نظام القطار الذكي: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

مصمم لزيادة السلامة ومنع الحوادث وزيادة الاستجابة الإيجابية والإنتاجية للمساعدة في حالة وقوع الحوادث.

الخطوة 1: الأجزاء والمواد

الصور أعلاه مرتبة بترتيب قائمة الأجزاء أدناه:

قائمة الاجزاء

1) One Raspberry PI 3 - موديل B

2) واحد اللوح

3) الكابلات (من أعلى إلى أسفل) - طاقة واحدة ، وإيثرنت واحد ، ومحول واحد

4) محرك سيرفو واحد

5) بوابة سكة حديد مطبوعة ثلاثية الأبعاد

6) مصباحان LED (يفضل الأحمر والأخضر)

7) زر ضغط واحد

8) عشرة أسلاك توصيل

9) أربع مقاومات

10) كمبيوتر محمول أو سطح مكتب مع MATLAB

الخطوة 2: التكوين

أعلاه صور التكوين من زوايا متعددة:

مواقع الدبوس (الحرف الصغير متبوعًا برقم الصف) مذكورة أدناه بالترتيب التالي للتدفق الحالي.

الأسلاك:

j19 إلى i47

j8 إلى b50

b5 إلى أجهزة

c6 إلى أجهزة

b7 إلى المؤازرة

a13 إلى j7

a17 إلى LED

LED إلى a37

e40 إلى j20

j53 إلى j18

j7 إلى LED

LED إلى j6

زر:

e54 إلى h51

المقاومات:

d40 إلى b37

c50 إلى d54

i51 إلى j47

الخطوة الثالثة: الكود والمنطق

هدف نظام القطار لدينا هو زيادة السلامة وتقليل مخاطر الحوادث المميتة المحتملة عند معابر السكك الحديدية. من أجل تحقيق ذلك ، يحتوي نظامنا على نظام تحذير للقطارات للسائقين ، وحاجز مادي يتم خفضه لمنع السيارات من عبور المسار ، وزر طوارئ احتياطي للموصل للضغط في حالة فشل نظام الإنذار المبكر.

نظام تشغيل موصل GUI:

تم إنشاء واجهة المستخدم الرسومية ، الموضحة أعلاه ، لاستخدام الموصل أثناء قيادته للقطار عبر مناطق المسار التي بها تقاطعات للسكك الحديدية لحركة مرور السيارات.

في الزاوية اليمنى العلوية ، يوجد ضوء يُعلم الموصل إذا كانت بوابة عبور سكة حديد قادمة مغلقة ويسمح للموصل بفتح أو إغلاق البوابة إذا لزم الأمر. أسفل ذلك ، تظهر التغذية من الكاميرات التي يمر بها القطار. في الزاوية اليسرى السفلية ، يتم رسم موقع القطار باستمرار على الرسم البياني ، وأسفل الرسم البياني ، يتم تحديد عدد الدورات التي أكملها القطار في اليوم. فوق الرسم البياني للوضع ، يوجد زر الطوارئ وبيان الحالة. يسمح هذا للموصل بالإشارة إلى حالة الطوارئ إذا كانت هناك سيارة على المسار أو بوابة الأمان لا تعمل بشكل صحيح.

الشفرة:

classdef micro <matlab.apps. AppBase٪ الخصائص التي تتوافق مع مكونات التطبيق

الخصائص (الوصول = عام)

UIFigure matlab.ui. Figure

RailwaygatestatusLampLabel matlab.ui.control. Label

مصباح بوابة 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

تسمية matlab.ui.control. Label

UIAxes2 matlab.ui.control. UIAxes

EF230Group6Label matlab.ui.control. Label

IanAllishKellyBondIanDaffronLabel matlab.ui.control. Label

LoopsCompletedLabel matlab.ui.control. Label

تسمية matlab.ui.control. Label

نهاية

الخصائص (الوصول = خاص)

عداد int16

نهاية

طرق (الوصول = عام)

مؤقت الوظيفة Callback (التطبيق ، src ، الحدث)

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

app.counter = app.counter + 1 ؛

٪ استدعاء جميع المتغيرات التي يحتاجها البرنامج - - - - - - - - - - - - -

rpi العالمية

ق العالمية

عالمية مفتوحة

إغلاق عالمي

كاميرا عالمية

م العالمية

نظم الإدارة البيئية العالمية

t_count العالمي

٪ ------------------------- قسم ذراع القطار --------------------- ---------

في حالة الفتح == 0

الكتابة الوظيفة (50)

app.gateLamp. Color = "أخضر" ؛

نهاية

إذا كانت قريبة == 0

الكتابة الوظيفة (الوظائف ، 120)

app.gateLamp. Color = "أحمر" ؛

نهاية

٪ ---------------------- كشف الحركة عبر الكاميرا -----------------------

احيانا صحيح

img = لقطة (كام) ؛

صورة (img) ؛

app. UIAxes (drawnow)

نهاية

٪ ---------------------- فتح / إغلاق الذراع ----------------------- --------------

إذا كان readDigitalPin (rpi ، 20)> 1٪ يقرأ الرقم 17 (زر) ويتحقق من وجود إشارة

بالنسبة إلى i = 40:.5: 150٪ يرفع الجسر

الكتابة الوظيفة (المواقف ، أنا)

نهاية

بالنسبة إلى i = 1:10٪ من الحلقات وامض الضوء الأحمر × عدد المرات

writeDigitalPin (عدد النقاط في البوصة، 13، 1)

وقفة (.5)

writeDigitalPin (rpi، 13، 0)

وقفة (.5)

نهاية

وضع الكتابة للموقف (50)٪ بوابة أسفل

نهاية

٪ -------------------- دعم الهاتف المحمول / قطعة الأرض ------------------------ -

م التسارع SensorEnabled = 1

م التدوين = 1

البيانات = الأصفار (200 ، 1) ؛ ٪ تهيئة البيانات للمخطط المتداول

الشكل (app. UIAxes2)

ع = مؤامرة (بيانات)

المحور ([xbounda ، ybounds])

بوز (1)

عرة

بينما toc <30٪ تشغيل لمدة 30 ثانية

[أ ، ~] = accellog (م) ؛

إذا كان الطول (أ)> 200

البيانات = أ (نهاية 199: نهاية ، 3) ؛

آخر

البيانات (1: الطول (أ)) = أ (: ، 3) ؛

نهاية

٪ إعادة رسم قطعة الأرض

p. YData = بيانات ؛

سحبناو

نهاية

٪ ------------------ تغيير البكسل المفاجئ ---------------------------- ------

x1 = img ؛ ٪ يقرأ الكاميرا من باي

red_mean = متوسط (يعني (x1 (:،:، 1))) ؛ يقرأ٪ متوسط كمية وحدات البكسل الحمراء

green_mean = يعني (يعني (x1 (: ،: ، 2))) ؛ يقرأ٪ متوسط كمية البكسل الخضراء

blue_mean = متوسط (متوسط (x1 (:،:، 3))) ؛ يقرأ٪ متوسط كمية البكسل الزرقاء

إذا كان red_mean> 150 && green_mean> 150 && blue_mean> 150

t_count = t_count + 1 ؛

نهاية

app. LoopsCompletedLabel. Text = num2str (t_count)

٪ ------------------ زر برمجة EMS ---------------------------- -

configPin (rpi، 12، 'DigitalOutput') ؛ ٪ يعين دبوس الصمام ، الدبوس 16 ، كإخراج

configPin (rpi، 16، 'DigitalInput') ؛ ٪ يعيّن دبوس الزر ، الرقم 24 ، كإدخال

buttonPressed = readDigitalPin (rpi، 16) ؛ ٪ يقرأ قيمة الضغط على الزر على السن 16

إذا buttonPressed == 1

أثناء الضغط على الزر == 1

writeDigitalPin (عدد نقاط في البوصة، 12، 1)

buttonunPressed = writeDigitalPin (عدد مرات الظهور ، 12 ، 0) ؛ ٪

end٪ ينتهي حلقة "while buttonPressed == 1"

نهاية

writeDigitalPin (rpi، 16، 0)٪ يضبط المصباح على إيقاف التشغيل عندما لا يتم الضغط على الزر setpref ("الإنترنت" ، "SMTP_Server" ، "smtp.gmail.com") ؛ setpref ("الإنترنت" ، "البريد الإلكتروني" ، "[email protected]") ؛ ٪ حساب بريد للإرسال من setpref ("إنترنت" ، "SMTP_Username" ، "[email protected]") ؛ ٪ senders username setpref ("الإنترنت" ، "SMTP_Password" ، "efgroup6") ؛ ٪ كلمة مرور المرسلين

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] '،' حالة الطوارئ! '،' قام الموصل بتنشيط مفتاح التجاوز اليدوي ، وطلب استجابة فورية! ')

app. UndernormalconditionsLabel. Text = ems

نهاية

نهاية

٪ app. Label_4. Text = num2str (current_temp) ؛

الأساليب (الوصول = خاص)

النسبة المئوية للكود الذي يتم تنفيذه بعد إنشاء المكون

بدء تشغيل الوظيفة Fcn (التطبيق)

٪ ---------- جميع المتغيرات المطلوبة لهذه الوظيفة --------------------

العالمية rpi٪ اردوينو

rpi = raspi ('169.254.0.2'، 'pi'، 'raspberry') ؛

مؤازرة عالمية s٪

s = مؤازرة (rpi، 17، 'MinPulseDuration'، 5e-4، 'MaxPulseDuration'، 2.5e-3) ؛

عالمية مفتوحة

مفتوح = 1 ؛

مغلق عالمي

مغلق = 1 ؛

كاميرا عالمية

cam = cameraboard (rpi) ؛

م العالمية

م = mobiledev ؛

نظم الإدارة البيئية العالمية

ems = "تم الإبلاغ عن حالة طوارئ وإخطار EMS" ؛

t_count العالمي

t_count = 0 ؛

الموصل على كلمة المرور٪ هو EFGroup6

٪ وظيفة المؤقت للحلقة --------------------------------

app.counter = 0 ؛

ر = مؤقت (…

"TimerFcn" ، @ app.timerCallback ،…

"StartDelay" ، 1 ، … "الفترة" ، 1 ، …

"ExecutionMode" ، "FixedSpacing" ، …

'TasksToExecute' ، INF) ؛

بداية (ر) ؛

نهاية

٪ وظيفة رد

الوظيفة ManualOverrideSwitchValueChanged (التطبيق ، الحدث)

نهاية

٪ زر الضغط على وظيفة: OpenGateButton

وظيفة OpenGateButtonPushed (التطبيق ، الحدث)

إغلاق عالمي

قريب = 0 ؛

نهاية

٪ زر الضغط على وظيفة: CloseGateButton

الوظيفة CloseGateButtonPushed (التطبيق ، الحدث)

عالمية مفتوحة

مفتوح = 0 ؛

نهاية

نهاية

٪ تهيئة التطبيق والبناء

الأساليب (الوصول = خاص)

٪ إنشاء UIF التكوين والمكونات

وظيفة createComponents (التطبيق)

٪ إنشاء UIFigure

app. UIFigure = uifigure ؛

app. UIFigure. Position = [100100640480] ؛

app. UIFigure. Name = 'UI Figure' ؛

٪ إنشاء RailwaygatestatusLampLabel

app. RailwaygatestatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure) ؛

app. RailwaygatestatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'right' ؛ app. RailwaygatestatusLampLabel. Position = [464 422110 22] ؛ app. RailwaygatestatusLampLabel. Text = 'حالة بوابة السكك الحديدية' ؛

٪ إنشاء بوابة

app.gateLamp = uilamp (app. UIFigure) ؛

app.gateLamp. Position = [589422 20 20] ؛

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

٪ قم بإنشاء OpenGateButton

app. OpenGateButton = uibutton (app. UIFigure، 'push') ؛

app. OpenGateButton. ButtonPushedFcn = createCallbackFcn (app،OpenGateButtonPushed، true) ؛ app. OpenGateButton. Position = [474359100 22] ؛

app. OpenGateButton. Text = 'فتح البوابة' ؛

٪ إنشاء CloseGateButton

app. CloseGateButton = uibutton (app. UIFigure، 'push') ؛

app. CloseGateButton. ButtonPushedFcn = createCallbackFcn (app،CloseGateButtonPushed، true) ؛ app. CloseGateButton. Position = [474285100 22] ؛

app. CloseGateButton. Text = 'إغلاق البوابة' ؛

٪ إنشاء UIAxes

app. UIAxes = uiaxes (app. UIFigure) ؛

العنوان (app. UIAxes، "Camera Feed")

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

٪ إنشاء EmergencyButtonStatusLampLabel

app. EmiticalButtonStatusLampLabel = uilabel (app. UIFigure) ؛ app. EmiticalButtonStatusLampLabel. HorizontalAlignment = 'right' ؛ app. EmiticalButtonStatusLampLabel. Position = [97323142 22] ؛ app. EmiticalButtonStatusLampLabel. Text = "حالة زر الطوارئ" ؛

٪ إنشاء EmergencyButtonStatusLamp

app. EmiticalButtonStatusLamp = uilamp (app. UIFigure) ؛ app. EmiticalButtonStatusLamp. Position = [254323 20 20] ؛

٪ إنشاء UndernormalconditionsLabel

app. UndernormalconditionsLabel = uilabel (app. UIFigure) ؛

app. UndernormalconditionsLabel. Position = [108285248 22] ؛

app. UndernormalconditionsLabel. Text = "في ظل الظروف العادية" ؛

٪ إنشاء UIAxes2

app. UIAxes2 = uiaxes (app. UIFigure) ؛

العنوان (app. UIAxes2، "Position of Train")

xlabel (app. UIAxes2، "X Position")

ylabel (app. UIAxes2، "Y Position")

app. UIAxes2. Box = 'on' ؛

app. UIAxes2. XGrid = 'on' ،

app. UIAxes2. YGrid = 'on' ،

app. UIAxes2. Position = [18 43300 185] ؛

٪ قم بإنشاء EF230Group6Label

app. EF230Group6Label = uilabel (app. UIFigure) ؛

app. EF230Group6Label. HorizontalAlignment = 'center' ؛

app. EF230Group6Label. FontSize = 28 ؛

app. EF230Group6Label. FontWeight = 'bold' ؛

app. EF230Group6Label. Position = [-4401 379 64] ؛

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

٪ إنشاء IanAllishKellyBondIanDaffronLabel

app. IanAllishKellyBondIanDaffronLabel = uilabel (app. UIFigure) ؛ app. IanAllishKellyBondIanDaffronLabel. Position = [94380184 22] ؛ app. IanAllishKellyBondIanDaffronLabel. Text = "إيان أليش ، كيلي بوند ، إيان دافرون" ؛

٪ إنشاء LoopsCompletedLabel

app. LoopsCompletedLabel = uilabel (app. UIFigure) ؛

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

app. LoopsCompletedLabel. Text = 'اكتملت الحلقات:'؛

٪ إنشاء تسمية

app. Label = uilabel (app. UIFigure) ؛

app. Label. Position = [120 10178 22] ؛

app. Label. Text = '####'؛

نهاية

نهاية

الأساليب (الوصول = عام)

٪ بناء التطبيق

تطبيق الوظيفة = الجزئي

٪ إنشاء وتكوين المكونات

createComponents (app)

٪ تسجيل التطبيق مع مصمم التطبيق

RegisterApp (التطبيق ، app. UIFigure)

٪ تنفيذ وظيفة بدء التشغيل

runStartupFcn (app،startupFcn)

إذا نارجوت == 0

تطبيق واضح

نهاية

نهاية

النسبة المئوية للرمز الذي يتم تنفيذه قبل حذف التطبيق

حذف (التطبيق)

٪ حذف UIFigure عند حذف التطبيق

حذف (app. UIFigure)

نهاية

نهاية

نهاية

الخطوة 4: الخطوة النهائية

بمجرد كتابة الكود وتوصيل Raspberry Pi ، قم بتوصيل محرك سيرفو ببوابة مسار سكة حديد مطبوعة ثلاثية الأبعاد كما هو مثبت في الصورة أعلاه.

الآن ، اكتمل المشروع. قم بتوصيل raspberry PI بمسار القطار ولاحظ النظام الجديد الذي يخلق معابر سكة حديد أكثر أمانًا لكل من سائقي السيارات والموصلات. العب مع النظام من خلال التفاعل مع واجهة المستخدم الرسومية لتشغيل الخزائن الفاشلة الموضوعة في مكانها لمنع الحوادث.

هذه نهاية البرنامج التعليمي ، استمتع بنظام القطار الذكي الجديد الخاص بك!