Inteligentny system pociągów: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Zaprojektowany z myślą o zwiększeniu bezpieczeństwa, zapobieganiu wypadkom oraz zwiększeniu pozytywnej i produktywnej reakcji na wypadek wystąpienia wypadków.

Krok 1: Części i materiały

Powyższe zdjęcia są umieszczone w kolejności z poniższej listy części:

Lista części

1) Jeden Raspberry PI 3 - Model B

2) Jedna deska do krojenia chleba

3) Kable (od góry do dołu) - jeden zasilacz, jeden Ethernet, jeden adapter

4) Jeden serwomotor

5) Jedna brama kolejowa z nadrukiem 3D

6) Dwie diody LED (najlepiej czerwona i zielona)

7) Jeden przycisk

8) Dziesięć przewodów połączeniowych

9) Cztery rezystory

10) Laptop lub komputer stacjonarny z MATLAB

Krok 2: Konfiguracja

Powyżej znajdują się zdjęcia konfiguracji pod różnymi kątami:

Lokalizacje pinów (mała litera, po której następuje numer wiersza) są wymienione poniżej w kolejności zgodnej z bieżącym przepływem.

Przewody:

j19 do i47

j8 do b50

b5 do Servo

c6 do Serwo

b7 do serwa

a13 do j7

a17 do LED

LED do a37

e40 do j20

j53 do j18

j7 do LED

LED do j6

Przycisk:

e54 do h51

Rezystory:

d40 do b37

c50 do d54

i51 do j47

Krok 3: Kod i logika

Celem naszego systemu kolejowego jest zwiększenie bezpieczeństwa i zmniejszenie ryzyka potencjalnie śmiertelnych wypadków na przejazdach kolejowych. Aby to osiągnąć, nasz system posiada system ostrzegania maszynistów o pociągu, fizyczną barierę, która jest opuszczana, aby zapobiec przejeżdżaniu samochodów przez tor, oraz awaryjny przycisk awaryjny, który konduktor może nacisnąć w przypadku awarii systemu wczesnego ostrzegania.

System operacyjny przewodnika GUI:

Graficzny interfejs użytkownika, pokazany powyżej, został stworzony do użytku konduktorów, którzy prowadzą pociąg przez obszary torów, na których znajdują się przejazdy kolejowe dla ruchu samochodowego.

W prawym górnym rogu znajduje się lampka, która powiadamia konduktora, jeśli zbliżający się przejazd kolejowy jest zamknięty i pozwala konduktorowi otworzyć lub zamknąć bramę w razie potrzeby. Poniżej pokazywany jest obraz z kamer, przez które przejeżdża pociąg. W lewym dolnym rogu, położenie pociągu jest w sposób ciągły wykreślane na wykresie, a pod wykresem podana jest liczba okrążeń, które pociąg przejechał w ciągu dnia. Nad wykresem pozycji znajduje się przycisk awaryjny i komunikat o stanie. Dzięki temu konduktor może zasygnalizować alarm, jeśli na torze znajduje się samochód lub bramka bezpieczeństwa nie działa prawidłowo.

Kod:

classdef micro < matlab.apps. AppBase % Właściwości odpowiadające komponentom aplikacji

właściwości (dostęp = publiczny)

UIFigure matlab.ui. Rysunek

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

Etykieta matlab.ui.control. Label

kończyć się

właściwości (dostęp = prywatny)

licznik int16

kończyć się

metody (dostęp = publiczny)

funkcja timerCallback(aplikacja, źródło, zdarzenie)

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

licznik aplikacji = licznik aplikacji + 1;

%call wszystkie zmienne, których potrzebuje program - - - - - - - - - - - - -

globalny rpi

globalne s

globalne otwarte

globalne zamknięcie

globalna kamera

globalny m

globalne ems

globalna liczba t_

%------------------------- Sekcja uzbrojenia pociągu --------------------- ---------

jeśli otwarte == 0

stanowisko(a) zapisu, 50

app.gateLamp. Color = 'zielony';

kończyć się

jeśli blisko == 0

pozycja(e, 120) zapisu

app.gateLamp. Color = 'czerwony';

kończyć się

%---------------------- Wykrywanie ruchu przez kamerę -----------------------

podczas gdy prawda

img = migawka(kamera);

obraz(obraz);

app. UIAxes(rysowane)

kończyć się

%---------------------- Uzbrojenie otwórz/zamknij ----------------------- --------------

jeśli readDigitalPin(rpi, 20)>1% odczytuje pin 17 (przycisk) i sprawdza sygnał

dla i=40:.5:150 %podnosi most

pozycja(i) zapisu

kończyć się

dla i= 1:10 % pętli miga na czerwono x ilość razy

writeDigitalPin(rpi, 13, 1)

pauza (.5)

writeDigitalPin(rpi, 13, 0)

pauza (.5)

kończyć się

writePosition(s, 50)% odłóż bramkę w dół

kończyć się

%-------------------- Obsługa telefonu komórkowego / działka ------------------------ --

m. AccelerationSensorEnabled=1

m.logowanie=1

dane=zera(200, 1); %zainicjuj dane dla wykresu kroczącego

figura (ok. UIAxes2)

p=wykres(dane)

oś([xbounda, ybounds])

pauza(1)

tik

podczas gdy toc <30 % biegnij przez 30 sekund

[a, ~]=aks.log(m);

jeśli długość(a) >200

data=a(koniec-199:koniec, 3);

w przeciwnym razie

dane(1:długość(a))=a(:, 3);

kończyć się

%przerysuj wykres

p. YData=dane;

narysowany

kończyć się

%------------------ Nagła zmiana pikseli ---------------------------- ------

x1=obraz; % odczytuje kamerę z pi

czerwona_średnia = średnia(średnia(x1(:,:, 1))); % odczytuje średnią ilość czerwonych pikseli

zielona_średnia = średnia(średnia(x1(:,:, 2))); % odczytuje średnią ilość zielonych pikseli

niebieska_średnia = średnia(średnia(x1(:,:, 3))); % odczytuje średnią ilość niebieskich pikseli

jeśli czerwona_średnia > 150 && zielona_średnia > 150 && niebieska_średnia > 150

liczba_t = liczba_t + 1;

kończyć się

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str(t_count)

%------------------ Programowanie przycisku EMS ---------------------------- ---

configurePin(rpi, 12, 'DigitalOutput'); % ustawia pin led, pin 16, jako wyjście

configurePin(rpi, 16, 'DigitalInput'); % ustawia pin przycisku, pin 24, jako wejście

buttonPressed = readDigitalPin(rpi, 16); % Odczytuje wartość naciśnięcia przycisku na pinie 16

jeśli przyciskNaciśnięty == 1

podczas gdy przyciskNaciśnięty == 1

writeDigitalPin(rpi, 12, 1)

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

end % Kończy ‘gdy naciśnięty przycisk==1’ pętla

kończyć się

writeDigitalPin(rpi, 16, 0) %Wyłącza diodę led, gdy przycisk nie jest już wciskany setpref('Internet', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com'); setpref('Internet', 'E_mail', '[email protected]'); % konto pocztowe do wysłania z setpref('Internet', 'SMTP_Username', '[email protected]'); % senders username setpref('Internet', 'SMTP_Password', 'efgroup6'); % Hasło nadawców

rekwizyty = java.lang. System.getProperties;

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

sendmail('[email protected]', 'Stan awaryjny!', 'Konduktor aktywował przełącznik ręcznego sterowania, żądając natychmiastowej odpowiedzi!')

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

kończyć się

kończyć się

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

metody (dostęp = prywatny)

% kodu, który jest wykonywany po utworzeniu komponentu

uruchamianie funkcjiFcn(aplikacja)

%----------Wszystkie zmienne potrzebne do tej funkcji--------------------

globalne rpi %arduino

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

globalne serwo %

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

globalne otwarte

otwarte = 1;

globalne zamknięte

zamknięte = 1;

globalna kamera

kamera = kamera(rpi);

globalny m

m=mobiledev;

globalne ems

ems = 'Zgłoszono sytuację awaryjną, powiadamiając pogotowie ratunkowe';

globalna liczba t_

liczba_t = 0;

złącze na %hasło to EFGroup6

% Funkcja timera dla pętli --------------------------------

licznik aplikacji = 0;

t = zegar(…

„TimerFcn”, @app.timerCallback, …

„Opóźnienie startu”, 1, … „Okres”, 1, …

„ExecutionMode”, „fixedSpacing”, …

„Zadania do wykonania”, inf);

początek(t);

kończyć się

% Funkcja oddzwaniania

funkcja ManualOverrideSwitchValueChanged(aplikacja, zdarzenie)

kończyć się

% Funkcja naciśnięcia przycisku: OpenGateButton

funkcja OpenGateButtonPush (aplikacja, wydarzenie)

globalne zamknięcie

zamknij = 0;

kończyć się

% Funkcja naciśnięcia przycisku: CloseGateButton

funkcja CloseGateButtonPush (aplikacja, zdarzenie)

globalne otwarte

otwarte = 0;

kończyć się

kończyć się

% Inicjalizacja i budowa aplikacji

metody (dostęp = prywatny)

% Utwórz UIFigure i komponenty

funkcja createComponents(aplikacja)

% Utwórz UIFigure

app. UIFigure = uifigure;

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

app. UIFigure. Name = 'Rysunek interfejsu użytkownika';

% Utwórz RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel(app. UIFigure);

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'prawo'; app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422 110 22]; app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'Stan bramy kolejowej';

% Utwórz bramęLampę

app.gateLamp = uilamp(app. UIFigure);

app.brama. Pozycja.lampy = [589 422 20 20];

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

% Utwórz przycisk OpenGate

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

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

app. OpenGateButton. Text = 'Otwórz bramę';

% Utwórz przycisk CloseGate

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

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

app. CloseGateButton. Text = 'Zamknij bramę';

% Utwórz osie UIA

app. UIAxes = uiaxes(app. UIFigure);

title(app. UIAxes, 'Kamera z kamery')

ok. UIAosie. Pozycja = [341 43 300 185];

% Utwórz EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmergencyButtonStatusLampLabel = uilabel(app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'prawo'; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Position = [97 323 142 22]; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Text = 'Stan przycisku alarmowego';

% Utwórz EmergencyButtonStatusLamp

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

% Utwórz etykietę warunków nienormalnych

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel(app. UIFigure);

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

app. UndernormalconditionsLabel. Text = 'W normalnych warunkach';

% Utwórz osie UIA2

app. UIAxes2 = uiaxes(app. UIFigure);

title(app. UIAxes2, 'Pozycja pociągu')

xlabel(app. UIAxes2, 'Pozycja X')

ylabel(app. UIAxes2, 'Pozycja Y')

app. UIAxes2. Box = 'włączone';

app. UIAxes2. XGrid = 'włączone';

app. UIAxes2. YGrid = 'włączone';

ok. Osie UIA2. Pozycja = [18 43 300 185];

% Utwórz etykietę grupy EF230

app. EF230Group6Label = uilabel(app. UIFigure);

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'środek';

app. EF230Group6Label. FontSize = 28;

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'pogrubiony';

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

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

% Utwórz IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

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

% Utwórz pętleUkończona etykieta

app. LoopsCompletedLabel = uilabel(app. UIFigure);

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

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'Pętle ukończone:';

% Utwórz etykietę

app. Label = uilabel(app. UIFigure);

ok. Etykieta. Pozycja = [120 10 178 22];

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

kończyć się

kończyć się

metody (dostęp = publiczny)

% Konstruuj aplikację

aplikacja funkcji = mikro

% Twórz i konfiguruj komponenty

tworzenie komponentów (aplikacja)

% Zarejestruj aplikację w Projektancie Aplikacji

registerApp (aplikacja, aplikacja. UIFigure)

% Wykonaj funkcję uruchamiania

runStartupFcn(aplikacja, @startupFcn)

jeśli nargout == 0

wyczyść aplikację

kończyć się

kończyć się

% Kod, który jest wykonywany przed usunięciem aplikacji

usuń(aplikacja)

% Usuń UIFigure po usunięciu aplikacji

usuń (app. UIFigure)

kończyć się

kończyć się

kończyć się

Krok 4: Ostatni krok

Po napisaniu kodu i podłączeniu Raspberry Pi podłącz serwomotor do wydrukowanej w 3D bramki toru kolejowego, tak jak jest ona przymocowana na powyższym obrazku.

Teraz projekt jest zakończony. Podłącz Raspberry PI do torów kolejowych i obserwuj nowy system, który tworzy bezpieczniejsze przejazdy kolejowe zarówno dla kierowców samochodów, jak i konduktorów. Baw się z systemem poprzez interakcję z GUI, aby uruchomić sejfy na wypadek awarii ustawione w celu zapobiegania wypadkom.

To koniec samouczka, ciesz się nowym systemem Smart Train!