量所获得的数据,如指纹、人脸、虹膜、视网膜等。

生物特征识别系统本质

上是一个模式识别系统,它

根据人的生理或行为特征进

行辨识,从而判断其是否具

有合法身份行为特征是对个

人习惯性动作的度量,是对

人体特征的间接性测量,如

步态、击键习惯、签名等。

最常用的生物特征识别技术

包括指纹、人脸、声纹、虹

膜、视网膜、掌形、签名、

击键习惯、掌纹等。

（1）指纹识别技术：

指纹识别是要确定两枚指纹是否来自同一个手指。目前最常用的识别方法是用美国联邦调查局(FederalBueruaofInvestigation,FBI)提出的指纹细节点模型的细节匹配。它利用指纹脊线的端点和分叉点来鉴定指纹。通过将细节点表示为点模式,将自动指纹识别问题转化为特殊的点模式匹配问题。指纹图像的重要几何特征可分为两类:一类是用于指纹数据库分类的结构特征,即总体特征;另一类是表征指纹唯一性的局部特征,是由指纹脊线上的细节点的位置等特征来表示的。一般指纹识别算法最终都归结为在指纹图像上找到并比对这些指纹特征。自动指纹识别系统主要涉及四个功能:读取指纹图像、