Интелигентна влакова система: 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Проектиран да повиши безопасността, да предотврати инциденти и да увеличи положителния и продуктивен отговор, за да помогне в случай на инциденти.

Стъпка 1: Части и материали

Снимките по -горе са подредени в реда на списъка с части по -долу:

Списък с части

1) Една малинова PI 3 - Модел B

2) Една платка

3) Кабели (отгоре до долу) - едно захранване, един Ethernet, един адаптер

4) Един серво мотор

5) Една 3D печатна железопътна порта

6) Два светодиода (за предпочитане червен и зелен)

7) Бутон с едно натискане

8) Десет джъмперни проводника

9) Четири резистора

10) Лаптоп или настолен компютър с MATLAB

Стъпка 2: Конфигурация

По -горе са снимки на конфигурирането от множество ъгли:

Местоположенията на щифтове (малки букви, последвани от номер на ред) са изброени по -долу, подредени според текущия поток.

Проводници:

j19 до i47

j8 до b50

b5 към Servo

c6 към Servo

b7 към серво

a13 до j7

a17 към LED

LED към a37

e40 до j20

j53 до j18

j7 към LED

LED към j6

Бутон:

e54 до h51

Резистори:

d40 до b37

c50 до d54

i51 до j47

Стъпка 3: Код и логика

Целта на нашата влакова система е да повиши безопасността и да намали риска от потенциално смъртоносни инциденти на железопътни прелези. За да постигнем това, нашата система има система за предупреждение на влаковете за машинисти, физическа бариера, която е спусната, за да попречи на автомобилите да пресичат пистата, и резервен авариен бутон, който кондукторът да натисне, ако системата за ранно предупреждение се повреди.

Операционна система GUI Conductor:

Графичният потребителски интерфейс, показан по -горе, е създаден за използване на кондуктора, докато те управляват влака през участъци от коловоза, които имат железопътни прелези за движение на автомобили.

В горния десен ъгъл има светлина, която уведомява проводника, ако предстоящата порта за пресичане на железопътния транспорт е затворена и позволява на проводника да отвори или затвори портата, ако е необходимо. Под него е показана емисията от камери, които влакът преминава. В долния ляв ъгъл местоположението на влака е постоянно нанесено на графика, а под графиката е посочен броят обиколки, които влакът е изминал за един ден. Над графиката на позицията има бутон за спешни случаи и изявление за състоянието. Това позволява на проводника да сигнализира за аварийна ситуация, ако на пистата има кола или предпазната врата не работи правилно.

Код:

classdef micro <matlab.apps. AppBase % Свойства, които съответстват на компонентите на приложението

свойства (Достъп = обществен)

UIFigure matlab.ui. Figure

RailwaygatestatusLampLabel matlab.ui.control. Label

gateLamp matlab.ui.control. Lamp

OpenGateButton matlab.ui.control. Button

CloseGateButton matlab.ui.control. Button

UIAxes matlab.ui.control. UIAxes

EmergencyButtonStatusLampLabel matlab.ui.control. Label

EmergencyButtonStatusLamp matlab.ui.control. Lamp

UndernormalconditionsLabel matlab.ui.control. Label

UIAxes2 matlab.ui.control. UIAxes

EF230Group6Label matlab.ui.control. Label

IanAllishKellyBondIanDaffronLabel matlab.ui.control. Label

LoopsCompletedLabel matlab.ui.control. Label

Етикет matlab.ui.control. Label

край

свойства (Достъп = частен)

брояч int16

край

методи (Access = public)

функция timerCallback (приложение, src, събитие)

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

app.counter = app.counter + 1;

%извикайте всички променливи, от които се нуждае програмата - - - - - - - - - - - - - -

глобален rpi

глобални s

глобално отворено

глобално затваряне

глобална камера

глобален m

глобални ems

глобален t_count

%------------------------- Секция на влака --------------------- ---------

ако е отворено == 0

writePosition (s, 50)

app.gateLamp. Color = 'зелен';

край

ако е близо == 0

writePosition (s, 120)

app.gateLamp. Color = 'червен';

край

%---------------------- Откриване на движение чрез камера -----------------------

докато е вярно

img = моментна снимка (камера);

изображение (img);

app. UIAxes (drawnow)

край

%---------------------- Ръка отворена/затворена ----------------------- --------------

ако readDigitalPin (rpi, 20)> 1 %чете щифт 17 (бутон) и проверява за сигнал

за i = 40:.5: 150 %повдига мост

writePosition (s, i)

край

за i = 1:10 %контури мигаща червена светлина x количество пъти

writeDigitalPin (rpi, 13, 1)

пауза (.5)

writeDigitalPin (rpi, 13, 0)

пауза (.5)

край

writePosition (s, 50)%постави портата надолу

край

%-------------------- Поддръжка/график за мобилни телефони ------------------------ -

m. AccelerationSensorEnabled = 1

m.logging = 1

данни = нули (200, 1); %инициализира данни за подвижен график

фигура (приложение UIAxes2)

p = график (данни)

ос ([xbounda, ybounds])

пауза (1)

тик

докато toc <30 %работи за 30 секунди

[a, ~] = ускорение (m);

ако дължина (а)> 200

данни = a (край-199: край, 3);

иначе

данни (1: дължина (a)) = a (:, 3);

край

%пренареждане на парцел

p. YData = данни;

теглене

край

%------------------ Внезапна промяна на пиксела ---------------------------- ------

x1 = img; % чете камерата от пи

red_mean = средно (средно (x1 (:,:, 1))); % отчита средното количество червени пиксели

green_mean = средно (средно (x1 (:,:, 2))); % отчита средното количество зелени пиксели

синьо_средно = средно (средно (x1 (:,:, 3))); % отчита средното количество сини пиксели

ако red_mean> 150 && green_mean> 150 && blue_mean> 150

t_count = t_count + 1;

край

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str (t_count)

%------------------ Бутон EMS програмиране ---------------------------- ---

configurePin (rpi, 12, 'DigitalOutput'); %задава LED извода, извод 16, като изход

configurePin (rpi, 16, 'DigitalInput'); %задава щифта на бутона, щифт 24, като вход

buttonPressed = readDigitalPin (rpi, 16); % Прочита стойността на натискане на бутона на щифт 16

ако бутон натиснат == 1

while buttonPressed == 1

writeDigitalPin (rpi, 12, 1)

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

end % Завършва цикъла ‘while buttonPressed == 1’

край

writeDigitalPin (rpi, 16, 0) %Задава изключване на светодиода, когато бутонът вече не се натиска setpref ('Интернет', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com'); setpref ('Интернет', 'E_mail', '[email protected]'); % имейл акаунт за изпращане от setpref ('Internet', 'SMTP_Username', '[email protected]'); % потребители на подателите setpref ('Интернет', 'SMTP_Password', 'efgroup6'); % Парола на подателя

реквизит = java.lang. System.getProperties;

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

sendmail ('[email protected]', 'Авариен статус!', 'Кондукторът е активирал превключвателя за ръчно пренасочване, изискващ незабавен отговор!')

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

край

край

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

методи (Access = private)

% Код, който се изпълнява след създаване на компонент

функция стартиранеFcn (приложение)

%---------- Всички променливи, необходими за тази функция --------------------

глобален rpi %arduino

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

глобално s %серво

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

глобално отворено

отворен = 1;

глобално затворено

затворен = 1;

глобална камера

cam = cameraboard (rpi);

глобален m

m = mobiledev;

глобални ems

ems = 'Съобщена е аварийна ситуация, уведомяване на EMS';

глобален t_count

t_count = 0;

конектор на %password е EFGroup6

% Функция на таймера за цикъл --------------------------------

app.counter = 0;

t = таймер (…

„TimerFcn“, @app.timerCallback,…

„StartDelay“, 1,… „Period“, 1,…

„ExecutionMode“, „fixedSpacing“,…

'TasksToExecute', inf);

start (t);

край

% Функция за обратно повикване

функция ManualOverrideSwitchValueChanged (приложение, събитие)

край

% Бутон натисната функция: OpenGateButton

функция OpenGateButtonPushed (приложение, събитие)

глобално затваряне

затвори = 0;

край

% Бутон натисната функция: CloseGateButton

функция CloseGateButtonPushed (приложение, събитие)

глобално отворено

отворен = 0;

край

край

% Инициализиране и изграждане на приложение

методи (Access = private)

% Създайте UIFigure и компоненти

функция createComponents (приложение)

% Създаване на UIFigure

app. UIFigure = uifigure;

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

app. UIFigure. Name = 'Фигура на потребителския интерфейс';

% Създайте RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure);

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'надясно'; app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422 110 22]; app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'Състояние на железопътната порта';

% Създаване на gateLamp

app.gateLamp = uilamp (app. UIFigure);

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

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

% Създайте OpenGateButton

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

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

app. OpenGateButton. Text = 'Open Gate';

% Създаване на CloseGateButton

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

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

app. CloseGateButton. Text = 'Затвори вратата';

% Създаване на UIAx

app. UIAxes = uiaxes (app. UIFigure);

заглавие (app. UIAxes, 'Camera Feed')

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

% Създайте EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmergencyButtonStatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'надясно'; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Position = [97 323 142 22]; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Text = 'Състояние на аварийния бутон';

% Създайте EmergencyButtonStatusLamp

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

% Създаване на етикет UndernormalconditionsLabel

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. UndernormalconditionsLabel. Text = 'При нормални условия';

% Създайте UIAxes2

app. UIAxes2 = uiaxes (app. UIFigure);

заглавие (приложение UIAxes2, „Позиция на влака“)

xlabel (app. UIAxes2, 'X Position')

ylabel (app. UIAxes2, 'Y позиция')

app. UIAxes2. Box = 'включено';

app. UIAxes2. XGrid = 'включено';

app. UIAxes2. YGrid = 'включен';

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

% Създайте етикет EF230Group6Label

app. EF230Group6Label = uilabel (app. UIFigure);

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'center';

app. EF230Group6Label. FontSize = 28;

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'удебелен';

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

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

% Създайте IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

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

% Създаване на LoopsCompletedLabel

app. LoopsCompletedLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'Цикли завършени:';

% Създаване на етикет

app. Label = uilabel (app. UIFigure);

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

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

край

край

методи (Access = public)

% Изграждане на приложение

функция app = микро

% Създаване и конфигуриране на компоненти

createComponents (приложение)

% Регистрирайте приложението с App Designer

registerApp (приложение, приложение. UIFigure)

% Изпълнете стартовата функция

runStartupFcn (приложение, @startupFcn)

ако nargout == 0

ясно приложение

край

край

% Код, който се изпълнява преди изтриване на приложение

изтриване (приложение)

% Изтриване на UIFigure, когато приложението се изтрие

изтриване (app. UIFigure)

край

край

край

Стъпка 4: Последна стъпка

След като кодът е написан и Raspberry Pi е свързан, свържете сервомотора към 3-D отпечатаната железопътна врата, както е прикрепена на горната снимка.

Сега проектът е завършен. Свържете малиновия PI към железопътната линия и наблюдавайте новата система, създаваща по -безопасни железопътни прелези както за машинисти, така и за кондуктори. Играйте със системата, като взаимодействате с графичния потребителски интерфейс, за да задействате аварийни сейфове, определени за предотвратяване на инциденти.

Това е краят на урока, насладете се на новата си система Smart Train!