Sistem de tren inteligent: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Conceput pentru a crește siguranța, pentru a preveni accidentele și pentru a crește răspunsul pozitiv și productiv pentru a ajuta în caz de accidente.

Pasul 1: Piese și materiale

Imaginile de mai sus sunt plasate în ordinea listei de piese de mai jos:

Lista de componente

1) One Raspberry PI 3 - Model B.

2) O singură pană

3) Cabluri (de sus în jos) - o alimentare, un Ethernet, un adaptor

4) Un servomotor

5) O poartă feroviară tipărită 3D

6) Două LED-uri (de preferință roșu și verde)

7) Un singur buton

8) Zece fire jumper

9) Patru rezistențe

10) Laptop sau desktop cu MATLAB

Pasul 2: Configurare

Mai sus sunt imagini ale configurării din unghiuri multiple:

Locațiile de fixare (litere mici, urmate de un număr de rând) sunt enumerate mai jos, în ordine, după fluxul curent.

Fire:

j19 la i47

j8 la b50

b5 către Servo

c6 către Servo

b7 la servo

a13 la j7

a17 la LED

LED la a37

e40 la j20

j53 la j18

j7 la LED

LED la j6

Buton:

e54 la h51

Rezistențe:

d40 la b37

c50 la d54

i51 la j47

Pasul 3: Cod și logică

Obiectivul sistemului nostru de tren este de a crește siguranța și de a reduce riscul de accidente potențial mortale la trecerile de cale ferată. Pentru a realiza acest lucru, sistemul nostru are un sistem de avertizare a trenului pentru șoferi, o barieră fizică care este coborâtă pentru a împiedica trecerea mașinilor pe cale și un buton de urgență de rezervă pentru ca conductorul să apese dacă sistemul de avertizare timpurie eșuează.

Sistem de operare al conductorului GUI:

Interfața grafică, arătată mai sus, a fost creată pentru utilizarea conductorului în timp ce conduc trenul prin zone de cale care au treceri feroviare cu trafic auto.

În colțul din dreapta sus, există o lumină care anunță conductorul dacă o poartă de trecere a căii ferate viitoare este închisă și permite conductorului să deschidă sau să închidă poarta, dacă este necesar. Sub aceasta, este afișat fluxul de la camerele pe care trece trenul. În colțul din stânga jos, locația trenului este reprezentată continuu pe un grafic și sub grafic, este indicat numărul de ture efectuate de tren într-o zi. Deasupra graficului de poziție, există un buton de urgență și o declarație de stare. Acest lucru permite conductorului să semnalizeze o situație de urgență dacă există o mașină pe cale sau poarta de siguranță nu funcționează corect.

Cod:

classdef micro <matlab.apps. AppBase% Proprietăți care corespund componentelor aplicației

proprietăți (Acces = public)

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

SubnormalconditionsLabel matlab.ui.control. Label

UIAxes2 matlab.ui.control. UIAxes

EF230Group6Label matlab.ui.control. Label

IanAllishKellyBondIanDaffronLabel matlab.ui.control. Label

LoopsCompletedLabel matlab.ui.control. Label

Etichetă matlab.ui.control. Label

Sfârșit

proprietăți (Acces = privat)

contor int16

Sfârșit

metode (Acces = public)

function timer Callback (app, src, eveniment)

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

app.counter = app.counter + 1;

% apelează toate variabilele de care are nevoie programul - - - - - - - - - - - - -

rpi global

global s

global deschis

închidere globală

cam global

global m

ems global

global t_count

% ------------------------- Secțiunea brațului trenului --------------------- ---------

dacă este deschis == 0

writePosition (s, 50)

app.gateLamp. Color = 'verde';

Sfârșit

dacă este aproape == 0

writePosition (s, 120)

app.gateLamp. Color = 'roșu';

Sfârșit

% ---------------------- Detectarea mișcării prin cameră -----------------------

în timp ce este adevărat

img = instantaneu (cam);

imagine (img);

app. UIAxes (desen)

Sfârșit

% ---------------------- Braț deschis / închis ----------------------- --------------

dacă readDigitalPin (rpi, 20)> 1% citește pinul 17 (buton) și verifică semnalul

pentru i = 40:.5: 150% ridică podul

writePosition (s, i)

Sfârșit

pentru i = 1:10% bucle intermitente cu lumină roșie x de câte ori

writeDigitalPin (rpi, 13, 1)

pauză (.5)

writeDigitalPin (rpi, 13, 0)

pauză (.5)

Sfârșit

writePosition (s, 50)% pune poarta jos

Sfârșit

% -------------------- Suport / complot telefon mobil ------------------------ -

m. AccelerationSensorEnabled = 1

m.logging = 1

date = zerouri (200, 1); % inițializați datele pentru parcela rulantă

figura (app. UIAxes2)

p = complot (date)

ax ([xbounda, ybounds])

pauză (1)

tic

în timp ce toc <30% rulează 30 de secunde

[a, ~] = accellog (m);

dacă lungimea (a)> 200

date = a (sfârșitul anului 199: sfârșitul, 3);

altceva

date (1: lungime (a)) = a (:, 3);

Sfârșit

% redesenați complotul

p. YData = date;

drawow

Sfârșit

% ------------------ Schimbare bruscă a pixelilor ---------------------------- ------

x1 = img; % citește camera de pe pi

red_mean = medie (medie (x1 (:,:, 1)))); % citește cantitatea medie de pixeli roșii

green_mean = medie (medie (x1 (:,:, 2))); % citește cantitatea medie de pixeli verzi

blue_mean = medie (medie (x1 (:,:, 3))); % citește cantitatea medie de pixeli albaștri

dacă red_mean> 150 && green_mean> 150 && blue_mean> 150

t_count = t_count + 1;

Sfârșit

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str (t_count)

% ------------------ Programare EMS buton ---------------------------- ---

configurePin (rpi, 12, „DigitalOutput”); % setează pinul led, pinul 16, ca ieșire

configurePin (rpi, 16, 'DigitalInput'); % setează pinul butonului, pinul 24, ca intrare

buttonPressed = readDigitalPin (rpi, 16); % Citește valoarea apăsării butonului la pinul 16

dacă butonul este apăsat == 1

buton buton Apăsat == 1

writeDigitalPin (rpi, 12, 1)

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

sfârșit% Se încheie bucla ‘while buttonPressed == 1’

Sfârșit

writeDigitalPin (rpi, 16, 0)% Setează ledul la off când butonul nu mai este apăsat setpref ('Internet', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com'); setpref ('Internet', 'E_mail', '[email protected]'); % cont de e-mail de trimis de la setpref ('Internet', 'SMTP_Username', '[email protected]'); % expeditor nume utilizator setpref ('Internet', 'SMTP_Password', 'efgroup6'); Parola% expeditori

props = 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] ',' Stare de urgență! ',' Conductorul a activat comutatorul de suprascriere manual, solicitând un răspuns imediat! ')

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

Sfârșit

Sfârșit

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

metode (Acces = privat)

% Cod care se execută după crearea componentei

funcție startupFcn (aplicație)

% ---------- Toate variabilele necesare pentru această funcție --------------------

global rpi% arduino

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

global s% servo

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

global deschis

deschis = 1;

global închis

închis = 1;

cam global

cam = cameraboard (rpi);

global m

m = mobiledev;

ems global

ems = 'A fost raportată o urgență, notificând EMS';

global t_count

t_count = 0;

conectorul de pe% parola este EFGroup6

Funcție% Timer pentru buclă --------------------------------

app.counter = 0;

t = cronometru (…

„TimerFcn”, @ app.timerCallback, …

'StartDelay', 1, … 'Perioada', 1, …

„ExecutionMode”, „fixedSpacing”, …

„TasksToExecute”, inf);

start (t);

Sfârșit

% Funcție de apel invers

funcție ManualOverrideSwitchValueChanged (aplicație, eveniment)

Sfârșit

% Funcție apăsată pe buton: OpenGateButton

funcția OpenGateButtonPush (aplicație, eveniment)

închidere globală

aproape = 0;

Sfârșit

% Funcție apăsată pe buton: CloseGateButton

funcție CloseGateButtonPush (aplicație, eveniment)

global deschis

deschis = 0;

Sfârșit

Sfârșit

% Inițializarea și construcția aplicațiilor

metode (Acces = privat)

% Creați UIFigure și componente

funcția createComponents (aplicație)

% Creați UIFigure

app. UIFigure = uifigure;

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

app. UIFigure. Name = 'Figura UI';

% Creați RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure);

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'dreapta'; app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422 110 22]; app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'Starea porții feroviare';

% Creați gateLamp

app.gateLamp = uilamp (app. UIFigure);

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

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

% Creați OpenGateButton

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

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

app. OpenGateButton. Text = 'Poarta Deschisă';

% Creați CloseGateButton

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

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

app. CloseGateButton. Text = 'Închide poarta';

% Creați UIAxes

app. UIAxes = uiaxes (app. UIFigure);

title (app. UIAxes, „Feed Camera”)

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

% Creați EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmergencyButtonStatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'dreapta'; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Position = [97 323 142 22]; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Text = 'Starea butonului de urgență';

% Creați EmergencyButtonStatusLamp

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

% Creați etichetă Undernormalconditions

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. UndernormalconditionsLabel. Text = 'În condiții normale';

% Creați UIAxes2

app. UIAxes2 = uiaxes (app. UIFigure);

title (app. UIAxes2, „Poziția trenului”)

xlabel (app. UIAxes2, „Poziția X”)

ylabel (app. UIAxes2, „Poziția Y”)

app. UIAxes2. Box = 'on';

app. UIAxes2. XGrid = „activat”;

app. UIAxes2. YGrid = „activat”;

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

% Creați eticheta EF230Group6

app. EF230Group6Label = uilabel (app. UIFigure);

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'centru';

app. EF230Group6Label. FontSize = 28;

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'bold';

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

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

% Creați IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

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

% Creați LoopsCompletedLabel

app. LoopsCompletedLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'Bucle finalizate:';

% Creați etichetă

app. Label = uilabel (app. UIFigure);

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

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

Sfârșit

Sfârșit

metode (Acces = public)

% Construiți aplicația

function app = micro

% Creați și configurați componente

createComponents (aplicație)

% Înregistrați aplicația cu App Designer

registerApp (app, app. UIFigure)

% Executați funcția de pornire

runStartupFcn (aplicație, @startupFcn)

dacă nargout == 0

aplicație clară

Sfârșit

Sfârșit

% Cod care se execută înainte de ștergerea aplicației

șterge (aplicație)

% Ștergeți UIFigurați când aplicația este ștearsă

șterge (app. UIFigure)

Sfârșit

Sfârșit

Sfârșit

Pasul 4: Pasul final

Odată ce codul a fost scris și Raspberry Pi a fost conectat, atașați servomotorul la poarta de cale ferată tipărită 3-D așa cum este atașat în imaginea de mai sus.

Acum, proiectul este finalizat. Conectați zmeura PI la calea ferată și observați noul sistem creând treceri de cale ferată mai sigure atât pentru șoferii de mașini, cât și pentru conductori. Jucați-vă cu sistemul interacționând cu interfața grafică pentru a declanșa seifuri de eșec stabilite pentru a preveni accidentele.

Acesta este sfârșitul tutorialului, bucurați-vă de noul dvs. sistem de tren inteligent!