Sistem Keretapi Pintar: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Direka untuk meningkatkan keselamatan, mencegah kemalangan, dan meningkatkan tindak balas positif dan produktif untuk membantu sekiranya kemalangan berlaku.

Langkah 1: Bahagian dan Bahan

Gambar-gambar di atas diletakkan mengikut urutan Daftar Bahagian di bawah:

Senarai Bahagian

1) Satu Raspberry PI 3 - Model B

2) Satu Papan Roti

3) Kabel (dari Atas ke Bawah) - Satu Kuasa, Satu Ethernet, Satu Penyesuai

4) Satu Motor Servo

5) Satu Pintu Keretapi Bercetak 3D

6) Dua LED (Sebaiknya Merah dan Hijau)

7) Butang Satu Tekan

8) Sepuluh Wayar Jumper

9) Empat Perintang

10) Komputer riba atau Desktop dengan MATLAB

Langkah 2: Konfigurasi

Di atas adalah gambar konfigurasi dari pelbagai sudut:

Lokasi pin (huruf kecil diikuti dengan nombor baris) disenaraikan di bawah mengikut urutan arus.

Wayar:

j19 hingga i47

j8 hingga b50

b5 ke Servo

c6 ke Servo

b7 ke servo

a13 hingga j7

a17 hingga LED

LED ke a37

e40 hingga j20

j53 hingga j18

j7 ke LED

LED ke j6

Butang:

e54 hingga h51

Perintang:

d40 hingga b37

c50 hingga d54

i51 hingga j47

Langkah 3: Kod dan Logik

Matlamat sistem kereta api kami adalah untuk meningkatkan keselamatan dan menurunkan risiko kemalangan yang berpotensi mematikan di persimpangan jalan kereta api. Untuk mencapai ini, sistem kami mempunyai sistem amaran kereta api untuk pemandu, penghalang fizikal yang diturunkan untuk mengelakkan kereta melintasi trek, dan butang kecemasan sandaran untuk konduktor menekan jika sistem amaran awal gagal.

Sistem Operasi Konduktor GUI:

GUI, yang ditunjukkan di atas, dibuat untuk penggunaan konduktor ketika mereka mengemudi kereta api melalui kawasan trek yang mempunyai persimpangan jalan raya lalu lintas kereta.

Di sudut kanan atas, ada lampu yang memberitahu konduktor jika pintu masuk kereta api yang akan ditutup ditutup dan membenarkan konduktor membuka atau menutup pintu jika diperlukan. Di bawah itu, suapan dari kamera yang dilalui kereta api ditunjukkan. Di sudut kiri bawah, lokasi kereta api terus dilekatkan pada grafik dan di bawah grafik, jumlah pusingan kereta yang telah disiapkan dalam sehari dinyatakan. Di atas grafik kedudukan, Terdapat butang kecemasan dan penyataan status. Ini membolehkan konduktor memberi isyarat kecemasan sekiranya ada kereta di trek atau pintu keselamatan tidak berfungsi dengan baik.

Kod:

classdef micro <matlab.apps. AppBase% Properties yang sesuai dengan komponen aplikasi

harta tanah (Akses = awam)

UIFigure matlab.ui. Figure

RailwaygatestatusLampLabel matlab.ui.control. Label

gateLamp matlab.ui.control. Lamp

OpenGateButton matlab.ui.control. Button

TutupGateButton 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

GelungLengkapLabel matlab.ui.control. Label

Label matlab.ui.control. Label

akhir

harta tanah (Akses = peribadi)

kaunter int16

akhir

kaedah (Akses = awam)

pemasa fungsi Callback (app, src, event)

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

app.counter = app.counter + 1;

% panggil semua pemboleh ubah yang diperlukan oleh program - - - - - - - - - - - - - -

rpi global

global s

terbuka global

tutup global

cam global

global m

ems global

jumlah t_ global

% ------------------------- Bahagian Lengan Keretapi --------------------- ---------

jika terbuka == 0

tulis kedudukan (s, 50)

app.gateLamp. Color = 'hijau';

akhir

jika ditutup == 0

tulis kedudukan (s, 120)

app.gateLamp. Color = 'merah';

akhir

% ---------------------- Pengesanan Gerakan melalui Kamera -----------------------

walaupun benar

img = tangkapan gambar (cam);

gambar (img);

app. UIAxes (drawow)

akhir

% ---------------------- Lengan terbuka / tutup ----------------------- --------------

jika readDigitalPin (rpi, 20)> 1% membaca pin 17 (butang) dan memeriksa isyarat

untuk i = 40:.5: 150% menaikkan jambatan

kedudukan tulis (s, i)

akhir

untuk i = 1:10% gelung berkelip-kelip cahaya merah x kali

tulisDigitalPin (rpi, 13, 1)

jeda (.5)

tulisDigitalPin (rpi, 13, 0)

jeda (.5)

akhir

writePosition (s, 50)% meletakkan pintu ke bawah

akhir

% -------------------- Sokongan / Plot Telefon Bimbit ------------------------ -

m. AccelerationSensorEnabled = 1

m.logging = 1

data = sifar (200, 1); % memintal data untuk plot plot

gambar (app. UIAxes2)

p = plot (data)

paksi ([xbounda, ybounds])

berhenti seketika (1)

tic

sementara toc <30% dijalankan selama 30 saat

[a, ~] = accellog (m);

jika panjang (a)> 200

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

yang lain

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

akhir

% reka semula plot

p. YData = data;

penarikan

akhir

% ------------------ Perubahan Piksel Mendadak ---------------------------- ------

x1 = img; % membaca kamera dari pi

red_mean = min (min (x1 (:,:, 1))); % membaca jumlah min piksel merah

green_mean = min (min (x1 (:,:, 2))); % membaca jumlah min piksel hijau

blue_mean = min (min (x1 (:,:, 3))); % membaca jumlah min piksel biru

jika red_mean> 150 && green_mean> 150 && blue_mean> 150

t_count = t_count + 1;

akhir

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str (t_count)

% ------------------ Butang pengaturcaraan EMS ---------------------------- ---

configurePin (rpi, 12, 'DigitalOutput'); % menetapkan pin yang dipimpin, pin 16, sebagai output

configurePin (rpi, 16, 'DigitalInput'); % menetapkan pin butang, pin 24, sebagai input

butang Ditekan = readDigitalPin (rpi, 16); % Membaca nilai tekan butang pada pin 16

jika butang Ditekan == 1

sambil butang Ditekan == 1

tulisDigitalPin (rpi, 12, 1)

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

end% Berakhir 'sambil butang Ditekan == 1' gelung

akhir

writeDigitalPin (rpi, 16, 0)% Menetapkan led mati apabila butang tidak lagi ditekan setpref ('Internet', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com'); setpref ('Internet', 'E_mail', '[email protected]'); % akaun mel yang akan dihantar dari setpref ('Internet', 'SMTP_Username', '[email protected]'); % pengirim nama pengguna setpref ('Internet', 'SMTP_Password', 'efgroup6'); % Kata laluan pengirim

alat peraga = java.lang. System.getProperties;

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

sendmail ('[email protected] ',' Status Kecemasan! ',' Konduktor telah mengaktifkan suis penggantian manual, meminta tindak balas segera! ')

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

akhir

akhir

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

kaedah (Akses = peribadi)

% Kod yang dilaksanakan selepas penciptaan komponen

fungsi permulaanFcn (aplikasi)

% ---------- Semua pemboleh ubah yang diperlukan untuk fungsi ini --------------------

rpi% arduino global

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

servo s% global

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

terbuka global

terbuka = 1;

global ditutup

ditutup = 1;

cam global

cam = papan kamera (rpi);

global m

m = mobiledev;

ems global

ems = 'Kecemasan telah dilaporkan, memberitahu EMS';

jumlah t_ global

t_count = 0;

penyambung pada% kata laluan adalah EFGroup6

% Fungsi Pemasa untuk Gelung --------------------------------

app.counter = 0;

t = pemasa (…

'TimerFcn', @ app.timerCallback,…

'StartDelay', 1, … 'Period', 1,…

'ExecutionMode', 'fixedSpacing',…

'TasksToExecute', inf);

mula (t);

akhir

Fungsi Panggilan Balik

fungsi ManualOverrideSwitchValueChanged (aplikasi, acara)

akhir

Fungsi% ditolak butang: OpenGateButton

fungsi OpenGateButtonPushed (aplikasi, acara)

tutup global

tutup = 0;

akhir

Fungsi% ditolak butang: CloseGateButton

fungsi CloseGateButtonPushed (aplikasi, acara)

terbuka global

terbuka = 0;

akhir

akhir

Permulaan dan pembinaan aplikasi

kaedah (Akses = peribadi)

% Buat UIFigure dan komponen

fungsi createComponents (aplikasi)

% Buat UIFigure

app. UIFigure = uifigure;

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

app. UIFigure. Name = 'Gambar UI';

% Buat RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure);

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'betul'; app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422 110 22]; app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'Status gerbang keretapi';

% Buat gateLamp

app.gateLamp = uilamp (app. UIFigure);

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

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

% Buat OpenGateButton

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

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

app. OpenGateButton. Text = 'Open Gate';

% Buat CloseGateButton

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

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

app. CloseGateButton. Text = 'Tutup Pintu';

% Buat UIAxes

app. UIAxes = uiaxes (app. UIFigure);

tajuk (app. UIAxes, 'Suapan Kamera')

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

% Buat EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmergencyButtonStatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'betul'; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Position = [97 323 142 22]; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Text = 'Status Butang Kecemasan';

% Buat EmergencyButtonStatusLamp

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

% Buat Label Undernormalconditions

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. UndernormalconditionsLabel. Text = 'Dalam keadaan normal';

% Buat UIAxes2

app. UIAxes2 = uiaxes (app. UIFigure);

tajuk (app. UIAxes2, 'Kedudukan Keretapi')

xlabel (app. UIAxes2, 'Posisi X')

ylabel (app. UIAxes2, 'Kedudukan Y')

app. UIAxes2. Box = 'on';

app. UIAxes2. XGrid = 'on';

app. UIAxes2. YGrid = 'on';

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

% Buat Label EF230Group6

app. EF230Group6Label = uilabel (app. UIFigure);

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'pusat';

app. EF230Group6Label. FontSize = 28;

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'berani';

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

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

% Buat IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

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

% Buat LabelLengkapkanLabel

app. LoopsCompletedLabel = uilabel (app. UIFigure);

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

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'Gelung Selesai:';

% Buat Label

app. Label = uilabel (app. UIFigure);

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

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

akhir

akhir

kaedah (Akses = awam)

% Membina aplikasi

aplikasi fungsi = mikro

% Membuat dan mengkonfigurasi komponen

createComponents (aplikasi)

Mendaftar aplikasi dengan Pereka Aplikasi

registerApp (app, app. UIFigure)

% Melaksanakan fungsi permulaan

runStartupFcn (aplikasi, @startupFcn)

jika nargout == 0

aplikasi yang jelas

akhir

akhir

% Kod yang dilaksanakan sebelum penghapusan aplikasi

padam (aplikasi)

% Padam UIFigure semasa aplikasi dihapus

hapus (app. UIFigure)

akhir

akhir

akhir

Langkah 4: Langkah Akhir

Setelah kod telah ditulis dan Raspberry Pi disambung, pasangkan motor servo ke gerbang landasan kereta api bercetak 3-D seperti yang dilampirkan pada gambar di atas.

Kini, projek itu selesai. Sambungkan raspberry PI ke landasan kereta api dan perhatikan sistem baru yang mewujudkan persimpangan jalan kereta api yang lebih selamat untuk pemandu dan konduktor kereta. Main dengan sistem dengan berinteraksi dengan GUI untuk mencetuskan peti besi yang gagal untuk mencegah kemalangan.

Itulah akhir tutorial, nikmati Sistem Keretapi Pintar baru anda!