Pametni sustav vlakova: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Dizajnirano za povećanje sigurnosti, sprječavanje nesreća i povećanje pozitivnog i produktivnog odgovora za pomoć ako se nezgode ipak dogode.

Korak 1: Dijelovi i materijali

Gornje slike su poredane prema donjem popisu dijelova:

Popis dijelova

1) Jedna malina PI 3 - model B

2) Jedan Breadboard

3) Kabeli (od vrha do dna) - jedno napajanje, jedan Ethernet, jedan adapter

4) Jedan servo motor

5) Jedna 3D ispisana željeznička vrata

6) Dvije LED diode (po mogućnosti crvena i zelena)

7) Jedan gumb

8) Deset kratkospojnih žica

9) Četiri otpornika

10) Prijenosno ili stolno računalo s MATLAB -om

Korak 2: Konfiguracija

Gore su slike konfiguracije iz više kutova:

Mjesta pribadača (malo slovo nakon kojih slijedi broj retka) dolje su navedena redoslijedom prema trenutnom toku.

Žice:

j19 do i47

j8 do b50

b5 na Servo

c6 na Servo

b7 na servo

a13 do j7

a17 na LED

LED na a37

e40 do j20

j53 do j18

j7 na LED

LED na j6

Dugme:

e54 do h51

Otpornici:

d40 do b37

c50 do d54

i51 do j47

Korak 3: Kod i logika

Cilj našeg sustava vlakova je povećati sigurnost i smanjiti rizik od potencijalno smrtonosnih nesreća na željezničkim prijelazima. Kako bi se to postiglo, naš sustav ima sustav upozorenja vlakova za strojovođe, fizičku barijeru koja se spušta kako bi spriječila prijelaz automobila preko kolosijeka i rezervni gumb za hitne slučajeve koji kondukter može pritisnuti u slučaju kvara sustava ranog upozoravanja.

Operacijski sustav vodiča GUI:

GUI, prikazan gore, stvoren je za uporabu konduktera dok voze vlak kroz područja pruge koja imaju željezničke prijelaze za automobilski promet.

U gornjem desnom kutu nalazi se svjetlo koje obavještava konduktera ako su predstojeća vrata prelaska željezničke pruge zatvorena i omogućuje kondukteru da otvori ili zatvori vrata ako je potrebno. Ispod toga prikazan je feed s kamera koje vlak prolazi. U donjem lijevom kutu lokacija vlaka kontinuirano se iscrtava na grafikonu, a ispod grafikona navodi se broj krugova koje je vlak prošao u jednom danu. Iznad grafikona položaja nalazi se gumb za hitne slučajeve i izjava o statusu. To omogućuje kondukteru da signalizira hitan slučaj ako se na stazi nalazi automobil ili sigurnosna vrata ne rade ispravno.

Kodirati:

classdef micro <matlab.apps. AppBase % Svojstva koja odgovaraju komponentama aplikacije

svojstva (Pristup = javno)

UIFslika matlab.ui. Slika

RailwaygatestatusLampLabel matlab.ui.control. Label

gateLamp matlab.ui.control. Lamp

OpenGateButton matlab.ui.control. Button

ZatvoriGateButton 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

Oznaka matlab.ui.control. Label

kraj

svojstva (Pristup = privatno)

brojač int16

kraj

metode (Pristup = javni)

funkcija timerCallback (aplikacija, src, događaj)

app. Temp. Text = int2str (brojač aplikacija);

app.counter = app.counter + 1;

%poziva sve varijable koje su potrebne programu - - - - - - - - - - - - - -

globalni rpi

globalni s

globalno otvoren

globalno zatvaranje

globalna kamera

globalno m

globalni ems

globalni t_count

%------------------------- Ruka vlaka --------------------- ---------

ako je otvoreno == 0

writePosition (s, 50)

app.gateLamp. Color = 'zelena';

kraj

ako je blizu == 0

writePosition (s, 120)

app.gateLamp. Color = 'crvena';

kraj

%---------------------- Detekcija pokreta putem kamere -----------------------

dok je istina

img = snimak (kamera);

slika (img);

app. UIAxes (crtanje)

kraj

%---------------------- Ruka otvoren/zatvoren ----------------------- --------------

ako je readDigitalPin (rpi, 20)> 1 %očitava pin 17 (gumb) i provjerava signal

za i = 40:.5: 150 %podiže most

writePosition (s, i)

kraj

za i = 1:10 %petlje koje trepere crveno svjetlo x koliko puta

writeDigitalPin (rpi, 13, 1)

stanka (0,5)

writeDigitalPin (rpi, 13, 0)

stanka (0,5)

kraj

writePosition (s, 50)%spusti vrata

kraj

%-------------------- Podrška za mobilne telefone/zemljište ------------------------ -

m. AccelerationSensorEnabled = 1

m.zapisivanje = 1

podaci = nule (200, 1); %incijalizirati podatke za pokretnu plohu

lik (app. UIAxes2)

p = nacrt (podaci)

os ([xbounda, ybounds])

stanka (1)

tic

dok toc <30 %radi 30 sekundi

[a, ~] = accellog (m);

ako je duljina (a)> 200

podaci = a (kraj-199: kraj, 3);

drugo

podaci (1: duljina (a)) = a (:, 3);

kraj

%iscrtavanje crteža

p. YData = podaci;

izvlačenje

kraj

%------------------ Nagla promjena piksela ---------------------------- ------

x1 = img; % čita kameru s pi

crveno_sredstvo = srednja vrijednost (srednja vrijednost (x1 (:,:, 1))); % čita srednju količinu crvenih piksela

zeleno_sredstvo = srednja vrijednost (srednja vrijednost (x1 (:,:, 2))); % čita srednju količinu zelenih piksela

plavo_sredstvo = srednja vrijednost (srednja vrijednost (x1 (:,:, 3))); % čita srednju količinu plavih piksela

ako crveno_smjer> 150 && zeleno_sredstvo> 150 && plavo_sredje> 150

t_broj = t_broj + 1;

kraj

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str (t_count)

%------------------ EMS programiranje tipki ---------------------------- ---

configurePin (rpi, 12, 'DigitalOutput'); %postavlja LED pin, pin 16, kao izlaz

configurePin (rpi, 16, 'Digitalni ulaz'); %postavlja pin tipke, pin 24, kao ulaz

buttonPressed = readDigitalPin (rpi, 16); % Čita vrijednost pritiska tipke na pinu 16

ako je gumb pritisnut == 1

dok je gumb pritisnut == 1

writeDigitalPin (rpi, 12, 1)

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

end % Završava petlju 'while buttonPressed == 1'

kraj

writeDigitalPin (rpi, 16, 0) %Postavlja LED za isključivanje kada se gumb više ne pritisne setpref ('Internet', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com'); setpref ('Internet', 'E_mail', '[email protected]'); % e -mail računa za slanje s setpref ('Internet', 'SMTP_Username', '[email protected]'); % korisničko ime pošiljatelja setpref ('Internet', 'SMTP_Password', 'efgroup6'); % Lozinka pošiljatelja

rekviziti = java.lang. System.getProperties;

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

sendmail ('[email protected]', 'Hitni status!', 'Kondukter je aktivirao prekidač za ručno poništavanje, zahtijevajući hitan odgovor!')

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

kraj

kraj

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

metode (Pristup = privatno)

% Kôd koji se izvršava nakon stvaranja komponente

funkcija startupFcn (aplikacija)

%---------- Sve varijable potrebne za ovu funkciju --------------------

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 otvoren

otvoren = 1;

globalno zatvoreno

zatvoreno = 1;

globalna kamera

cam = kamera (rpi);

globalno m

m = mobiledev;

globalni ems

ems = 'Prijavljen je hitan slučaj, obaviješten je EMS';

globalni t_count

t_broj = 0;

konektor na %lozinki je EFGroup6

% Timer funkcija za petlju --------------------------------

app.counter = 0;

t = mjerač vremena (…

'TimerFcn', @app.timerCallback,…

"StartDelay", 1,… "Razdoblje", 1,…

'ExecutionMode', 'fixedSpacing',…

'TasksToExecute', inf);

start (t);

kraj

% Funkcija povratnog poziva

funkcija ManualOverrideSwitchValueChanged (aplikacija, događaj)

kraj

% Gumb pritisnuta funkcija: OpenGateButton

funkcija OpenGateButtonPushed (aplikacija, događaj)

globalno zatvaranje

zatvori = 0;

kraj

% Gumb pritisnuta funkcija: CloseGateButton

funkcija CloseGateButtonPushed (aplikacija, događaj)

globalno otvoren

otvoreno = 0;

kraj

kraj

% Inicijalizacija i izrada aplikacije

metode (Pristup = privatno)

% Stvorite UIFigure i komponente

funkcija createComponents (aplikacija)

% Stvorite UIFigure

app. UIFigure = uifigure;

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

app. UIFigure. Name = 'Slika korisničkog sučelja';

% Stvorite RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure);

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'desno'; app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422 110 22]; app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'Status željezničkih vrata';

% Stvorite gateLamp

app.gateLamp = uilamp (app. UIFigure);

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

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

% Stvorite OpenGateButton

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

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

app. OpenGateButton. Text = 'Otvori vrata';

% Stvori CloseGateButton

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

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

app. CloseGateButton. Text = 'Zatvori vrata';

% Stvorite UIAxe

app. UIAxes = uiaxes (app. UIFigure);

naslov (app. UIAxes, 'Feed kamere')

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

% Stvorite EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmergencyButtonStatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'desno'; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Position = [97 323 142 22]; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Text = 'Status tipke za hitne slučajeve';

% Stvorite EmergencyButtonStatusLamp

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

% Kreirajte oznaku UndernormalconditionsLabel

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. UndernormalconditionsLabel. Text = 'U normalnim uvjetima';

% Stvorite UIAxes2

app. UIAxes2 = uiaxes (app. UIFigure);

naslov (app. UIAxes2, 'Položaj vlaka')

xlabel (app. UIAxes2, 'X položaj')

ylabel (app. UIAxes2, 'Y položaj')

app. UIAxes2. Box = 'uključeno';

app. UIAxes2. XGrid = 'uključeno';

app. UIAxes2. YGrid = 'uključeno';

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

% Stvorite EF230Group6Label

app. EF230Group6Label = uilabel (app. UIFigure);

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'centar';

app. EF230Group6Label. FontSize = 28;

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'podebljano';

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

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

% Stvorite IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

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

% Stvori LoopsCompletedLabel

app. LoopsCompletedLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'Petlje dovršene:';

% Stvori oznaku

app. Label = uilabel (app. UIFigure);

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

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

kraj

kraj

metode (Pristup = javni)

% Konstruiraj aplikaciju

funkcija app = mikro

% Stvaranje i konfiguriranje komponenti

createComponents (aplikacija)

% Registrirajte aplikaciju s App Designerom

registerApp (app, app. UIFigure)

% Izvršite funkciju pokretanja

runStartupFcn (aplikacija, @startupFcn)

ako je nargout == 0

jasna aplikacija

kraj

kraj

% Kôd koji se izvršava prije brisanja aplikacije

brisanje (aplikacija)

% Izbriši UIFigure kad se aplikacija izbriše

brisanje (app. UIFigure)

kraj

kraj

kraj

Korak 4: Završni korak

Nakon što je kod napisan i Raspberry Pi ožičen, priključite servo motor na 3-D tiskana vrata željezničke pruge kako je pričvršćeno na gornjoj slici.

Sada je projekt dovršen. Spojite PI maline na željezničku prugu i promatrajte novi sustav koji stvara sigurnije željezničke prijelaze za vozače automobila i konduktere. Igrajte se sa sustavom interakcijom s grafičkim korisničkim sučeljem kako biste pokrenuli sigurnosne sefove postavljene na mjesto radi sprječavanja nesreća.

To je kraj vodiča, uživajte u svom novom sustavu pametnih vlakova!