摘 要本次风光互补地埋感应式自动监控系统设计是以现有风光互补系统、流体理论，和 Ansys CFD的仿真结果为设计依据及参考下完成的。
所设计系统实现了自主供能，自动 跟踪的设计要求。
在设计模拟过程中，对相对复杂流体分析和繁琐的计算流程通过运用 有限元分析软件 Ansys 的流体分析方法对风轮结构进行计算与处理。
合理的机械结构设计是自动监控系统性能的重要指标。
对所采用的机械结构进行了 设计与计算最终实现自主供能与自动监控的要求。
球型外壳能减少灰尘及各种干扰，日 常维护方便，可达到隐蔽监视的目的。
同时监控云台在水平方向可连续 360°无级变速 扫描，并设有视频分析自动跟踪功能。
关键词：风光互补，地埋感应，有限元分析ABSTRACTThe scenery complementary buried inductive automatic monitoring system design is based on the existing scenery complementary system, fluid theory, and the simulation result of Ansys CFD basis and reference for design is done. The design of independent system can, automatic tracking the design requirements. In the design process simulation, the relatively complex fluid analysis and complicated computing process by using finite element analysis software Ansys fluid analysis method to calculate the rotor structure and processing.Reasonable mechanical structure design of automatic monitoring system is an important index of the performance. On the mechanical structure design and calculation finally realize independent energy and automatic monitoring requirements. Spherical shell can reduce dust, and all kinds of interference, daily maintenance convenient, can achieve the purpose of covert surveillance. Monitor yuntai in a horizontal direction for the 360 CVT scanning, and is equipped with video analysis to be automatic tracking function.Key words: complementary scenery, the ground induction, finite element analysis目 录1 绪论 (1)1.1 监控系统概述 (1)1.2 地埋感应概述 (1)1.3 风光互补系统概述 (2)1.4 本次毕业设计的设计背景与应用意义 (2)2 系统总体方案 (4)2.1 方案要求 (4)2.2 总体设计原则 (4)2.3 方案设计思想 (5)2.4 方案设计目标 (5)2.5 系统各零部件工作方式 (6)3 风光互补供能系统设计 (8)3.1 供能系统设计要求 (8)3.2 风光互补功能系统的计算与分配 (8)3.3 风力发电机叶片的模拟仿真及其计算 (9)3.4 求解数学模型及参数 (14)3.5 风力叶片流场模拟 (15)4 自动监控系统机械结构设计 (25)4.1 概述 (25)4.2 设计方案确定 (26)4.3 云台总体设计方案 (26)4.4 机械结构部分设计 (28)4.5 X方向齿轮减速机构传动系统设计 (34)4.6 Z方向同步带系统设计 (39)4.7 轴的设计 (42)4.8 轴承的选用 (44)5 地埋感应方案及设计 (47)5.1 设计原则 (47)5.2 系统构成及实现功能 (47)5.3 型号选用及技术指标 (47)5.4 方案设计说明 (48)6 风光互补控制方案设计 (50)6.1 控制系统的功能与设计要求 (50)6.2 PLC的选型 (50)6.3 模拟量输入模块选择 (51)6.4 风光互补控制器选择 (51)6.5 传感器选择 (52)6.6 风光互补供电系统PLC控制结构 (53)7 结论 (56)参考文献 (57)致 谢 (58)1 绪论1.1 监控系统概述监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极 强的综合系统；是一个跨行业的综合性保安系统，运用了先进的传感技术、监控摄像技 术、通讯技术和计算机技术，组成一个多功能全方位监控的高智能化处理系统。
它可以 通过遥控摄像机及其辅助设备直接观看被监视场所的一切情况，可以把被监视场所的情 况一目了然，能给人最直接的视觉、听觉感受，和对被监控对象的可视性、实时性及客 观性的记录。
同时， 监控系统还可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行， 使其防范能力更加强大。
利用安全防范技术进行安全防范首先对犯罪分子有一种威慑作 用，使其不敢轻易作案；其次，一旦出现了入侵、盗窃等犯罪活动，安全防范系统能及 时发现、 及时报警， 网络视频监控系统能自动记录下犯罪现场以及犯罪分子的犯罪过程， 以便及时破案，节省了大量人力、物力。
因而已成为当前安全防范领域的主要手段，被 广泛推广应用。
监控系统能在人们无法直接观察的场合，却能实时、形象、真实地反映被监视控制 对象的画面，并已成为人们在现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具。
由于它具 有只需一人在控制中心操作就可观察许多区域，甚至远距离区域的独特功能，被认为是 保安工作之必须手段。
可完成普通磁带录像机的所有功能，可记录、播放、快进及按预 定时间自动录制有关信息。
数码录像省去了每日的录像带更换、存档等工作，节省人力， 图像质量不会因反复录像或保存时间过长而降低，且查询检索容易，录像时间长，是未 来图像存储的发展方向。
监视系统广泛应用于社会各个部分，是当今最为有效的安全设施之一。
特别是在银 行、通讯、电力等国家重点部门，监控网络已基本形成，对预防和制止犯罪，维护社会 稳定起到了巨大作用。
（在国家重点设施安全、政府机关的公共安全、行为监督方面； 医院的监护室，同时观察若干病人的病情；对一个商业中心各类银行中心职员及储存仓 库的监督和管理；用于交通中心，监测高速路、港口或地铁的交通流量以及用于学校， 保障学生体育运动的安全等） 。
在危险的环境中以及在光线昏暗的条件下，这种监视仍 可正常进行。
1.2 地埋感应概述地埋感应电缆通常又简称为泄漏感应电缆或泄露电缆。
泄露电缆是一种室外周界入侵探测系统，主要适用于监狱、 看守所、各种军事基 地、政府机关大院、高档别墅、油库、煤矿金矿、博物馆、核电站、变电站、文物保护、 机场和其他重要保密的场所等。
也可作为室内各种防护 报警使用。
系统中涉及到的核心装置是一种电缆地表浅埋式入侵探测器，不仅适用地表安装，也适用在墙体平行安装 方式，完全适用在野外地形较为复杂的地方等，是一种隐蔽式的入侵探测传感器。
地埋式感应电缆是在地表下敷设的两个泄漏电缆之间形成了一个看不见的柱形电 磁场防护区域，当人体和金属体在这个区域移动时，就引起了电磁场扰动而被探测器检 测到，产生报警信号。
对于非金属体或非人体，比如树枝等，由于对电磁场的干扰极弱， 虽然在该防护区域移动，却不能引起电磁场的扰动，因此不会报警。
通过对探测器灵敏 度的调整，可以将小动物，如小狗、小猫等在防护区域移动的干扰滤掉，达到有效防护 的目的。
地埋感应系统在本质上具有不受气候影响、免维护、周界形状任意、无盲区隐形布 防无碍观瞻等服务特性方面的优势， 在国际上约占全部周界入侵检测产品市场16%的占 有率。
地埋感应系统的主要部件是泄露电缆，泄漏电缆是一种有效的周界入侵传感器，属 于无线电漏泄场原理的应用范畴。
最早自 1960 年起，首先由英国学者提出无线电漏泄 场理论及其在煤矿井巷中的应用，法国学者丰富了它的理论内容，20 世纪 70 年代德国 将其推广到地铁通信。
继之，美国、瑞典、加拿大、日本等国将其应用领域进一步拓展 到铁路、矿山、隧道、机场、码头及某些军工场合。
1.3 风光互补系统概述风光互补，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将 交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将 蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。
是风力发电机 和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。
在我国，特别是机场和军事设施地带，风能和太阳能都是十分充足。
由于单独的风 力发电或者太阳能发电很难保证发电的连续性，因为太阳能发电只能在白天的一定时间 内发电，到了晚上就根本不能工作；风力发电虽然白天黑夜都能发电，但是天气是随时 变化的，在没有风的天气里也同样不能发电。
但是在无风的天气里多是晴朗的，在阴天 里多是有风的，根据这一点将风力发电和太阳能发电结合在一起，基本上保证了发电系 统能持续不断地发电。
由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补 了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。
同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节 是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。
1.4 本次毕业设计的设计背景与应用意义随着全社会安全防范意识的不断加强，安防监控项目正在进入到生活的各个方面无 疑为安防监控行业带来了巨大的发展机遇。
而在安防行业面临巨大潜力的同时，城市建 设的飞速发展也使得城市治安管理的日常安防压力越来越大。
目前，市面上监控系统多是视频自动监控系统，地埋式感应多用于单一报警系统且 不具备视频监控的功能。
视频自动监控对于复杂环境的监控可能产生误报、 漏报等问题， 而地埋式感应电缆报警系统由于原理所限又缺乏对入侵物体位置追踪，同时市面上的地 埋感应报警系统不具备采集视频信号的功能。