מערכת רכבת חכמה: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

נועד להגביר את הבטיחות, למנוע תאונות ולהגביר את התגובה החיובית והפרודוקטיבית לעזרה במקרה של תאונות.

שלב 1: חלקים וחומרים

התמונות למעלה ממוקמות לפי סדר רשימת החלקים להלן:

רשימת חלקים

1) פטל PI 3 אחד - דגם ב '

2) לוח לחם אחד

3) כבלים (מלמעלה למטה) - כוח אחד, אתרנט אחד, מתאם אחד

4) מנוע סרוו אחד

5) שער רכבת אחד המודפס בתלת -ממד

6) שתי נוריות LED (רצוי אדום וירוק)

7) כפתור לחיצה אחת

8) עשרה חוטי מגשר

9) ארבעה נגדים

10) מחשב נייד או שולחן עבודה עם MATLAB

שלב 2: תצורה

למעלה תמונות של התצורה מזוויות מרובות:

מיקומי פינים (אות קטנה ואחריו מספר שורה) מפורטים להלן לפי הסדר הנוכחי.

חוטים:

j19 עד i47

j8 עד b50

b5 לסרוו

c6 לסרוו

b7 לסרוו

a13 עד j7

a17 עד LED

LED עד a37

e40 עד j20

j53 עד j18

j7 ל- LED

LED עד j6

לַחְצָן:

e54 עד h51

נגדים:

d40 עד b37

c50 עד d54

i51 עד j47

שלב 3: קוד והיגיון

מטרת מערכת הרכבות שלנו היא להגביר את הבטיחות ולהוריד את הסיכון לתאונות שעלולות להיות קטלניות במעברי רכבת. על מנת להשיג זאת, למערכת שלנו יש מערכת התראה על רכבות לנהגים, מחסום פיזי שמווריד כדי למנוע מכוניות לחצות את המסילה, ולחצן חירום לגיבוי של המנצח אם מערכת ההתראה המוקדמת נכשלת.

מערכת הפעלה מנצח GUI:

ה- GUI, המוצג לעיל, נוצר לשימוש המנצח כשהם נוסעים ברכבת באזורי מסילה שיש בהם מעברי רכבת.

בפינה הימנית העליונה, יש אור המודיע למוליך אם שער חציית מסילת רכבת הקרוב סגור ומאפשר למוליך לפתוח או לסגור את השער במידת הצורך. מתחת לזה מוצג ההזנה ממצלמות שהרכבת עוברת. בפינה השמאלית התחתונה מיקום הרכבת משרטט ברציפות על הגרף ומתחת לגרף מצוין מספר ההקפות שהרכבת סיימה ביום. מעל גרף המיקום, יש לחצן חירום והצהרת מצב. זה מאפשר למוליך לאותת למקרה חירום אם יש מכונית על המסלול או שער הבטיחות אינו פועל כראוי.

קוד:

classdef micro <matlab.apps. AppBase % מאפיינים התואמים לרכיבי אפליקציות

נכסים (גישה = ציבורית)

UIFigure matlab.ui. Figure

RailwaygatestatusLampLabel matlab.ui.control. Label

gateLamp matlab.ui.control. Lamp

כפתור OpenGateButton matlab.ui.control. Button

כפתור CloseGateButton matlab.ui.control. Button

UIAxes matlab.ui.control. UIAxes

EmergencyButtonStatusLampLabel matlab.ui.control. Label

EmergencyButtonStatus מנורת matlab.ui.control. Lamp

תנאים לא נורמליים תווית matlab.ui.control. Label

UIAxes2 matlab.ui.control. UIAxes

EF230Group6Label matlab.ui.control. Label

IanAllishKellyBondIanDaffronLabel matlab.ui.control. Label

LoopsCompletedLabel matlab.ui.control. Label

תווית matlab.ui.control. Label

סוֹף

נכסים (גישה = פרטית)

נגד int16

סוֹף

שיטות (גישה = ציבורית)

טיימר פונקציה Callback (אפליקציה, src, אירוע)

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

app.counter = app.counter + 1;

%קוראים לכל המשתנים שהתוכנית צריכה - - - - - - - - - - - - -

rpi גלובלי

s עולמי

גלובלי פתוח

סגירה עולמית

מצלמה עולמית

גלובלי מ

ems העולמי

t_count גלובלי

%------------------------- קטע זרוע הרכבת --------------------- ---------

אם פתוח == 0

writePosition (ים, 50)

app.gateLamp. Color = 'ירוק';

סוֹף

אם קרוב == 0

writePosition (ים, 120)

app.gateLamp. Color = 'אדום';

סוֹף

%---------------------- זיהוי תנועה באמצעות מצלמה -----------------------

בעוד שזה נכון

img = תמונת מצב (מצלמה);

תמונה (img);

app. UIAxes (צייר)

סוֹף

%---------------------- זרוע פתוחה/סגורה ----------------------- --------------

אם readDigitalPin (rpi, 20)> 1 %קורא את סיכה 17 (כפתור) ובודק אם יש אות

עבור i = 40:.5: 150 %מעלה גשר

writePosition (ים, i)

סוֹף

עבור i = 1:10 %לולאות מהבהבות אור אדום x כמות פעמים

writeDigitalPin (rpi, 13, 1)

השהה (.5)

writeDigitalPin (rpi, 13, 0)

השהה (.5)

סוֹף

writePosition (ים, 50)%הניחו את השער

סוֹף

%-------------------- תמיכה/מגרש טלפונים ניידים ------------------------ -

m. AccelerationSensorEnabled = 1

m.logging = 1

נתונים = אפסים (200, 1); %לאתחל נתונים עבור חלקה מתגלגלת

איור (app. UIAxes2)

p = עלילה (נתונים)

ציר ([xbounda, ybounds])

הפסקה (1)

עֲוִית

בעוד טוק <30 %פועל למשך 30 שניות

[a, ~] = accellog (m);

אם אורך (א)> 200

data = a (סוף -199: סוף, 3);

אַחֵר

data (1: אורך (א)) = a (:, 3);

סוֹף

%צייר מחדש את העלילה

p. YData = נתונים;

ציור

סוֹף

%------------------ שינוי פיקסל פתאומי ---------------------------- ------

x1 = img; % קורא את המצלמה מה- pi

red_mean = ממוצע (ממוצע (x1 (:,:, 1))); % קורא את הכמות הממוצעת של הפיקסלים האדומים

green_mean = ממוצע (ממוצע (x1 (:,:, 2))); % קורא את הכמות הממוצעת של פיקסלים ירוקים

blue_mean = ממוצע (ממוצע (x1 (:,:, 3))); % קורא את הכמות הממוצעת של הפיקסלים הכחולים

אם red_mean> 150 && green_mean> 150 && blue_mean> 150

t_count = t_count + 1;

סוֹף

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str (t_count)

%------------------ כפתור תכנות EMS ---------------------------- ---

configurePin (rpi, 12, 'DigitalOutput'); %מגדיר את סיכת ה- LED, סיכה 16, כפלט

configurePin (rpi, 16, 'DigitalInput'); %מגדיר את סיכת הכפתורים, סיכה 24, כקלט

buttonPressed = readDigitalPin (rpi, 16); % קורא את ערך לחיצת הכפתור בסיכה 16

אם buttonPressed == 1

while buttonPressed == 1

writeDigitalPin (rpi, 12, 1)

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

סוף % מסתיים בלולאת 'while buttonPressed == 1'

סוֹף

writeDigitalPin (rpi, 16, 0) %מגדיר את כיבוי ה- LED כאשר הכפתור כבר לא נלחץ setpref ('אינטרנט', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com'); setpref ('אינטרנט', 'דואר אלקטרוני', '[email protected]'); % חשבון דואר לשלוח מ setpref ('אינטרנט', 'SMTP_Username', '[email protected]'); % שולחים שם משתמש setpref ('אינטרנט', 'SMTP_Password', 'efgroup6'); % סיסמת שולחים

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]', 'Status Emergency!'

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

סוֹף

סוֹף

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

שיטות (גישה = פרטית)

קוד % המבצע לאחר יצירת רכיב

הפעלה של פונקציה Fcn (אפליקציה)

%---------- כל המשתנים הדרושים לפונקציה זו --------------------

rpi גלובלי %arduino

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

סרוו עולמי s %

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

גלובלי פתוח

פתוח = 1;

עולמי סגור

סגור = 1;

מצלמה עולמית

cam = cameraboard (rpi);

גלובלי מ

m = mobiledev;

ems העולמי

ems = 'דווח על מקרה חירום המודיע ל- EMS';

t_count גלובלי

t_count = 0;

המחבר על %הסיסמה הוא EFGroup6

פונקציית טיימר % ללולאה --------------------------------

app.counter = 0;

t = טיימר (…

'TimerFcn', @app.timerCallback, …

'StartDelay', 1, … 'Period', 1,…

'ExecutionMode', 'fixedSpacing', …

'TasksToExecute', inf);

התחלה (t);

סוֹף

% פונקציית החזרה

פונקציה ManualOverrideSwitchValueChanged (אפליקציה, אירוע)

סוֹף

הפונקציה % Button Push: OpenGateButton

פונקציה OpenGateButtonPushed (אפליקציה, אירוע)

סגירה עולמית

סגור = 0;

סוֹף

הפונקציה % Button Push: CloseGateButton

פונקציה CloseGateButtonPushed (אפליקציה, אירוע)

גלובלי פתוח

פתוח = 0;

סוֹף

סוֹף

% אתחול ובנייה של אפליקציות

שיטות (גישה = פרטית)

צור צור UIFigure ורכיבים

function createComponents (אפליקציה)

צור צור UIFigure

app. UIFigure = uifigure;

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

app. UIFigure. Name = 'איור ממשק משתמש';

% צור RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure);

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'right'; app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422 110 22]; app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'מצב שער רכבת';

% צור gateLamp

app.gateLamp = uilamp (app. UIFigure);

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

app.gateLamp. Color = [0.9412 0.9412 0.9412];

צור צור OpenGateButton

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

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

app. OpenGateButton. Text = 'שער פתוח';

צור צור CloseGateButton

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

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

app. CloseGateButton. Text = 'סגור שער';

צור צור UIAxes

app. UIAxes = uiaxes (app. UIFigure);

title (app. UIAxes, 'Feed Camera')

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

% צור EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmergencyButtonStatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'right'; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Position = [97 323 142 22]; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Text = 'מצב לחצן חירום';

% צור EmergencyButtonStatusLamp

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

% צור UndernormalconditionsLabel

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. UndernormalconditionsLabel. Text = 'בתנאים רגילים';

צור צור UIAxes2

app. UIAxes2 = uiaxes (app. UIFigure);

title (app. UIAxes2, 'מיקום הרכבת')

xlabel (app. UIAxes2, 'X Position')

ylabel (app. UIAxes2, 'עמדה Y')

app. UIAxes2. Box = 'מופעל';

app. UIAxes2. XGrid = 'מופעל';

app. UIAxes2. YGrid = 'מופעל';

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

% צור EF230Group6Label

app. EF230Group6Label = uilabel (app. UIFigure);

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'מרכז';

app. EF230Group6Label. FontSize = 28;

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'bold';

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

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

% צור IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

app. IanAllishKellyBondIanDaffronLabel = uilabel (app. UIFigure); app. IanAllishKellyBondIanDaffronLabel. Position = [94 380 184 22]; app. IanAllishKellyBondIanDaffronLabel. Text = 'איאן אליש, קלי בונד, איאן דפרון';

% צור LoopsCompletedLabel

app. LoopsCompletedLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'לולאות הושלמו:';

% צור תווית

app. Label = uilabel (app. UIFigure);

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

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

סוֹף

סוֹף

שיטות (גישה = ציבורית)

בנה אפליקציה

פונקציית אפליקציה = מיקרו

% צור והגדר רכיבים

createComponents (אפליקציה)

רשום את האפליקציה אצל מעצב האפליקציות

registerApp (app, app. UIFigure)

בצע את פונקציית ההפעלה

runStartupFcn (אפליקציה, @startupFcn)

אם nargout == 0

אפליקציה ברורה

סוֹף

סוֹף

קוד % שמבוצע לפני מחיקת האפליקציה

מחק (אפליקציה)

מחק את UIF איור כאשר האפליקציה נמחקת

מחק (app. UIFigure)

סוֹף

סוֹף

סוֹף

שלב 4: שלב אחרון

לאחר כתיבת הקוד וחיבור ה- Raspberry Pi, חבר את מנוע הסרוו לשער פסי הרכבת המודפס בתלת-ממד כפי שהוא מצורף בתמונה למעלה.

כעת, הפרויקט הושלם. חבר את ה- PI פטל למסילת הרכבת והתבונן במערכת החדשה היוצרת מעברי רכבת בטוחים יותר לנהגי מכוניות ולמוליכים כאחד. שחקו עם המערכת על ידי אינטראקציה עם GUI כדי להפעיל כספות שנכשלו במקום למניעת תאונות.

זהו סוף ההדרכה, תהנה ממערכת הרכבת החכמה החדשה שלך!