Smart Train System: 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Designet for å øke sikkerheten, forhindre ulykker og øke positiv og produktiv respons for å hjelpe hvis det skjer ulykker.

Trinn 1: Deler og materialer

Bildene ovenfor er plassert i rekkefølgen på delelisten nedenfor:

Deleliste

1) En bringebær PI 3 - modell B

2) Ett brødbrett

3) Kabler (fra topp til bunn) - En strøm, ett Ethernet, en adapter

4) En servomotor

5) En 3D -trykt jernbaneport

6) To lysdioder (helst rødt og grønt)

7) En trykknapp

8) Ti hoppetråder

9) Fire motstander

10) Laptop eller stasjonær datamaskin med MATLAB

Trinn 2: Konfigurasjon

Over er bilder av konfigurasjonen fra flere vinkler:

Pinnesteder (liten bokstav etterfulgt av et radnummer) er oppført nedenfor i rekkefølge etter gjeldende flyt.

Ledninger:

j19 til i47

j8 til b50

b5 til Servo

c6 til Servo

b7 til servo

a13 til j7

a17 til LED

LED til a37

e40 til j20

j53 til j18

j7 til LED

LED til j6

Knapp:

e54 til h51

Motstander:

d40 til b37

c50 til d54

i51 til j47

Trinn 3: Kode og logikk

Vårt togsystem har som mål å øke sikkerheten og redusere risikoen for potensielt dødelige ulykker ved jernbaneoverganger. For å oppnå dette har systemet vårt et togvarslingssystem for sjåfører, en fysisk barriere som senkes for å forhindre at biler krysser sporet, og en nød -nødknapp som konduktøren kan trykke på hvis varslingssystemet mislykkes.

GUI Conductor Operating System:

GUI, vist ovenfor, ble opprettet for bruk av konduktøren mens de kjører toget gjennom sporområder som har biltrafikk.

I øvre høyre hjørne er det et lys som varsler konduktøren hvis en kommende jernbaneovergangsport er stengt og lar konduktøren åpne eller lukke porten om nødvendig. Under det vises feedet fra kameraer toget passerer. I nedre venstre hjørne er togets plassering kontinuerlig plottet på en graf, og under grafen angis antall runder toget hadde fullført på en dag. Over posisjonsgrafen er det en nødknapp og statuserklæring. Dette gjør at konduktøren kan signalisere for en nødssituasjon hvis det er en bil på banen eller sikkerhetsporten ikke fungerer som den skal.

Kode:

classdef micro <matlab.apps. AppBase % Egenskaper som tilsvarer appkomponenter

eiendommer (Access = public)

UIFigure matlab.ui. Figur

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

EmergencyButtonStatusLampe matlab.ui.kontroll.lampe

Unormale forhold Etikett matlab.ui.control. Label

UIAxes2 matlab.ui.control. UIAxes

EF230Group6Label matlab.ui.control. Label

IanAllishKellyBondIanDaffronLabel matlab.ui.control. Label

LoopsCompletedLabel matlab.ui.control. Label

Etikett matlab.ui.control. Label

slutt

eiendommer (Tilgang = privat)

teller int16

slutt

metoder (Access = public)

funksjonstimerCallback (app, src, hendelse)

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

app.counter = app.counter + 1;

%kaller alle variablene programmet trenger - - - - - - - - - - - - - -

global rpi

globale s

global åpen

global nærhet

globalt kamera

global m

globale ems

global t_count

%------------------------- Train Arm Section --------------------- ---------

hvis den er åpen == 0

writePosition (s, 50)

app.gateLamp. Color = 'grønn';

slutt

hvis lukk == 0

writePosition (s, 120)

app.gateLamp. Color = 'rød';

slutt

%---------------------- Bevegelsesdeteksjon via kamera -----------------------

mens det er sant

img = øyeblikksbilde (kamera);

bilde (img);

app. UIAxes (tegnet)

slutt

%---------------------- Arm åpen/lukk ----------------------- --------------

hvis readDigitalPin (rpi, 20)> 1 %leser pin 17 (knapp) og ser etter signal

for i = 40:.5: 150 %hever bro

writePosition (s, i)

slutt

for i = 1:10 %sløyfer som blinker rødt lys x ganger

writeDigitalPin (rpi, 13, 1)

pause (.5)

writeDigitalPin (rpi, 13, 0)

pause (.5)

slutt

writePosition (s, 50)%legger ned porten

slutt

%-------------------- Mobiltelefonstøtte/tomt ------------------------ -

m. AccelerationSensorEnabled = 1

m.logging = 1

data = nuller (200, 1); %initialisere data for rullende tomt

figur (app. UIAxes2)

p = plot (data)

akse ([xbounda, ybounds])

pause (1)

tic

mens toc <30 %kjører i 30 sekunder

[a, ~] = accellog (m);

hvis lengde (a)> 200

data = a (ende-199: slutt, 3);

ellers

data (1: lengde (a)) = a (:, 3);

slutt

%tegne tegningen på nytt

p. YData = data;

tegnet

slutt

%------------------ Plutselig pixelendring ---------------------------- ------

x1 = img; % leser kameraet av pi

red_mean = gjennomsnitt (gjennomsnitt (x1 (:,:, 1))); % leser gjennomsnittlig mengde røde piksler

green_mean = gjennomsnitt (gjennomsnitt (x1 (:,:, 2))); % leser gjennomsnittlig mengde grønne piksler

blue_mean = gjennomsnitt (gjennomsnitt (x1 (:,:, 3))); % leser gjennomsnittlig mengde blå piksler

hvis red_mean> 150 && green_mean> 150 && blue_mean> 150

t_count = t_count + 1;

slutt

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str (t_count)

%------------------ Knapp EMS programmering ---------------------------- ---

configurePin (rpi, 12, 'DigitalOutput'); %angir LED -pinnen, pin 16, som en utgang

configurePin (rpi, 16, 'DigitalInput'); %angir knappestiften, pin 24, som en inngang

buttonPressed = readDigitalPin (rpi, 16); % Leser knappens trykkverdi på pinne 16

if buttonPressed == 1

mens buttonPressed == 1

writeDigitalPin (rpi, 12, 1)

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

ende % Avslutter sløyfen ‘while buttonPressed == 1’

slutt

writeDigitalPin (rpi, 16, 0) %Stiller LED til av når knappen ikke lenger trykkes setpref ('Internett', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com'); setpref ('Internett', 'E_mail', '[email protected]'); % e -postkonto som skal sendes fra setpref ('Internett', 'SMTP_Username', '[email protected]'); % avsendere brukernavn setpref ('Internett', 'SMTP_Password', 'efgroup6'); % Avsenderpassord

rekvisitter = 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]', 'Emergency Status!', 'Dirigenten har aktivert den manuelle overstyringsbryteren og ber om umiddelbar reaksjon!')

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

slutt

slutt

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

metoder (tilgang = privat)

% Kode som kjøres etter komponentopprettelse

funksjon oppstartFcn (app)

%---------- Alle variabler som trengs for denne funksjonen --------------------

global rpi %arduino

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

global s %servo

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

global åpen

åpen = 1;

global stengt

lukket = 1;

globalt kamera

cam = kamerabord (rpi);

global m

m = mobiledev;

globale ems

ems = 'Det er rapportert om en nødssituasjon som varsler EMS';

global t_count

t_count = 0;

kobling på %passord er EFGroup6

% Timerfunksjon for sløyfe --------------------------------

app.counter = 0;

t = timer (…

'TimerFcn', @app.timerCallback, …

'StartDelay', 1, … 'Period', 1, …

'ExecutionMode', 'fixedSpacing', …

'TasksToExecute', inf);

start (t);

slutt

% Tilbakeringingsfunksjon

funksjon ManualOverrideSwitchValueChanged (app, hendelse)

slutt

% Button push -funksjon: OpenGateButton

funksjon OpenGateButtonPushed (app, hendelse)

global nærhet

lukk = 0;

slutt

% Button pushed function: CloseGateButton

funksjon CloseGateButtonPushed (app, hendelse)

global åpen

åpen = 0;

slutt

slutt

% Initialisering og konstruksjon av apper

metoder (tilgang = privat)

% Lag UIFigure og komponenter

function createComponents (app)

% Lag UIFigure

app. UIFigure = uifigure;

app. UIFigure. Position = [100100640 480];

app. UIFigure. Name = 'UI -figur';

% Lag RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure);

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'høyre'; app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422 110 22]; app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'Jernbanestatus';

% Lag gateLamp

app.gateLamp = uilamp (app. UIFigure);

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

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

% Opprett OpenGateButton

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

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

app. OpenGateButton. Text = 'Åpne port';

% Lag CloseGateButton

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

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

app. CloseGateButton. Text = 'Lukk port';

% Opprett UIAxes

app. UIAxes = uiaxes (app. UIFigure);

tittel (app. UIAxes, 'Kamerafeed')

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

% Lag EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmergencyButtonStatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'høyre'; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Position = [97 323 142 22]; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Text = 'Nødknappstatus';

% Lag EmergencyButtonStatusLamp

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

% Lag UndernormalconditionsLabel

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. UndernormalconditionsLabel. Text = 'Under normale forhold';

% Opprett UIAxes2

app. UIAxes2 = uiaxes (app. UIFigure);

tittel (app. UIAxes2, 'Togets posisjon')

xlabel (app. UIAxes2, 'X Position')

ylabel (app. UIAxes2, 'Y -posisjon')

app. UIAxes2. Box = 'på';

app. UIAxes2. XGrid = 'på';

app. UIAxes2. YGrid = 'på';

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

% Opprett EF230Group6Label

app. EF230Group6Label = uilabel (app. UIFigure);

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'center';

app. EF230Group6Label. FontSize = 28;

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'fet';

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

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

% Opprett IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

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

% Lag LoopsCompletedLabel

app. LoopsCompletedLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'Sløyfer fullført:';

% Lag etikett

app. Label = uilabel (app. UIFigure);

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

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

slutt

slutt

metoder (Access = public)

% Konstruer app

funksjon app = mikro

% Opprett og konfigurer komponenter

createComponents (app)

% Registrer appen med App Designer

registerApp (app, app. UIFigure)

% Utfør oppstartsfunksjonen

runStartupFcn (app, @startupFcn)

hvis nargout == 0

klar app

slutt

slutt

% Kode som kjøres før app sletting

slett (app)

Slett UIFigure når appen er slettet

slett (app. UIFigure)

slutt

slutt

slutt

Trinn 4: Siste trinn

Når koden er skrevet og Raspberry Pi er koblet til, fest servomotoren til den tredimensjonerte jernbanesporporten slik den er festet på bildet ovenfor.

Nå er prosjektet ferdig. Koble bringebær PI til togsporet og observer det nye systemet som skaper tryggere jernbaneoverganger for både bilførere og konduktører. Spill med systemet ved å samhandle med GUI for å utløse feilsikringer som er satt på plass for å forhindre ulykker.

Det er slutten på opplæringen, nyt ditt nye Smart Train System!