RailController

RailController je softwarové řešení, které umožňuje automatizaci řízení modelového kolejiště. Skládá se ze tří částí: systémového jádra, HTTP serveru a programu vláčku.

Systémové jádro + HTTP server

Ve výchozím nastavení běží obě součásti na jednom zařízení.

Instalace systémového jádra

1. K zařízení je nutno do CSI-2 portu připojit kameru a nainstalovat knihovnu libcamera
2. Správnou instalaci lze ověřit zadáním příkazu libcamera-still
3. Dále je třeba nainstalovat knihovny Boost, OpenCV, pugixml a nlohmann/json.
4. K překladu je nutné mít nainstalovaný nástroj CMake
5. V souboru common.hpp je možné zvolit jazyk logovacích výstupů pomocí přidání/odebrání direktivy #define LANG_CS (dle toho dojde k překladu s českými/anglickými výstupy).
6. Instalace probíhá v adresáři system_core zadáním:

mkdir build
cd build
cmake ..
make

5. Cestu k build složce s přeloženými binárními soubory je nutné vložit do konfiguračního souboru HTTP serveru library/config.php (ve výchozím nastavení obsahuje cestu /home/pi/RailController/build).

Binární soubory systémového jádra

• RailController – stále běžící server řídící kolejiště

  ./RailController [--take-picture [soubor.jpg]]

• ConnectionTester – program pro testování komunikace s mašinkami

  ./ConnectionTester <IP-vlaku> <ID-vlaku> <intenzita-led> <rychlost> <maska>

• Autoscan – program pro nalezení vláčků v lokální síti

  ./Autoscan (seznam v podobě souboru train_list.txt uložen ve složce, ze které byl program spuštěn)

• Remote – klientský program pro přístup k datům ve sdílené paměti se serverem

  ./Remote [příkaz] [...[...]]

  Příkazy:

  příkaz	význam	formát
  command	Vložení nového požadavku do fronty	./Remote command <id-ciloveho-bloku> <id-vlaku> <rychlost>
  state	Získání informací o aktuálním stavu kolejiště ve formátu .json	./Remote state
  light	Umožňuje nastavit intenzitu Flash LED umístěné v přední části vlaku	./Remote light <ip-adresa> <intenzita>
  shunting	Umožňuje nastavit rychlost jízdy lokomotivy	./Remote shunting <ip-adresa> <rychlost>
  loco	Slouží pro získání aktuálního stavu vláčku	./Remote loco <ip-adresa>
  stop	Vyvolání události nouzového zastavení (EMERGENCY_STOP)	./Remote stop

Instalace HTTP serveru

1. Nejprve je nutné nainstalovat libovolný webový server, například Apache.
2. Instalace probíhá nahráním zdrojových souborů do kořenového adresáře webového serveru (složka web_server).
3. Je-li cesta ke kořenovému adresáři, respektive ke složce, kam byl nahrán obsah adresáře web_server jiná než implicitní /var/www/html, je potřeba upravit konfigurační soubor common.hpp a vložit tuto cestu do direktivy #define HTTP_ROOT.

Ověření instalace

K ověření správného instalace zadejte do vyhledávacího pole ve webovém prohlížeči http://<ip-adresa>, kde <ip-adresa> je adresou serveru a lze ji získat například pomocí příkazu ifconfig. Je-li vše správně nainstalováno, mělo by v přehledu dojít k načtení vzorového kolejiště. Při stisknutí tlačítka pořízení snímku by mělo dojít ke změně pozadí z výchozího na aktuálním snímek pořízený kamerou

Vytvoření lokální sítě

Je doporučeno provozovat kolejiště v podsíti, která je oddělená od zbytku sítě, nicméně není to nutnou podmínkou. Ve výchozím nastavení vláčky očekávají Wi-Fi síť s SSID názvem RAILNET a přístupovým heslem railnetwork. Při připojení k Wi-Fi síti s jinými přístupovými údaji je nutné tyto údaje vložit do souboru wifi_credentials.h, viz dále.

Program vláčku

1. K nahrání programu do vláčku je vyžadován USB-UART převodník a vhodný software (například vývojové prostředí PlatformIO).
2. Ve vývojovém prostředí je nutné založit nový projekt pro modul AI Thinker ESP32-CAM.
3. Instalace probíhá nahráním obsahu adresáře loco do adresáře src nově vytvořeného projektu.
4. Pokud bude zařízení provozováno na jiné Wi-Fi síti než výchozí RAILNET:railnetwork, je nutné změnit přístupové údaje v souboru wifi_credentials.h.
5. Pro nahrání programu do mudulu je nutné připojit ESP32-CAM k USB-UART převodníku následujícím způsobem. Během nahrávání programu je rovněž nezbytné propojit pin GPIO0 s pinem GND

USB-UART převodník	AI Thinker ESP32-CAM
5V	5V
GND	GND
RX	U0TXD
5V	U0RXD

1. Při stisknutí tlačítka dojde nejprve ke zkompilování programu a následně započne jeho nahrávání. Modul je nutno během nahrávání resetovat tak, aby k uvolnění tlačítka RESET došlo v okamžiku, kdy je program již zkompilován a začíná fáze nahrávání.

Ověření instalace.

Po nahrání programu otevřete při stále připojeném modulu přes USB-UART převodník sériový monitor s rychlostí přenosu 115200bd, odpojte propojovací vodič mezi GPIO0 a GND a stiskněte tlačítko RESET. Je-li program nahrán správně mělo by dojít k vypsání jeho verze, následně k připojení k Wi-Fi síti a vypsání přidělené IP adresy.

Návod k použití

Popis všech možností, které webové rozhraní nabízí, je dostupný na obou kartách (Přehled a Editor) po kliknutí na tlačítko nápovědy.