259

การประยกตใชเทคโนโลย Narrow Band Internet of Thing ในการสรางตนแบบสถานตรวจวดคณภาพอากาศ ภายในมหาวทยาลยราชภฏก าแพงเพชร

An Application of Narrow Band Internet of Things to Build a Prototype Air Quality Monitoring Station at Kamphaeng Phet Rajabhat University

ศลปณรงค ฉวพฒน1 และ พรนรนทร สายกลน1

Silnarong Chavipat1 and Ponnarin Saiklin1

1 อาจารยประจ าโปรแกรมวชาวทยาการคอมพวเตอร มหาวทยาลยราชภฏก าแพงเพชร

บทคดยอ การวจยนมวตถประสงคเพอสรางตนแบบการใชงานการใชงาน Narrow Band Internet of Thing (NB-

IoT) ซงเปนบอรด IoT พลงงานงานต า โดยงานวจยนประยกตใชงาน IoT กบเซนเซอรตรวจวดคณภาพอากาศ โดยท าการวด เกบขอมลและสงคาผาน AIS Magellan Library และสงขอมลไปแสดงผลทหนาเวบ AIS Magellan และ dweet เครองมอทใชวจยครงนประกอบไปดวย NB-IoT Shield Arduino เซนเซอรตรวจวดฝนละออง เซนเซอรตรวจวดอณหภมและความชน และบรการคลาวน aismagellan โดยใชแหลงพลงงานไฟฟาจากแผงโซลารเซลลขนาดเลก ผลการวจยพบวา NB-IoT Shield Arduino และระบบสามารถสงคาการตรวจวดสภาพแวดลอม อณภม ความชนและคาฝนละออง PM 1.0 PM 2.5 และ PM 10 แสดงผลบนหนาเวบและอปกรณโทรศพทมอถอได ผลงานวจยชนนเปนตนแบบเพอน าไปสการพฒนาผลตภณฑหรอสามารถน ามาประยกตใชในงาน IoT ในสถานทมขอจ ากดทางดานแหลงพลงงานและเครอขายอนเตอรเนตได ค าส าคญ: NB IoT / SOLAR ENERGY / Weather Station

Abstract This research study had an objective to build a prototype using Narrowband-Internet of

Things (NB-IoT) which is a low power network radio technology standard. In this study, the NB-IoT was applied to air quality monitoring sensor. The data was measured, gathered, and sent through AIS Magellan Library, before being displayed on the AIS Magellan and dweet web pages. The study tools used in this study were NB-IoT Shield for Arduino, dust sensor, temperature and humidity sensor, and aismagellan cloud storage. The energy source used in this study was a small solar panel. The study results showed that NB-IOT Shield for Arduino was able to send measured data on environment, temperature, humidity, and air particulate matter of 1.0, 2.5, and 10 onto the web pages and smartphone screen. The results from this study can be used as a prototype in product development or IoT application in those areas that have limitation on energy sources and internet networking. Keywords: NB IoT / SOLAR ENERGY / Weather Station ความเปนมาและความส าคญของปญหา ตามทรฐบาลสนบสนนนโยบายประเทศไทย 4.0 ถอเปนจดเรมตนทท าใหเทคโนโลย IoT ไดรบการกลาวถงและไดรบการยอมรบ สงผลท าใหเกดอปกรณเกยวของกบ IoT เปนจ านวนมากโดยเฉพาะอยางยงเมอผใหบรการโทรศพทเคลอนทไดสงผลตภณฑอปกรณ Narrow band Internet of Things ท าใหการเชอมตออปกรณ IoT และการสงคาเซนเซอรตางๆ ผานอนเตอรเนตโดยใชระบบคลนโทรศพท 3G/4G ท าไดสะดวกและมรวดเรวมากกวาเดมประกอบกบเปนอปกรณดงกลาวใชพลงงานต าท าใหสามารถตดตงโดยใชแหลงพลงงานจากแบตเตอรหรอพลงงาน

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

260

สะอาดจากพลงงานแสงอาทตยโดยใชแผงโซลารเซลลขนาดเลกได ในงานวจยนไดท าการตดตง Narrow band Internet of Things ซงเปน บอรด Shield Arduino ตดตงเซนเซอรตรวจจบอณภม ความชน และเซนเซอรตรวจจบฝนละออง ในการสงขอมลจากเซนเซอรจะสงผานโดยใชคลนโทรศพท 3G/4G ไปเกบขอมลและแสดงผลทคลาวด โดยใชไลบาร AIS Magellan Library และเครองมอ Github และสามารถสงขอมลไปแสดงผลท dweet ไดเชนกน ซงจะไดอธบายรายละเอยดในหวขออนๆ ตอไป วตถประสงคของการวจย

1. เพอศกษาการน าเอาเซนเซอรและเทคโนโลย NB-IoT มาใชในการส ารวจสภาพแวดลอม 2. เพอศกษาตนแบบในการใชพลงงานจากโซลารเซลลมาใชรวมกบระบบ NB-IoT

เทคโนโลยทเกยวของ

1. NB IOT เปนเทคโนโลยการสอสารแบบ Low Power Wide Area Network (LPWAN) โดยมองคกรก าหนดมาตรฐานกลาง 3rd Generation Partnership Project (3GPP) โดย NB-IoT ถอเปนหนงใน Release ท 13 ของ 3GPP (LTE-Advanced Pro) และประกาศออกมาเปนมาตรฐานในเดอนมถนายนพ .ศ 2559 ท าใหอปกรณตางๆ สามารถใชเครอขายเซลลารในการรบสงขอมลแบบใชพลงงานต า สงขอมล Uplink ในขนาดทเหมาะสมโดยแบตเตอรของอปกรณ IoT มอายการใชงานนานกวา 10 ป สามารถพฒนาเครอขายใหเปดบรการ IoT ไดอยางสะดวกรวดเรวเนองจากสามารถใชระบบเครอขายเซลลาร 3G/4G ในปจจบนได และสถานฐานสามารถรองรบอปกรณ IoT ไดมากในระดบแสนตวตอสถานฐาน NB-IoT ใชยานความถอยางนอย 180 KHz สามารถท างานไดสามลกษณะคอใชอยบนคลนความถหนงชองของ GSM ใชอยบนแถบบความถของ LTE หรอใชบนคลนความถเดยวกบ LTE โดยใชบนแถบความถหนงบลอกมความเรวในการสอสาร 250 kpps มความไวในการรบสญญาณไดในระดบมากกวา -150 dBm จงมระยะทางการสอสารทไกลมาก โดยมความไวในการรบสญญาณไดดกวา GSM และ LTE ในระบบเดม 20db ผใหบรการโครงขายโทรศพทเคลอนทสามารถตดตงระบบสอสารขอมลกบอปกรณ NB-IoT ไดโดยไมจ าเปนตองมอนเตอรเนตเกตเวย ขอมลจะถกสงจากอปกรณ NB-IoT ผานโครขายโทรศพทเคลอนทไปยงเซฟเวอรไดโดยตรง

ภาพท 1 การแบงความถของ NB-IoT

(ทมา: กฤษฎา อจฉรยพฒน, 2561)

2. โปรโตคอล CoAp CoAP (Constrained Application Protocol) เปนมาตรฐานทถกพฒนาขนมาใหมโดย IETF ในป 2014

โดยถกออกแบบใหคลายกบ HTTP ซงเปน Document transfer protocol แตมขนาดเลกกวามาก (ม header แบบคงทขนาด 4 byte) เพราะตดสวนทไมจ าเปนทงและรนบน UDP ซงเปน protocol ทไมมการสรางการเชอมตอระหวางอปกรณปลายทาง จงสงขอมลไดเรวมากแตไมการนตวาขอมลจะถกสงไปยงปลายทางอยางแนนอนและถกตองตามล าดบ การสงซ าและเรยงล าดบขอมลตองไปท าบนระดบแอปพลเคชน

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

261

ภาพท 2 เลเยอรของโปรโตคอล CoAp

(ทมา: Urunov, Hamdamboy, 2017)

โปรโตคอล CoAP เปนสถาปตยกรรมแบบ Client/Server โดย client จะท าการรองขอทรพยากรไปท server โดยตรง จากนน server จะท าการตอบกลบค ารองพรอมกบออพชน ‘Content-Type’ เพอวาบอก client วาก าลงจะไดรบขอมลในรปแบบไหนกลบไป (เชน JSON, XML, CBOR เปนตน) โดย client สามารถ GET, PUT, POST และ DELETE ทรพยากรบน Server ดวย URL และ query string คลายกบ REST API ทเราคนเคยนนเอง ในการสถาปตยกรรมแบบ CoAP ทมการแลกเปลยนทรพยากรกนโดยตรง Sensor Node ท าหนาทเปนทง Server และ Client ในเวลาเดยวเพราะตองท าการตอบรบ packets ทถกสงมาหา โปรโตตอล CoAP ออกแบบมาส าหรบการแลกเปลยนขอมลแบบ one-to-one เหมาะส าหรบแอปพลเคชนแบบกระจายศนย ทมอปกรณอยบนเครอขายเดยวกนสามารถตดตอกนไดโดยตรง

ภาพท 3 ภาพแสดงการเชอมตอระหวางโนดเซนเซอรโดยกบเซฟรเวอรโดยใชโปรโตคอล CoAp โดยตรง

(ทมา: RF Wireless World, 2012)

3. คา Particulate Matters (PM) เปนค าเรยกคามาตรฐานของฝนขนาดเลกทเปนอนตรายตอสขภาพของทาง US. EPA (United state Environmental Protection Agency) ประเทศสหรฐอเมรกา ซงมอยดวยกน 2 ชนด ไดแก PM10 และ PM2.5ส าหรบ PM10 มค าเรยกโดยทวไปวา ฝนหยาบ (Course Particle) เปนอนภาคทมเสนผานศนยกลาง 2.5 - 10 ไมครอน มแหลงก าเนดจากการจราจรบนทองถนนทไมไดลาดยางตามการขนสง วสดฝนจากงานกจกรรม บด ยอยหนเปนอนภาคทมเสนผานศนยกลางเลกกวา 2.5 ไมครอน มแหลงก าเนดมาจากควนเสยของรถยนต โรงไฟฟา โรงงานอตสาหกรรม ควนทเกดจากการหงตมอาหารโดยใชฟน นอกจากนกาซซลเฟอรไดออกไซด (SO2), ไนโตรเจนออกไซด (NOx), สารประกอบอนทรยระเหยงาย (VOCs) กอาจเกดปฏกรยา กอใหเกดฝนละเอยดไดเชนกน เมอเทยบกบเสนผมปกตของมนษยทมขนาดโดยเฉลยประมาณ 50 - 70 ไมครอน จะเหนไดวา ฝนละเอยด (PM2.5) มขนาดเลกกวาเปนอยางนอย 20 เทาของเสนผม ท าใหฝนละเอยดขนาด PM2.5 สามารถเลดลอดผานขนจมกเขาสรางกายไดโดยงาย (PM10 กเลดลอดไดโดยงายเชนกน) ปญหาฝนละอองมการบนทกวาเปนสาเหตหนงทท าใหมผเสยชวตเปนจ านวนมาก และผปวยทเพมจ านวนขนสงในชวงสามสบปทผานมา ในสหรฐอเมรกามการประมาณการวามผเสยชวตประมาณ 22,000-52,000 คนตอปเนองจากปญหาฝนละอองและ 200,000 คนตอปในทวปยโรป ผลทเกดจากการสดดมฝนละอองเขาไปในรางกายมนษยหรอสตวสามารถกอใหเกด หอบหด มะเรงปอด โรคหวใจ ความ

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

262

ผดปกตแตก าเนด และการตายกอนก าหนด ขนาดของอนภาคจะสงผลตอสขภาพ โดยอนภาคทมขนาด 10 ไมโครเมตรหรอเลกกวา (PM10) สามารถเขาไปในสวนทลกสดของปอดได เชน หลอดลมฝอย หรอ ถงลมอนภาคขนาดใหญโดยทวไปจะถกกรองดวยจมกและล าคอ โดยขนจมกและขมก แตอนภาคทมขนาดเลกกวา 10 ไมโครเมตร (PM10) สามารถผานเขาไปในปอดและกอใหเกดปญหาสขภาพได

4. การบรการของ aismagellan เปนแพลทฟอรม IoT Connectivity Platform ของผใหบรการโทรศพทมอถอจากบรษท แอดวานซ อนโฟร เซอรวส จ ากด (มหาชน) (AIS) ซงตวแพลทฟอรม IoT Connectivity Platform นนมหนาทหลกในการใหบรการเปน UDP Server ทสนบสนนโปรโตคอล CoAP บรการ Dashboard ปรบแตง การแสดงผลขอมลในรปแบบ Widget หรอพฒนาเชอมตอ API กบแอพพลเคชนบนสมารทโฟน และการใช Data Proxy รองรบการใชงานจาก NB-IoT Development Kit และอปกรณ IoT อนๆ สามารถจดการอปกรณ ระบบ Cloud ของ aismagellan เปนแพลทฟอรม ทถกออกแบบใหพฒนาและอ านวยความสะดวกส าหรบนกพฒนาในการสอสารระหวางเซนเซอร อปกรณ ผานระบบเครอขายเซลลารเขาสระบบ Cloud โดยตรง โดยม Library AIS Magellan) เพอสนบสนนนกพฒนาผลตภณฑ และโซลชน IoT ใหสามารถสรป การออกแบบ และทดสอบความเปนไปได (Proof of Concept) ไดอยางรวดเรว กอนสรางเปนผลตภณฑจรง วธด าเนนการวจย การวจยครงนด าเนนการออกแบบและน าเทคโนโลย NB-IoT หรอ Narrow Band internet of Thing เขามาชวยในการตรวจสภาพแวดลอม โดยน าเอาเซนเซอรวดอณภมความชน และ เซนเซอรตรวจวดฝนละออง บนทกและวดคาขอมลผานมาตรฐานโครงขายทใชพลงานต า LPWAN หรอ Low Power Wide Area Network ซงท าใหสามารถรบสงขอมลจากเซนเซอรในจดทหางไกล สามารถสงคาเขาสระบบเครอขายไดโดยตรงโดยใชพลงานต าโดยผานเครอขายโทรศพท 3G/4G โดยในงานวจยนไดเลอกใชระบบพลงงานโซลารเซลล และใชเซนเซอรวดอณภมความชน ใชโมดล DHT22 / AM2302 เซนเซอรตรวจวดฝนละอองใชโมดล PMS3003 ยหอ PlanTower ซงเปนเซนเซอรชนดมพดลมดดฝนในอากาศทตองการวดเขามาทตวเซนเซอรใหตดผานแหลงก าเนดแสงอนฟาเรดและโฟโตทรานซสเตอร สามารถวดคาฝนละอองได 3 ระดบคอ PM1.0 PM2.5 และ PM10 ในสวนของบอรดทใชในการพฒนาและเขยนโปรแกรมรบสงขอมลใชบอรด Arduino Uno R3 และ Devio NB-Shield I ทใชโมดล Quectel BC95 ท างานทคลน 900MHz ม eSIM ในตว

ภาพท 4 ภาพรวมการออกแบบระบบและการเชอมตอระบบ

(ทมา: ศลปณรงค ฉวพฒน, 2561)

จากภาพท 4 แสดงการออกแบบวงจรแผงโซลารเซลลทใชเปนแหลงพลงงานใหกบอปกรณ NB-IoT และเซนเซอรทงหมด และ NB-IoT จะรบคาจากเซนเซอรสงผานระบบเครอขายเซลลาร 3G/4G โดยใช โปรโตคอล

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

263

CoAp และขอมลจะถกประมวลผลและจดเกบไวทระบบคลาว Magellan และสามารถน าแสดงคาขอมลจากเซนเซอรมาแสดงทหนาเวบหรอไปเชอมตอกบ APIแอพพลเคชนอนๆ ไดตามความตองการ โดยในตนแบบของสถาน ตรวจวดคณภาพอากาศในงานวจยนไดใชอปกรณและเซนเซอรตางๆ ดงน

1. แผงโซลลารเซลลขนาด จ านวน 1 แผง 2. โซลารชารจขนาด 3. แบตเตอรขนาด 4. อนเวอรเตอรแปลงกระแสไฟฟาจาก 12โวลต เปน 220โวลต 5. บอรด Arduino Uno 3 6. NB-IoT Arduino Shilled 7. เซนเซอรวดอณภมและความชนสมพทธ AM2302/DHT22 8. เซนเซอรวดฝนละออง PMS3003 High Precision Laser

ในสวนของซอฟตแวรทใชในการพฒนานนมดงน 1. Arduino IDE version Ver. 1.8.5 2. AIS NB-IoT Library Ver. 1.0.4 3. Library AM2302/DHT22 4. Library PMS3003 Arduino 5. Platform Cloud Magellan AIS 6. Dashboard Dweet.io 7. Github

สถาปตยกรรมและองคประกอบการออกแบบระบบ

ใชวธด าเนนการออกแบบ ซงม 4 สวน ดงน

1. สวนของการจดการ Sensor และบอรดทใชพฒนา (Device Management) ในสวนนจะเปนการตดตงเซนเซอร PMS 3003 และ เซนซอร AM2302/DHT22 รวมถงการตดตง Library ทจ าเปน ดงตอไปน AIS NB-IoT Library, Magellan Library, Grove-Temperature&Humidity Library และPMS Library

2. สวนของการเชอมตอ (Connectivity Management) ในสวนนจะเปนการเชอมตอระหวางบอรด NB-IoT โดยเรยกใชงานผาน AIS NB-IoT Library และ Magellan Library โดยจะสงขอมลไปในรปแบบ Json Web Token ดงนน ในการใชงานจ าเปนตองทราบถงหมายเลขToken ทใชในการเชอมตอและการ และการก าหนดคา Payload ขอมลทใชในการสง โดยจะมรปแบบตวอยางดงน

- ตวอยางการก าหนดหมายเลข Token char auth[]="64449410-59ec-11e8-9fxx-53f54xx83x56"; - ตวอยางการก าหนดคา Payload payload="{\"ตวแปรเซนเซอร\":"+คาตวแปรเซนเซอร+"}";

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

264

ภาพท 5 ภาพรวมการออกแบบระบบและการเชอมตอระบบ

(ทมา: ศลปณรงค ฉวพฒน, 2561)

3. สวนจดการผใชงาน (Users Management) ในสวนนจะเปนสวนสนบสนนผใชงานสามารถบรการจดการรบขอมลจากเซนเซอรมาจดเกบลงในฐานขอมลบนระบบคลาวและก าหนดคาตางๆ ทใชแสดงผลขอมล

4. สวนของการแสดงผลขอมลและการเชอมตอกบโปรแกรมอนๆ (Dashboard Management & API Management) ในสวนนจะเปนการสรางแดชบอรดหรอการสงคาเซนเซอรไปแสดงผลทโปรแกรมหรอเวบอนๆ ได โดย โดยมรปแบบการใชงานดงน

4.1 การสรางสวนแสดงผล (Dashboard Widget) ในสวนนทางผใหบรการไดสรางสวนแสดงผล (Widget) ส าเรจรปมาใหเลอกใชงานใหเหมาะสมกบการใชงานโดยจะรบคามาจากการก าหนดคา payload มาจากสวนของการเชอมตอ (Connectivity Management)

ภาพท 6 แสดงการสราง Widget ทมใหเลอกในระบบคลาวนของ aismagellan

(ทมา: ศลปณรงค ฉวพฒน, 2561)

4.2 การสงคา api ในสวนนสามารถสงคาออกเปน Data Source สงคา api ไปแสดงผลทโปรแกรมหรอแอพลเคชนอนไดโดยงาย โดยมรปแบบการสงคาดงน https://www.aismagellan.io/api/things/pull/64449410-59ec-11e8-9fbb-53f54aa83a56

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

265

4.3 การสงคาไปแสดงผลกบผใหบรการรายอน (3rd party Dashboard) โดยจะสงคาไปในรปแบบ JSON Format ซงมรปแบบการสงดงน https://dweet.io/follow/64449410-59ec-11e8-9fbb-53f54aa83a56

ภาพท 7 ตวอยางชดค าสงบางสวนในแอปพลเคชน Arduino

(ทมา: ศลปณรงค ฉวพฒน, 2561)

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

266

ผลลพธทไดจากการพฒนา ภาพท 8 แสดงชดตนแบบของระบบทพฒนาขนมาผเชอมไดทดสอบการใชงานฟเจอรตางๆ โดยสามารถสรปไดตามตารางท 1

ภาพท 8 ชดตนแบบสถานนตรวจวดสภาพอากาศทไดจากการพฒนา

(ทมา: ศลปณรงค ฉวพฒน, 2561) ตารางท 1 สรปการท างานของระบบ ล าดบ หนาทการท างาน ผลการทดสอบ

1 การท างานของระบบโซลารเซลล สามารถใชพลงงานจากแสงอาทตยจายไฟใหกบอปกรณเซนเซอรไดตลอด 24 ชวโมงทงนควรจะปรบปรงจากอปกรณ Converter เปน Step Down Voltage Regulator เพอประสทธภาพการจายไฟทดกวา

2 การเชอมตอ NB-IoT ผานระบบเครอขายโทรศพทเคลอนท

สามารถเชอมตอไดทกครงทเปดระบบ

3 การเชอมตอเขากบระบบคลาวน www.aismagellan.io

สามารถเชอมตอไดโดยสญญาณจะมการสงคา 2 สถานะคอ Connected 5 วนาทสลบกบ Disconnect 10 วนาท ทงนการสงขอมลจะไม real time ทนททนททนใดแตจะเปนสงขอมลไปชวง เวลาตามสถานะของการ Connect กบ Disconnect

4 การสงคาอณภมความชน จากเซนเซอร DHT22 AMP 3001

สามารถสงคาและแสดงผลบนแดชบอรดได 2 คาคอ Temperature และ Humidity

5 การสงคาฝนละอองจากเซนเซอร PMS3003

สามารถสงคาและแสดงผลบน Dashboard ได 3 คาคอ PM1.0 PM 2.5 และ PM 10

6 การสงคาเซนเซอรไปแสดงผลทเวบอนๆ โดยผาน Token Key

สามารถสงคาและแสดงผลผาน Dashboard บน Dweet.io และ freeboard.io ได

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

267

ภาพท 9 การแสดงผลคาเซนเซอรทงหมด แบบ GUI บน Dash Board ของระบบคลาวน aismagellan

(ทมา: ศลปณรงค ฉวพฒน, 2561)

ภาพท 10 การแสดงผลคาเซนเซอรทงหมด แบบ RAW File บน Dash Board ของระบบคลาวน aismagellan

(ทมา: ศลปณรงค ฉวพฒน, 2561)

ภาพท 11 การแสดงผลคาเซนเซอรทงหมด แบบ Graph โดยการสงคา Token Key ไปท https://dweet.io

(ทมา: ศลปณรงค ฉวพฒน, 2561)

ภาพท 12 การแสดงผลคาเซนเซอรทงหมด แบบ GUI บน Dash Board ของระบบคลาวน https://freeboard.io ผานอปกรณโทรศพทเคลอนท

(ทมา: ศลปณรงค ฉวพฒน, 2561)

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

268

สรปผลการวจย ขอสงเกตจากการทดสอบระบบพบวาอปกรณ Narrow Band Internet of Thing มการเชอมตอกบระบบเครอขายเซลลลารแบบไมตอเนองกลาวคอจะแสดงสถานะการเชอมตอ (Connect) กบไมเชอมตอ (Disconnect) เปนจงหวะไมสม าเสมอ ดงนนอาจจะไมเหมาะกบเซนเซอรบางประเภททตองการใชงานแบบทนททนใด(Real time) เชนเซนเซอรแบบ Smart Home เชนเซนเซอรควบคมระบบปดเปดไฟฟา อาจจะเหมาะกบงานเซนเซอรแบบ Smart City ลกษณะแบบตรวจวดสภาพแวดลอมหรอเซนเซอรสงเกตการณ เชนเซนเซอรวดอณภมความชน แตขอดการประยกตใช Narrow Band Internet of Thing ทเหนไดชดเจนคอการใชพลงงานต าสามารถใชพลงงานจากโซลารเซลลหรอพลงงานจากแบตเตอรไดและการรบสงขอมลจากเซนเซอรผานเครอขายเซลลล ารไปยงเครอง คอมพวเตอรเซรฟเวอร สามารถเชอมตอไดงายสะดวกรวดเรว ท าใหงายตอการการพฒนา รวมไปถงขอจ ากดทางดานเครอขายอนเตอรเนตทไมบางสถานทไมสามารถตดตงเครอขายไรสายได ถงแมความเรวในการรบสงขอมลจะไมสงมากคอ สญญาณ Download 24kbps และ สญญาณ Upload 15.625kbps แตกเพยงพอตอการใชงานจรงโดยจากงานวจยจะเหนไดวาสามารถวดรายงานคาขอมลได 5 คาพรอมกนในเวลาเดยวกน อภปรายผลการวจย เทคโนโลย Narrow Band Internet of Thing ถอไดวาเปนเทคโนโลยทใหมซงมขอดคอรบสงขอมลจากเซนฌวอรเขาสเครองคอมพวเตอรเซรฟเวอรเพอประมวลผลขอมลไดโดยตรงโดยใชพลงงานต า สามารถตดตงอปกรณและเซนเซอรในสถานททมขอจ ากดทางดานพลงงานและขอจ ากดการเชอมระบบการสอสารเพราะตว Narrow Band Internet of Thing ใชระบบเครอขายเซลลารเปนชองทางการสอสาร ในงานวจยชนนผวจยไดออกแบบและสรางตนแบบสถานตรวจวดคณภาพอากาศโดยใชเซนเซอรโมดล DHT22 / AM2302 ซงเปนเซนเซอรทวดอณภมและความชนและเซนเซอรโมดล PMS 3003 ซงเปนเซนเซอรตรวจวดฝนละอองชนดมพดลมดดฝนใน อากาศทตองการวดเขามาในตวเซนเซอรใหตดผานแหลงก าเนดแสงอนฟาเรดและ โฟโตทรานซสเตอร ซงสามารถวดคาไดสามระดบคอ PM1.0 ,PM2.5 และ PM10 ซงเซนเซอรตรวจวดฝนละอองประเภทนมความเหมาะสมตอการตรวจวดฝนละอองในอากาศ PM 2.5 และ PM 10 ตามประกาศโดยคณะกรรมการสงแวดลอมแหงชาต โดยตนแบบสถานตรวจวดคณภาพอากาศทจดสรางขนมา จะมสวนประกอบหลกๆ อย 4 สวน คอ (1) ระบบโซลารเซลลซงเปนพลงงานสะอาดทจายใหกบอปกรณและเซนเซอร (2) ชดอปกรณควบคมและเซนเซอร (3) การพฒนาโปรแกรม (4) บรการระบบคลาวนของ aismagellan ผลทไดคอระบบสามารถรายงานสภาพแวดลอมอณภม ความชน และฝนละออง ในอากาศ ไดสามระดบคอ PM1.0 ,PM2.5 และ PM10 ผานระบบคลาวนและสามารถแสดงผล Dash Board ไดหลายอปกรณคอมพวเตอรและอปกรณมอถอ อยางไรกตาม Narrow Band Internet of Thing ยงมขอจ ากดในการใชงานเซนเซอรบางอยางทตองการท างานแบบทนททนใด( real-time) หรอเซนเซอรทตองการเวลาในการตอบสนองระเวลาสนๆ อาจจะไมเหมาะสมมากนกเชนเซนเซอรปดเปดไฟ เซนเซอรเกยวกบระบบควบคมการเขาออกของพนกงานเนองจากมคา latency ระหวางตวเซนเซอรกบเครองคอมพวเตอรเซฟรเวอรมคาสงมาก ขอเสนอแนะ ขอเสนอแนะในการน าผลการวจยไปใช

1. ในการประยกตใชงาน Narrow Band Internet of Thing นนมขอจ ากดใชไดเฉพาะกบ UDP Server ทสนบสนนการใชงานโปรโตคอล CoAp เทานน ประกอบกบ IoT Platform สวนใหญทสนบสนน UDP Server กบโปรโตคอล CoAp ยงมนอยมากดงนนนกพฒนาอาจจะตองพจารณาการใชงานใหเหมาะสมกบโปรโตคอล

2. ในการประยกตใชงาน Narrow Band Internet of Thing ยงมความสามารถทคอนขางจ ากด เนนการสงขอมลจากเซนเซอร เขาส UDP Server เปนหลก ยงไมสนบสนนการสงขอมลผานไปยงแอพพลเคชน Blynk หรอการแจงเตอนผาน แอพคลเคชน Line ไมสามารถท าได

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

269

ขอเสนอแนะในการท าวจยครงตอไป 1. ในงานวจยตนแบบนไดใชระบบอนเวอรเตอร (Inverter) ในการแปลงระบบไฟฟากระแสตรง

(DC) จากแผงโซลารเซล 12 โวลต เปนไฟฟากระแสสลบ (AC) 220 โวลต ซงจะมการสญเสยพลงงานไฟฟาอนเนองมาจากความรอน ควรเปลยนไปใช Step Down Regulator 12 โวลต ลดแรงดนเหลอ 5 โวลต จะประหยดพลงงานมากกวา

2. ควรทดสอบการใชงาน Narrow Band Internet of Thing ในพนทอนทหางไกลหรอพนททเปนปญหาเกยวกบสภาพแวดลอมจรงสถานทจรงเชน บรเวณปาหรอไรนาเนองจากพนท จงหวดก าแพงเพชรประสบปญหาเรองฝนละอองจากควนไฟอยบอยครงโดยเฉพาะในชวงฤดหนาว เพอทดสอบวาในพนทนนรองรบการใชงานเครอขาย Narrow Band Internet of Thing และทดสอบประสทธภาพดานการสอสารของตวตนแบบกอนพฒนาใชงานจรง

เอกสารอางอง กฤษฎา อจฉรยพฒน. (2560). มารจก NB-IoT กนและถาเปรยบเทยบกบ LoRa ละ. [Online]. Available:

https://medium.com/deaware/%E0%B8%A1%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%B9%E0%B9%89%E0%B8%88%E0%B8%B1%E0%B8%81-nb-IoT-E0%B8%81%E0%B8%B1%E0%B8 %99%E0%B9%81%E0%B8%A5%E0%B8%B0%E0%B8%96%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B9%80%E0%B8%9B%E0%B8%A3%E0%B8%B5%E0%B8%A2%E0%B8%9A%E0%B9%80%E0%B8%97%E0%B8%B5%E0%B8%A2%E0%B8%9A%E0%B8%81%E0%B8%B1%E0%B8%9A-lora-%E0%B8%A5%E0%B8%B0-4f70bcde6f6. [2561, สงหาคม 15].

เจษฎา ขจรฤทธ, ปยนช ชยพรแกว และหนงฤทย เองฉวน. (2560). การประยกตใชเทคโนโลย Internet of Things ในการควบคมระบบสองสวางสาหรบบานอจฉรยะ. JOURNAL OF INFORMATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 7(1), 1-11.

ปรชา กอเจรญ,เพชร นนทวฒนา, เตมพงษ ศรเทศ และณรงค อยถนอม. (2560). เทคโนโลยการสอสารไรสาย ส าหรบอนเทอรเนตของสรรพสง. วารสารวชาการ กสทช, 2(2), 269-287. ฝนละออง. (2559).ฝนละออง.[Online]. Available: https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%9D%E0%B8 %B8%B8%E0%B9%88%E0%B8%99%E0%B8%A5%E0%B8%B0%E0%B8%AD%E0%B8%AD% E0%B8%87. [2561, สงหาคม 15]. สาคร ปนตา อาทตย ยาวฑฒ, พสษฐ วมลธนสทธ กจจา, ไชยทน และจกรรนทร ถนนคร. (2560). การศกษา

เซนเซอรหลกการทางแสงราคาถกสาหรบงานตรวจวดฝนละอองในอากาศ . The 3rd National Conference on Informatics, Agriculture, Management, Business Administration, Engineering, Science and Technology, 16-23.

Hassan, M., Muhammad, M., Alam, Y.L. & Alar, K. (2018). Narrow Band-IoT Performance Analysis for Healthcare Applications. 9th International Conference on Ambient Systems, Networks and Technologies, ANT-2018 and the 8th International Conference. Procardia Computer Science, 1077-1083.

Oran, C., Anukit, S. & Ekkarat, B. (2017). IoT for Smart Farm: A case study of the Lingzhi Mushroom Farm at Maejo University. Proceedings of the 2017 14th International Joint Conference on Computer Science and Software Engineering. (pp.585-593). Nakhon Si Thammarat: Walailak University.

RF Wireless World. (2012). What is CoAP IoT protocol|CoAP Architecture, message header. [Online]. http://www.rfwireless-world.com/IoT/CoAP-protocol.html. [2018, August 15].

Urunov, H. ( 2017) . The constrained application protocol (co ap) implementation-part5. [Online]. 15. Available: ttps://www.slideshare.net/HamdamboyUrunov/the-constrained-application -protocol-co-ap-implementationpart5. [2018, August 15].

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence

270

Wang, Y.-P.E., Lin, X., Adhikary, A., Grövlen, A., Sui, Y., Blankenship, Y., Bergman, J. & Razagh, H.S. (2017). A Primer on 3GPP Narrowband Internet of Things (NB-IoT). IEEE Communications Magazine. [Online], 55(3), 117-123. Available: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1606/1606.04171.pdf. [2018, August 15].

The 5

th Ka

mphae

ng Ph

et Ra

jabha

t Univ

ercity

Natio

nal C

onfer

ence