Pametni sistem vlakov: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Zasnovan za povečanje varnosti, preprečevanje nesreč in povečanje pozitivnega in produktivnega odziva za pomoč v primeru nesreče.

1. korak: Deli in materiali

Zgornje slike so postavljene po vrstnem redu spodaj navedenega dela:

Seznam delov

1) Ena malina PI 3 - model B

2) Ena plošča

3) Kabli (od zgoraj navzdol) - eno napajanje, en ethernet, en adapter

4) En servo motor

5) Ena 3D natisnjena železniška vrata

6) Dve LED (po možnosti rdeča in zelena)

7) En gumb

8) Deset mostičnih žic

9) Štirje upori

10) Prenosni ali namizni računalnik z MATLAB -om

2. korak: Konfiguracija

Zgoraj so slike konfiguracije iz več zornih kotov:

Lokacije zatičev (mala črka, ki ji sledi številka vrstice) so navedene spodaj po vrstnem redu glede na trenutni tok.

Žice:

j19 do i47

j8 do b50

b5 na servo

c6 na servo

b7 na servo

a13 do j7

a17 do LED

LED na a37

e40 do j20

j53 do j18

j7 na LED

LED na j6

Gumb:

e54 do h51

Upori:

d40 do b37

c50 do d54

i51 do j47

3. korak: Koda in logika

Cilj našega vlakovnega sistema je povečati varnost in zmanjšati tveganje za smrtno nevarne nesreče na železniških prehodih. Da bi to dosegli, ima naš sistem opozorilni sistem za vlake za strojevodje, fizično oviro, ki je spuščena, da prepreči prehod avtomobilov po progi, in rezervni gumb za zasilni izhod, ki ga mora kondukter pritisniti, če sistem za zgodnje opozarjanje odpove.

Operacijski sistem GUI Conductor:

GUI, prikazan zgoraj, je bil ustvarjen za uporabo kondukterjev, ko vozijo z vlakom po območjih proge, ki imajo železniške prehode za avtomobilski promet.

V zgornjem desnem kotu je lučka, ki obvesti kondukterja, če so prihajajoča vrata za prehod čez železnico zaprta, in omogoča, da po potrebi odpre ali zapre vrata. Pod tem je prikazan vir s kamer, ki jih vlak prevozi. V spodnjem levem kotu je lokacija vlaka neprekinjeno narisana na grafu, pod grafikonom pa je navedeno število krogov, ki jih je vlak opravil v enem dnevu. Nad grafikonom položaja je gumb za nujne primere in izjava o stanju. To omogoča dirigentu, da signalizira v sili, če je na progi avto ali varnostna vrata ne delujejo pravilno.

Koda:

classdef micro <matlab.apps. AppBase % Lastnosti, ki ustrezajo komponentam aplikacije

lastnosti (Dostop = javni)

UIFslika matlab.ui. Slika

RailwaygatestatusLampLabel matlab.ui.control. Label

gateLamp matlab.ui.control. Lamp

OpenGateButton matlab.ui.control. Button

ZapriGateButton matlab.ui.control. Button

UIAxes matlab.ui.control. UIAxes

EmergencyButtonStatusLampLabel matlab.ui.control. Label

EmergencyButtonStatusLamp matlab.ui.control. Lamp

Pod nenormalnimi pogojiLabel matlab.ui.control. Label

UIAxes2 matlab.ui.control. UIAxes

EF230Group6Label matlab.ui.control. Label

IanAllishKellyBondIanDaffronLabel matlab.ui.control. Label

LoopsCompletedLabel matlab.ui.control. Label

Oznaka matlab.ui.control. Label

konec

lastnosti (Dostop = zasebno)

števec int16

konec

metode (dostop = javni)

funkcija timerCallback (aplikacija, src, dogodek)

app. Temp. Text = int2str (app.counter);

app.counter = app.counter + 1;

%pokliči vse spremenljivke, ki jih program potrebuje - - - - - - - - - - - - - -

globalni rpi

globalni s

globalno odprto

globalno blizu

globalna kamera

globalno m

globalni ems

globalni t_count

%------------------------- Odsek roke vlaka --------------------- ---------

če je odprto == 0

writePosition (s, 50)

app.gateLamp. Color = 'zelena';

konec

če je blizu == 0

writePosition (s, 120)

app.gateLamp. Color = 'rdeča';

konec

%---------------------- Zaznavanje gibanja prek kamere -----------------------

medtem ko je res

img = posnetek (kamera);

slika (img);

app. UIAxes (drawnow)

konec

%---------------------- Roka odprta/zaprta ----------------------- --------------

če je readDigitalPin (rpi, 20)> 1 %prebere pin 17 (gumb) in preveri signal

za i = 40:.5: 150 %dvigne most

writePosition (s, i)

konec

za i = 1:10 %zank utripa rdeča luč x število krat

writeDigitalPin (rpi, 13, 1)

premor (.5)

writeDigitalPin (rpi, 13, 0)

premor (.5)

konec

writePosition (s, 50)%odklopi vrata

konec

%-------------------- Podpora/spletna stran za mobilne telefone ------------------------ -

m. AccelerationSensorEnabled = 1

m.zapisovanje = 1

podatki = ničle (200, 1); %inicializirajte podatke za ploskev

slika (app. UIAxes2)

p = ploskev (podatki)

os ([xbounda, ybounds])

premor (1)

tic

medtem ko toc <30 %teče 30 sekund

[a, ~] = accellog (m);

če je dolžina (a)> 200

podatki = a (konec-199: konec, 3);

drugače

podatki (1: dolžina (a)) = a (:, 3);

konec

%risba ploskve

p. YData = podatki;

drawnow

konec

%------------------ Nenadna sprememba slikovnih pik ---------------------------- ------

x1 = img; % bere kamero s pi

rdeče_pomen = povprečje (povprečje (x1 (:,:, 1))); % bere povprečno količino rdečih pik

zeleno_pomen = povprečje (povprečje (x1 (:,:, 2))); % bere povprečno količino zelenih pik

modro_pomen = povprečje (povprečje (x1 (:,:, 3))); % bere povprečno količino modrih slikovnih pik

če je red_mean> 150 && green_mean> 150 && blue_mean> 150

t_count = t_count + 1;

konec

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str (t_count)

%------------------ EMS programiranje tipk ---------------------------- ---

configurePin (rpi, 12, 'DigitalOutput'); %nastavi LED pin, pin 16, kot izhod

configurePin (rpi, 16, 'DigitalInput'); %nastavi vhod za gumb, pin 24, kot vhod

buttonPressed = readDigitalPin (rpi, 16); % Prebere vrednost pritiska gumba na zatiču 16

če je pritisnjen gumb == 1

medtem ko je pritisnjen gumb == 1

writeDigitalPin (rpi, 12, 1)

buttonunPressed = writeDigitalPin (rpi, 12, 0); %

end % Konča zanko 'while buttonPressed == 1'

konec

writeDigitalPin (rpi, 16, 0) %Nastavi LED za izklop, ko gumba ne pritisnete več setpref ('Internet', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com'); setpref ('Internet', 'E_mail', '[email protected]'); % poštnega računa za pošiljanje iz setpref ('Internet', 'SMTP_Username', '[email protected]'); % uporabnikov pošiljateljev setpref ('Internet', 'SMTP_Password', 'efgroup6'); % Geslo pošiljatelja

rekviziti = java.lang. System.getProperties;

props.setProperty ('mail.smtp.auth', 'true'); props.setProperty ('mail.smtp.socketFactory.class', 'javax.net.ssl. SSLSocketFactory'); props.setProperty ('mail.smtp.socketFactory.port', '465');

sendmail ('[email protected]', 'Stanje v sili!', 'Dirigent je aktiviral stikalo za ročni preglas in zahteva takojšen odziv!')

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

konec

konec

%app. Label_4. Text = num2str (curr_temp);

metode (Access = zasebno)

% Koda, ki se izvede po ustvarjanju komponente

funkcija zagonFcn (aplikacija)

%---------- Vse spremenljivke, potrebne za to funkcijo --------------------

globalni rpi %arduino

rpi = raspi ('169.254.0.2', 'pi', 'malina');

globalni s %servo

s = servo (rpi, 17, 'MinPulseDuration', 5e-4, 'MaxPulseDuration', 2.5e-3);

globalno odprto

odprto = 1;

globalno zaprto

zaprto = 1;

globalna kamera

cam = kamera (rpi);

globalno m

m = mobiledev;

globalni ems

ems = 'Poročali so o izrednih razmerah in obvestili EMS';

globalni t_count

t_count = 0;

priključek na %geslu je EFGroup6

% Funkcija časovnika za zanko --------------------------------

app.counter = 0;

t = časovnik (…

'TimerFcn', @app.timerCallback,…

'StartDelay', 1,… 'Period', 1,…

'ExecutionMode', 'fixedSpacing', …

'TasksToExecute', inf);

start (t);

konec

% Funkcija povratnega klica

funkcija ManualOverrideSwitchValueChanged (aplikacija, dogodek)

konec

% Funkcija potiska gumba: OpenGateButton

funkcija OpenGateButtonPushed (aplikacija, dogodek)

globalno blizu

blizu = 0;

konec

% Funkcija potiska gumba: CloseGateButton

funkcija CloseGateButtonPushed (aplikacija, dogodek)

globalno odprto

odprto = 0;

konec

konec

% Inicializacija in izdelava aplikacije

metode (Access = zasebno)

% Ustvarite sliko UIF in komponente

funkcija createComponents (aplikacija)

% Ustvari UIFigure

app. UIFigure = uifigure;

app. UIFigure. Position = [100 100 640 480];

app. UIFigure. Name = 'Slika uporabniškega vmesnika';

% Ustvari RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure);

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'desno'; app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422 110 22]; app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'Stanje železniških vrat';

% Ustvari gateLamp

app.gateLamp = uilamp (app. UIFigure);

app.gateLamp. Position = [589 422 20 20];

app.gateLamp. Color = [0,9412 0,9412 0,9412];

% Ustvari OpenGateButton

app. OpenGateButton = uibutton (app. UIFigure, 'push');

app. OpenGateButton. ButtonPushedFcn = createCallbackFcn (aplikacija, @OpenGateButtonPushed, res); app. OpenGateButton. Position = [474 359 100 22];

app. OpenGateButton. Text = 'Odpri vrata';

% Ustvari CloseGateButton

app. CloseGateButton = uibutton (app. UIFigure, 'push');

app. CloseGateButton. ButtonPushedFcn = createCallbackFcn (aplikacija, @CloseGateButtonPushed, res); app. CloseGateButton. Position = [474 285 100 22];

app. CloseGateButton. Text = 'Zapri vrata';

% Ustvarite oksi UIA

app. UIAxes = uiaxes (app. UIFigure);

naslov (app. UIAxes, 'Vir kamere')

app. UIAxes. Position = [341 43 300 185];

% Ustvari oznako EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmergencyButtonStatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'desno'; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Position = [97 323 142 22]; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Text = 'Stanje gumba za klic v sili';

% Ustvarite svetilko EmergencyButtonStatusLamp

app. EmergencyButtonStatusLamp = uilamp (app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLamp. Position = [254 323 20 20];

% Ustvari oznako UndernormalconditionsLabel

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel (app. UIFigure);

app. UndernormalconditionsLabel. Position = [108 285 248 22];

app. UndernormalconditionsLabel. Text = 'Pod normalnimi pogoji';

% Ustvarite UIAxes2

app. UIAxes2 = uiaxes (app. UIFigure);

naslov (app. UIAxes2, 'Položaj vlaka')

xlabel (app. UIAxes2, 'X Position')

ylabel (app. UIAxes2, 'Y Position')

app. UIAxes2. Box = 'vklopljeno';

app. UIAxes2. XGrid = 'vklopljeno';

app. UIAxes2. YGrid = 'vklopljeno';

app. UIAxes2. Position = [18 43 300 185];

% Ustvarite oznako EF230Group6Label

app. EF230Group6Label = uilabel (app. UIFigure);

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'center';

app. EF230Group6Label. FontSize = 28;

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'krepko';

app. EF230Group6Label. Position = [-4 401 379 64];

app. EF230Group6Label. Text = 'EF 230 Group 6';

% Ustvari IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

app. IanAllishKellyBondIanDaffronLabel = uilabel (app. UIFigure); app. IanAllishKellyBondIanDaffronLabel. Position = [94 380 184 22]; app. IanAllishKellyBondIanDaffronLabel. Text = 'Ian Allish, Kelly Bond, Ian Daffron';

% Ustvari oznako LoopsCompletedLabel

app. LoopsCompletedLabel = uilabel (app. UIFigure);

app. LoopsCompletedLabel. Position = [18 10 103 22];

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'Zanke zaključene:';

% Ustvari oznako

app. Label = uilabel (app. UIFigure);

app. Label. Position = [120 10 178 22];

app. Label. Text = '####';

konec

konec

metode (dostop = javni)

% Konstruiraj aplikacijo

funkcija app = mikro

% Ustvarite in konfigurirajte komponente

createComponents (aplikacija)

% Registrirajte aplikacijo pri App Designerju

registerApp (app, app. UIFigure)

% Izvedite zagonsko funkcijo

runStartupFcn (aplikacija, @startupFcn)

če je nargout == 0

jasna aplikacija

konec

konec

% Koda, ki se izvede pred brisanjem aplikacije

izbriši (aplikacija)

% Delete UIFigure, ko je aplikacija izbrisana

izbriši (app. UIFigure)

konec

konec

konec

4. korak: Zadnji korak

Ko je koda napisana in je Raspberry Pi priključen, servo motor pritrdite na 3-D tiskana vrata železniške proge, kot je pritrjena na zgornji sliki.

Zdaj je projekt končan. PI maline priključite na železniško progo in opazujte nov sistem, ki ustvarja varnejše železniške prehode tako za strojevodje kot za kondukterje. Igrajte se s sistemom tako, da v interakciji z grafičnim vmesnikom sprožite varnostne sefe za preprečitev nesreč.

To je konec vadnice, uživajte v svojem novem sistemu pametnih vlakov!