ระบบอัตโนมัติกับโดรน

ตัวอย่างที่ 1 จำลอง state machine ของสถานี

TIMEOUT = {"LOCK": 5, "SWAP": 20, "CHECK": 5, "RELEASE": 5}   # วินาทีสูงสุดของแต่ละสถานะ
NEXT = {("IDLE", "landed"): "LOCK", ("LOCK", "locked"): "SWAP", ("SWAP", "swapped"): "CHECK",
        ("CHECK", "voltage_ok"): "RELEASE", ("RELEASE", "released"): "IDLE"}


def run(events):
    state, entered = "IDLE", 0
    for t, event in events:
        if event == "estop" or (state in TIMEOUT and t - entered > TIMEOUT[state]):
            reason = "E-stop" if event == "estop" else f"timeout in {state}"
            print(f"t={t:>3} s  {state:<8} -> FAULT ({reason})")
            return "FAULT"
        new = NEXT.get((state, event))
        if new:
            print(f"t={t:>3} s  {state:<8} -> {new:<8} on '{event}'")
            state, entered = new, t
    return state


print("final:", run([(0, "landed"), (2, "locked"), (15, "swapped"), (17, "voltage_ok"), (19, "released")]))
print("final:", run([(0, "landed"), (2, "locked"), (30, "swapped")]))

t=  0 s  IDLE     -> LOCK     on 'landed'
t=  2 s  LOCK     -> SWAP     on 'locked'
t= 15 s  SWAP     -> CHECK    on 'swapped'
t= 17 s  CHECK    -> RELEASE  on 'voltage_ok'
t= 19 s  RELEASE  -> IDLE     on 'released'
final: IDLE
t=  0 s  IDLE     -> LOCK     on 'landed'
t=  2 s  LOCK     -> SWAP     on 'locked'
t= 30 s  SWAP     -> FAULT (timeout in SWAP)
final: FAULT

รอบแรกเปลี่ยนแบตเตอรี่สำเร็จใน 19 วินาที รอบที่สองแขนกลใช้เวลาเกิน 20 วินาทีที่กำหนด สถานีจึงเข้า FAULT แทนที่จะปล่อยโดรนพร้อมแบตเตอรี่ที่อาจยังไม่เข้าที่ การกำหนดเวลาสูงสุดของทุกสถานะทำให้ระบบไม่ค้างโดยไม่มีใครรู้

ตัวอย่างที่ 2 สร้างคำขอ Modbus TCP

อ่าน holding register สองตัวเริ่มที่ตำแหน่ง 0 (เช่น สถานะสถานีและจำนวนแบตเตอรี่ที่พร้อม) จากอุปกรณ์หมายเลข 1

import struct

transaction_id, protocol_id, unit_id = 1, 0, 1
function_code, start_address, quantity = 3, 0, 2
pdu = struct.pack(">BHH", function_code, start_address, quantity)   # function + ข้อมูล
mbap = struct.pack(">HHHB", transaction_id, protocol_id, len(pdu) + 1, unit_id)
frame = mbap + pdu
print("request bytes:", frame.hex(" "))
print("length:", len(frame), "bytes; send to TCP port 502")

request bytes: 00 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 02
length: 12 bytes; send to TCP port 502

หกไบต์แรกคือส่วนหัว MBAP (หมายเลขรายการ โพรโทคอล และความยาว) ตามด้วยหมายเลขอุปกรณ์ แล้วจึงเป็นฟังก์ชัน 03 ตำแหน่งเริ่ม และจำนวน Modbus แบบดั้งเดิม ไม่มีการยืนยันตัวตนหรือเข้ารหัส จึงต้องอยู่ในเครือข่ายที่แยกและควบคุมการเข้าถึง ห้ามเปิดออกอินเทอร์เน็ต