Sistema di treni intelligenti: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Progettato per aumentare la sicurezza, prevenire gli incidenti e aumentare la risposta positiva e produttiva per aiutare in caso di incidenti.

Passaggio 1: parti e materiali

Le immagini sopra sono disposte nell'ordine dell'elenco delle parti di seguito:

Elenco delle parti

1) Un Raspberry PI 3 - Modello B

2) Un tagliere

3) Cavi (dall'alto verso il basso): un alimentatore, un Ethernet, un adattatore

4) Un servomotore

5) Un cancello ferroviario stampato in 3D

6) Due LED (preferibilmente rosso e verde)

7) Un pulsante

8) Dieci ponticelli

9) Quattro resistori

10) Laptop o desktop con MATLAB

Passaggio 2: configurazione

Sopra ci sono le immagini della configurazione da più angolazioni:

Le posizioni dei pin (lettera minuscola seguita da un numero di riga) sono elencate di seguito in ordine seguendo il flusso corrente.

Fili:

da j19 a i47

da j8 a b50

da b5 a Servo

da c6 a Servo

b7 al servo

da a13 a j7

a17 a LED

LED a a37

da e40 a j20

da j53 a j18

j7 al LED

LED a j6

Pulsante:

da e54 a h51

resistori:

da d40 a b37

da c50 a d54

da i51 a j47

Passaggio 3: codice e logica

L'obiettivo del nostro sistema ferroviario è aumentare la sicurezza e ridurre il rischio di incidenti potenzialmente mortali ai passaggi a livello. Per raggiungere questo obiettivo, il nostro sistema dispone di un sistema di allerta del treno per i conducenti, una barriera fisica che viene abbassata per impedire alle auto di attraversare il binario e un pulsante di emergenza di backup che il conducente deve premere in caso di guasto del sistema di allerta.

Sistema operativo del conduttore della GUI:

La GUI, mostrata sopra, è stata creata per l'uso da parte del conduttore mentre guida il treno attraverso aree di binari che hanno attraversamenti ferroviari per il traffico automobilistico.

Nell'angolo in alto a destra, c'è una luce che avvisa il conduttore se un prossimo cancello di passaggio a livello è chiuso e consente al conduttore di aprire o chiudere il cancello se necessario. Sotto viene mostrato il feed dalle telecamere che il treno passa. Nell'angolo in basso a sinistra, la posizione del treno viene continuamente tracciata su un grafico e sotto il grafico viene indicato il numero di giri che il treno ha completato in un giorno. Sopra il grafico della posizione, c'è un pulsante di emergenza e una dichiarazione di stato. Questo permette al conduttore di segnalare per un'emergenza se c'è un'auto in pista o il cancello di sicurezza non funziona correttamente.

Codice:

classdef micro < matlab.apps. AppBase % Proprietà che corrispondono ai componenti dell'app

proprietà (Accesso = pubblico)

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

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

Etichetta matlab.ui.control. Label

fine

proprietà (Accesso = privato)

contatore int16

fine

metodi (Accesso = pubblico)

funzione timerCallback (app, src, evento)

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

app.counter = app.counter + 1;

%chiama tutte le variabili necessarie al programma - - - - - - - - - - - - -

rapporto globale

globale

aperto globale

chiusura globale

cam globale

m. globale

ems globali

t_count globale

%------------------------- Sezione braccio treno --------------------- ---------

se aperto == 0

writePosition(s, 50)

app.gateLamp. Color = 'verde';

fine

se vicino == 0

writePosition(s, 120)

app.gateLamp. Color = 'rosso';

fine

%---------------------- Rilevamento del movimento tramite telecamera -----------------------

mentre vero

img = istantanea (fotocamera);

immagine (img);

app. UIAxes (disegnato)

fine

%---------------------- Braccio aperto/chiuso ----------------------- --------------

se readDigitalPin(rpi, 20)>1 % legge il pin 17 (pulsante) e controlla il segnale

per i=40:.5:150 %solleva il ponte

writePosition(s, i)

fine

per i= 1:10 %loop luce rossa lampeggiante x numero di volte

writeDigitalPin(rpi, 13, 1)

pausa(.5)

writeDigitalPin(rpi, 13, 0)

pausa(.5)

fine

writePosition(s, 50)%put gate down

fine

%-------------------- Supporto/Trama per telefoni cellulari ------------------------ --

m. AccelerationSensorEnabled=1

m.logging=1

dati=zeri(200, 1); %inizializzare i dati per la trama mobile

figura (app. UIAxes2)

p=trama (dati)

asse([xbounda, ybounds])

pausa(1)

tic

mentre toc <30 %esegui per 30 secondi

[a, ~]=accellog(m);

se lunghezza(a) >200

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

altro

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

fine

%ridisegna trama

p. YData=dati;

disegnato

fine

%------------------ Cambio pixel improvviso ------------------------------------------ ------

x1=img; % legge la fotocamera dal pi

red_mean = mean(mean(x1(:,:, 1))); % legge la quantità media di pixel rossi

green_mean = mean(mean(x1(:,:, 2))); % legge la quantità media di pixel verdi

blue_mean = mean(mean(x1(:,:, 3))); % legge la quantità media di pixel blu

if red_mean > 150 && green_mean > 150 && blue_mean > 150

t_count = t_count + 1;

fine

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str(t_count)

%------------------ Pulsante di programmazione EMS ------------------------------------------- ---

configurePin(rpi, 12, 'DigitalOutput'); % imposta il pin led, pin 16, come uscita

configurePin(rpi, 16, 'DigitalInput'); % imposta il pin del pulsante, pin 24, come input

buttonPressed = readDigitalPin(rpi, 16); % Legge il valore della pressione del pulsante sul pin 16

se pulsante premuto == 1

mentre il pulsante è premuto == 1

writeDigitalPin(rpi, 12, 1)

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

end % Termina il ciclo "mentre il pulsante viene premuto==1"

fine

writeDigitalPin(rpi, 16, 0) %Disattiva il led quando il pulsante non viene più premuto setpref('Internet', 'SMTP_Server', 'smtp.gmail.com'); setpref('Internet', 'E_mail', '[email protected]'); % account di posta da inviare da setpref('Internet', 'SMTP_Username', '[email protected]'); % username del mittente setpref('Internet', 'SMTP_Password', 'efgroup6'); % password mittente

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]', 'Emergency Status!', 'Il conduttore ha attivato l'interruttore di forzatura manuale, richiedendo una risposta immediata!')

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

fine

fine

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

metodi (Accesso = privato)

% Codice che viene eseguito dopo la creazione del componente

avvio della funzioneFcn(app)

%----------Tutte le variabili necessarie per questa funzione------

rpi globale %arduino

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

globale s %servo

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

aperto globale

aperto = 1;

globale chiuso

chiuso = 1;

cam globale

cam = cameraboard(rpi);

m. globale

m=dev mobile;

ems globali

ems = 'È stata segnalata un'emergenza, notificando EMS';

t_count globale

t_count = 0;

il connettore su %password è EFGroup6

% Funzione Timer per Loop --------------------------------

app.counter = 0;

t = timer(…

'TimerFcn', @app.timerCallback, …

'Ritardo avvio', 1, … 'Periodo', 1, …

'ExecutionMode', 'fixedSpacing', …

'TasksToExecute', inf);

inizio(t);

fine

% funzione di richiamata

funzione ManualOverrideSwitchValueChanged(app, event)

fine

% funzione pulsante premuto: OpenGateButton

funzione OpenGateButtonPushed (app, evento)

chiusura globale

chiudere = 0;

fine

% funzione pulsante premuto: CloseGateButton

funzione CloseGateButtonPushed(app, event)

aperto globale

aperto = 0;

fine

fine

% Inizializzazione e costruzione dell'app

metodi (Accesso = privato)

% Crea UIFigura e componenti

funzione createComponents (app)

% Crea Figura UI

app. UIFigure = uifigure;

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

app. UIFigure. Name = 'Figura dell'interfaccia utente';

% Crea RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel(app. UIFigure);

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'destra'; app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422 110 22]; app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'Stato cancello ferroviario';

% Crea gateLamp

app.gateLamp = uilamp(app. UIFigure);

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

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

% Crea OpenGateButton

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

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

app. OpenGateButton. Text = 'Apri cancello';

% Crea CloseGateButton

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

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

app. CloseGateButton. Text = 'Chiudi cancello';

% Crea assi UIA

app. UIAxes = uiaxes(app. UIFigure);

title(app. UIAxes, 'Fotocamera Feed')

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

% Crea EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmergencyButtonStatusLampLabel = uilabel(app. UIFigure); app. EmergencyButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'right'; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Position = [97 323 142 22]; app. EmergencyButtonStatusLampLabel. Text = 'Stato pulsante di emergenza';

% Crea EmergencyButtonStatusLamp

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

% Crea etichetta condizioni sottonormali

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel(app. UIFigure);

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

app. UndernormalconditionsLabel. Text = 'In condizioni normali';

% Crea UIAxes2

app. UIAxes2 = uiaxes(app. UIFigure);

title(app. UIAxes2, 'Posizione del treno')

xlabel(app. UIAxes2, 'Posizione X')

ylabel(app. UIAxes2, 'Posizione Y')

app. UIAxes2. Box = 'attivo';

app. UIAxes2. XGrid = 'attivo';

app. UIAxes2. YGrid = 'attivo';

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

% Crea EF230Group6Label

app. EF230Group6Label = uilabel(app. UIFigure);

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'centro';

app. EF230Group6Label. FontSize = 28;

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'grassetto';

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

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

% Crea IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

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

% Crea loopCompletedLabel

app. LoopsCompletedLabel = uilabel(app. UIFigure);

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

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'Cicli completati:';

% Crea etichetta

app. Label = uilabel(app. UIFigure);

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

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

fine

fine

metodi (Accesso = pubblico)

% Costruisci app

app per funzioni = micro

% Creare e configurare componenti

createComponents (app)

% Registra l'app con App Designer

registerApp(app, app. UIFigure)

% Eseguire la funzione di avvio

runStartupFcn(app, @startupFcn)

se narcotico == 0

app chiara

fine

fine

% Codice che viene eseguito prima dell'eliminazione dell'app

elimina (app)

% Elimina UIFigura quando l'app viene eliminata

elimina (app. UIFigure)

fine

fine

fine

Passaggio 4: passaggio finale

Una volta che il codice è stato scritto e il Raspberry Pi è stato cablato, collega il servomotore al cancello del binario stampato in 3D come è attaccato nell'immagine sopra.

Ora, il progetto è completo. Collega il Raspberry PI al binario del treno e osserva il nuovo sistema che crea attraversamenti ferroviari più sicuri sia per gli automobilisti che per i conducenti. Gioca con il sistema interagendo con la GUI per attivare i dispositivi di sicurezza predisposti per prevenire incidenti.

Questa è la fine del tutorial, goditi il tuo nuovo Smart Train System!