SlideShare a Scribd company logo
1 of 6
Download to read offline
________________________________________________
1
หมายเลขสนับสนุนจาก NECTEC คือ NT-B-22-ES-19-50-20
ระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย
และการต่ออุปกรณ์เสริมเพือใช้ในสวนยางพารา1
ภาคภูมิ มโนยุทธ
ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์
คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
อ.หาดใหญ่ จ.สงขลา 90112
kgprasot@gmail.com
มัลลิกา อุณหวิวรรธน์
ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์
คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
อ.หาดใหญ่ จ.สงขลา 90112
malika@coe.psu.ac.th
วรรณรัช สันติอมรทัต
ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์
คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
อ.หาดใหญ่ จ.สงขลา 90112
wannarat@coe.psu.ac.th
บทคัดย่อ
ในปัจจุบันการเกษตรกรรมไทยมีความต้องการเพิมคุณภาพ เพิมปริมาณ
ของผลผลิต ซึงมีหลายวิธีทีจะช่วยแก้ปัญหาดังกล่าว วิธีการหนึงทีช่วยใน
การจัดการคือ การตรวจสอบสภาพของสิงแวดล้อมในบริเวณทีทําการ
เพาะปลูก เพือทําการปรับปรุงและแก้ไขสภาพต่างๆ ของสิงแวดล้อม
อาทิเช่น เพิมนําให้แก่พืช โดยการตรวจสอบความชืนภายในดิน ประกอบ
กับปัจจุบันมีการใช้งานเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายอย่างแพร่หลาย หากนํา
เครือข่ายไร้สายประยุกต์ใช้งานเพือตรวจสอบสภาพของสิงแวดล้อม จะ
ทําให้การตรวจสอบสิงแวดล้อมเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Abstract
Nowadays, Communication is important in everyday life. The
communication is included technology for improve performance.
Wireless sensor networks(WSN) is a technology used widely.
WSN is collaboration between sensor systems and
communication systems for check the event in environment. The
packet in wireless sensor networks send or receive via radio
frequency. In agriculture want to monitor environment for
management. When the system applied to monitoring.
Productivity has improved. And the system is ease to use.
คําสําคัญ
Wireless sensor network, external sensor, rubber
orchard
1. บทนํา
ระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย[1] (WSN) มีการใช้งานอย่าง
แพร่หลายในปัจจุบัน มีการนําไปประยุกต์ใช้งานในหลายๆ
ด้าน เช่น ด้านสุขภาพ, ด้านการทหาร, ด้านการเกษตรกรรม
เป็นต้น ซึงในบทความนีเป็นการนําระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้
สายมาพัฒนาใช้ในด้านการเกษตร โดยให้ความสําคัญกับสวน
ยางพาราซึงเป็นพืชเศรษฐกิจทีสําคัญของภาคใต้ หากทําการ
ตรวจสอบสภาพแวดล้อมของสวนยางพารา ข้อมูลดังกล่าวจะ
เป็นข้อมูลทีสําคัญเพือให้เกษตรกรนํามาใช้ในการวิเคราะห์เพือ
การเพิมคุณภาพและผลผลิตให้แก่สวนยางพาราต่อไป
2. ทีมาและแรงจูงใจของปัญหา
ในการเกษตรกรรมมีความจําเป็นจะต้องทราบถึงข้อมูลต่างๆ ที
เกียวข้องกับการเจริญเติบโตของพืช[2] ประกอบกับการนํา
ข้อดีของระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายอาทิเช่น ง่ายต่อการ
ติดตัง ไม่ใช้สายสัญญาณ มีความทนทาน เป็ นต้น มา
ประยุกต์ใช้งานร่วมกัน จะทําให้การตรวจสอบเป็นไปอย่าง
สะดวกและให้ค่าผลลัพธ์เพือใช้ในการศึกษาการเจริญเติบโต
ของพืช[3] เพือใช้ในการปรับปรุงการเกษตรกรรมให้มี
ประสิทธิภาพมากยิงขึน
3. งานและทฤษฎีทีเกียวข้อง
3.1. Wireless sensor network
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย[1] ประกอบด้วยอุปกรณ์ทีทําหน้าที
เป็นโหนดเซ็นเซอร์(Sensor node)และโหนดสถานีฐาน(Base
station node) โหนดเซ็นเซอร์ทําหน้าทีในการส่งข้อมูลทีวัดจาก
เซ็นเซอร์ ไปยังโหนดสถานีฐานผ่านทางคลืนวิทยุ ส่วนโหนด
สถานีฐานจะทําหน้าทีในการติดต่อสือสารระหว่างเครือข่าย
เซ็นเซอร์ไร้สาย กับคอมพิวเตอร์ผ่านทางพอร์ตอนุกรม(Serial
© ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5
1
protocol) โดยการติดต่อสือสารในเครือข่ายไร้สาย สามารถ
ติดต่อกันได้ทังรูปแบบ single-hop[4] และรูปแบบ multi-
hop[5] สําหรับโหนดเซ็นเซอร์ทีใช้ในโครงงานนีจะมีพืนฐาน
โครงสร้างฮาร์ดแวร์เหมือนกับTmote sky[6]
3.2. Expansion Connector
เซ็นเซอร์โหนดมีพอร์ตทีใช้ในการเชือมต่อสองพอร์ต ประเภท
ของพอร์ตเป็นแบบ IDC header ชือว่า Expansion connector
U2 มีขนาด 10 pin และพอร์ตทีสองมีชือว่า Expansion
connector U28 มีขนาด 6 pin แสดงดังรูปที 1 และ 2
รูปที 1 Expansion Connector(U2) on Tmote Sky
รูปที 2 Expansion Connector(U28) on Tmote Sky
3.3. Data packet
แพ็คเก็ตข้อมูล[7] ทีใช้งานในการติดต่อสือสารแบ่งออกเป็น
สองส่วนหลักคือส่วน header และ payload โดย header จะ
ทําการเก็บข้อมูลพืนฐานทีใช้ในการติดต่อสือสาร ได้แก่
หมายเลขปลายทาง(Dest), หมายเลขต้นทาง(Src),ความยาว
ของข้อมูล(Len), กลุ่มในการติดต่อสือสาร(Grp)และประเภท
ของข้อมูล(Type) และข้อมูลในส่วนของ payload จะขึนอยู่กับ
การออกแบบของผู้พัฒนาระบบว่าต้องการรับและส่งค่าของ
ข้อมูลใดบ้างในการติดต่อสือสาร ลักษณะข้อมูลแสดงดังรูปที
3
รูปที 3 แสดงลักษณะของแพ็กเก็ตข้อมูล
3.4. Internal sensor
เซ็นเซอร์บนอุปกรณ์ซึงมีอยู่ด้วยกัน 3 ชนิด[6] ได้แก่ ความชืน
ในอากาศ อุณหภูมิในอากาศ และความเข้มแสง สําหรับใน
โครงงานนียังได้ทําการนําค่าของแรงดันไฟฟ้ าของโหนดออกมา
เพือตรวจสอบพลังงานทีเหลืออยู่ของอุปกรณ์
3.5. External Sensor
3.5.1. เซ็นเซอร์วัดความชืนและอุณหภูมิภายในดิน
พัฒนามาจาก สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
แห่งชาติ(สวทช.) ลักษณะดังรูปที 4
รูปที 4 แสดงอุปกรณ์ของเซ็นเซอร์วัดความชืนดิน
เซ็นเซอร์วัดความชืนดินจะอาศัยหลักการเดินทางของ
สัญญาณไฟฟ้ าในสายนําสัญญาณทีมีลักษณะเปลียนแปลงไป
เมือคุณสมบัติของสายนําสัญญาณเปลียนไป โดยใช้ดินเป็น
ส่วนหนึงของสายนําสัญญาณ ซึงค่าทีได้จากการวัดจะมี
ลักษณะเป็นสัญญาณอนาล็อกและสามารถทําการคํานวณได้
ดังสมการและความสัมพันธ์ในรูปที 5
รูปที 5 การคํานวณค่าความชืนในดินกับแรงดัน
เซ็นเซอร์วัดความชืนดินสามารถทําการตรวจวัดความชืน
ดินในย่าน 0-40% โดยปริมาตร และตรวจวัดได้ทีอุณหภูมิ 0-
50 องศาเซลเซียส โดยใช้ไฟเลียง 5 โวลต์ กระแส 4 มิลลิแอมป์
3.5.2 เซ็นเซอร์วัดปริมาณนําฝน
ใช้งานเซ็นเซอร์ของ OreGon Scientific แสดงดังรูปที 6
หลักการทํางานคือ เมือนําฝนมีปริมาตร 1 มิลลิเมตร แกนวัด
จะทําการยกให้อีกข้างสูงกว่า และเซ็นเซอร์จะทําตรวจจับและ
นําสัญญาณทีได้ไปใช้งานต่อไป
Dest Src Len Grp Type Payload
© ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5
2
รูปที 6 เซ็นเซอร์วัดปริมาณนําฝน
3.6. TinyOS
อุปกรณ์เซ็นเซอร์ไร้สาย ใช้งานระบบปฏิบัติการ TinyOS[8]
ระบบปฏิบัติการดังกล่าวแบ่งองค์ประกอบของซอฟต์แวร์ที
สําคัญออกเป็น Component และทํางานแบบ Event driven
3.7 nesC
ภาษา nesC[9] เป็นภาษาทีถูกออกแบบมาเพือใช้งานในระบบ
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายร่วมกับระบบปฏิบัติการ TinyOS
4. รายละเอียดการพัฒนา
4.1 ภาพรวมของระบบ
ระบบจะทํางานแบ่งออกเป็นสามส่วนหลัก ได้แก่ ระบบ
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย, ฐานข้อมูลและเว็ปเซิร์ฟเวอร์ และ
การติดต่อกับผู้ใช้งาน ซึงสามารถแสดงได้ดังรูปที 7
รูปที 7 แสดงภาพรวมของระบบ
4.1.1. Wireless Sensor Network
อุปกรณ์เซ็นเซอร์ไร้สายในระบบมีสองประเภทคือ โหนดสถานี
ฐานและโหนดเซ็นเซอร์ โดยโหนดเซ็นเซอร์จะทําการวัดค่าจาก
เซ็นเซอร์และทําการส่งข้อมูลกลับไปยังโหนดสถานีฐานเพือทํา
การส่งค่าไปยังเซิร์ฟเวอร์ เพือใช้ในการปรับปรุงค่าฐานข้อมูล
4.1.2. Database and web server
ฐานข้อมูล MySQL ถูกนํามาใช้งานโดยมีลักษณะของ
ฐานข้อมูลดังรูปที 8
รูปที 8 แสดงการออกแบบฐานข้อมูล
โดยในฐานข้อมูลจะประกอบไปด้วย 4 ตารางแต่ละตาราง
มีข้อมูลดังต่อไปนี
Nodedetail จะใช้ในการจัดเก็บค่ารายละเอียดต่างๆ ของ
โหนดแต่ละตัวในเครือข่าย โดยมีฟิลด์ต่อไปนี
Status: 1=ON, 2=OFF, 3=SLEEP, 4=POWER Down
Power: ระยะเวลาทีโหนดสามารถทํางานได้(โวลต์)
RSSI: ความแรงของสัญญาณ
LQI: คุณภาพของการติดต่อสือสาร
Location: บริเวณทีติดตังโหนดเซ็นเซอร์
Sensordata ใช้ในการจัดเก็บค่าต่างๆ ของเซ็นเซอร์ที
ติดตังของแต่ละโหนดเซ็นเซอร์ มีฟิลด์ต่อไปนี
NoteID: หมายเลขระบุตัวตนของแต่ละโหนด
Data: วันทีทําการจัดเก็บข้อมูล
Time: เวลาทีทําการจัดเก็บข้อมูล
SensorTypeID: หมายเลขระบุชนิดของเซ็นเซอร์
Value: ค่าทีได้จากการวัดเซ็นเซอร์
Alarm ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลเมือระบุเกิดเหตุการณ์ที
ผิดปกติ โดยมีฟิลด์ดังต่อไปนี
NodeID: หมายเลขระบุตัวตนของแต่ละโหนด
Date: วันทีทําการจัดเก็บข้อมูล
Time: เวลาทีทําการจัดเก็บข้อมูล
Sensorinstall จัดเก็บสถานะต่างของเซ็นเซอร์ดังต่อไปนี
NodeID: หมายเลขระบุตัวตนของแต่ละโหนด
SensorTypeID: ประเภทของเซ็นเซอร์
Status: สถานะของเซ็นเซอร์ 1 = on, 0 = off
© ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5
3
4.1.3. WSN monitoring
พัฒนาด้วยภาษาจาวา ความสามารถของโปรแกรมคือ
ตรวจสอบค่าเซ็นเซอร์ อีกทังยังสามารถทําการปรับแต่งค่าการ
ทํางานของโหนดภายในระบบดังรูปที 9
รูปที 9 หน้าต่างการตังค่าในโปรแกรม WSN monitoring
ในส่วนของการตรวจสอบค่าเซ็นเซอร์ โปรแกรม WSN
monitoring มีความสามารถในการแสดงค่าได้ถึง 3 รูปแบบคือ
4.1.3.1. แบบตาราง
ทําการแสดงค่าต่างๆ ของเซ็นเซอร์บนอุปกรณ์แต่ละตัว รวมไป
ถึงจะแสดงวันและเวลาของข้อมูลทีทําการจัดเก็บดังรูป 10
รูปที 10 แสดงลักษณะการแสดงค่าแบบตาราง
4.1.3.2. แบบกราฟ
การแสดงผลในรูปแบบของกราฟ โดยจะทําการแยกค่าของ
เซ็นเซอร์แต่ละตัวออกจากกัน ดังรูป 11
รูปที 11 แสดงลักษณะการแสดงค่าแบบกราฟ
4.1.3.3. แบบโครงสร้าง(topology)
ผู้ใช้สามารถทําการตังค่าแผนทีได้ และสามารถทําการเลือน
ตําแหน่งของอุปกรณ์เซ็นเซอร์ในแผนทีดังรูป 12
รูปที 12 หน้าต่างการตังค่าในโปรแกรม WSN monitoring
4.2 การออกแบบและพัฒนาระบบ
4.2.1. การพัฒนาโหนดเซ็นเซอร์(Sensor node)
โหนดเซ็นเซอร์มีความสามารถในการส่งข้อมูลผ่านทาง
คลืนวิทยุและทําการวัดค่าเซ็นเซอร์ทังเซ็นเซอร์ทีมีอยู่บนบอร์ด
รวมไปถึงเซ็นเซอร์ทีได้ทําการติดตังเพิมเติม สามารถแยก
ประเภทในการพัฒนาได้ดังต่อไปนี
4.2.1.1. เซ็นเซอร์วัดความชืนและอุณหภูมิในดิน
มีสายสัญญาณ 5 เส้นแต่ละเส้นทําหน้าทีดังแสดงในตารางที 1
ตารางที 1 แสดงหน้าทีของสายสัญญาณ Soil probe
สี หน้าที
เทา Ground
แดง ไฟเลียง 5 v (เซ็นเซอร์วัดความชืน)
เหลือง แรงดันเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ความชืน
ดํา ไฟเลียง 5 v(เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ)
ขาว แรงดันเอาต์พุตของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ
4.2.1.2. เซ็นเซอร์วัดปริมาณนําฝน
เมืออยู่ในสถานะปกติสัญญาณจะมีค่า 0.8 โวลต์ แต่เนืองจาก
พอร์ตทีทําหน้าทีเป็น digital input ของอุปกรณ์ Tmote sky มี
ความสามารถในการตรวจจับสถานะ high ได้ทีความดันอย่าง
น้อย 2.7 โวลต์ จึงมีความจําเป็นทีจําต้องมีวงจร Amplifier เพือ
ใช้ในการขยายสัญญาณของเซ็นเซอร์ก่อนจะส่งสัญญาณ
ต่อไปยัง digital input เพือใช้งานต่อไป
ผู้พัฒนาได้ทําการพัฒนาวงจรเพือใช้ในการรวมสัญญาณ
ของอุปกรณ์เพือทําให้การเชือมต่ออุปกรณ์เซ็นเซอร์ภายนอก
© ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5
4
เข้ากับอุปกรณ์เซ็นเซอร์ไร้สายทําได้ง่ายขึน โดยวงจรดังกล่าว
จะมีการจัดหา IDC header เพือทําให้สามารถนํา
สายสัญญาณมาทําการเชือมต่อให้มีความสะดวกมากยิงขึน
โดยสามารถแสดงได้ดังรูปที 13
รูปที 13 แสดงลักษณะของพอร์ตของวงจรรวม
4.2.2 การพัฒนาแพ็คเก็ตข้อมูล
การออกแบบ Payload ในระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย ดัง
แสดงได้ดังตารางที 2
ตารางที 2 แสดงลักษณะของ Payload ทีใช้ในระบบ
ขนาด
(byte)
ชือตัว
แปร
หน้าทีการทํางาน
1 type เก็บค่าเพือระบุชนิดของแพ็คเก็ต
2 temp เก็บค่าอุณหภูมิในอากาศ
2 Hum เก็บค่าความชืนในอากาศ
2 volt เก็บค่าพลังงานทีเหลืออยู่
2 par เก็บค่าแสงสว่างประเภท
Photosynthetically active radiation
2 Tsr เก็บค่าแสงสว่างทีมนุษย์มองเห็น
2 soiltemp เก็บค่าอุณหภูมิภายในดิน
2 soilhum เก็บค่าความชืนภายในดิน
ค่าทีได้จากเซ็นเซอร์แต่ละชนิดสามารถทําการคํานวณ[6]
ดังสมการในตารางที 3
ตารางที 3 สมการทีใช้ในการคํานวณค่าเซ็นเซอร์
Sensor Formula
External
Temperature
(Onboard)
-39.60 + 0.01data * 14 bits raw data
External Humidity
(Onboard)
Hum = -4 + (0x0405-2.8*1e-
6*RawData)*RawData
Hum(true) = ((Temp-
25)*(0.00008*RawData)) + Hum
ParPhoto(Lux)
(Onboard)
I = (value/4096 * Vref) / 100,000
lx = 0.625 * 1e5 * I * 1000
Tsr Photo (Lux)
(Onboard)
I = (value/4096 * Vref) / 100,000
lx = 0.769 * 1e5 * I * 1000
Soil_Temperature ADC
Soil_Humidity ADC
Rain_gauge GPIO
4.2.3 รูปแบบในการติดต่อสือสาร
ในการติดต่อสือสารของเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย สามารถ
ติดต่อสือสารได้ทังแบบ Single-hop และ Multi-hop โดยทํา
การตังค่าให้อุปกรณ์เซ็นเซอร์แต่ละตัวภายในระบบมีหมายเลข
ทีแตกต่างกันและตังค่าตัวแปรทีจะแสดงให้โหนดรู้ว่าหมายเลข
โหนดหมายเลขใดทีจะต้องทําการส่งข้อมูลกลับ และหมายเลข
โหนดหมายเลขใดทีจะต้องทําการส่งข้อมูลต่อ ซึงลักษณะการ
ทํางานดังกล่าวทําให้โหนดเซ็นเซอร์มีความสามารถทังทําการ
ตรวจวัดค่าข้อมูลต่างๆแล้วส่งกลับหรือทําหน้าทีเป็นตัวทวน
สัญญาณ(Repeater)
5. การทดสอบการใช้งาน
5.1 สภาพแวดล้อมในการทดสอบ
ในการทดสอบ ทีนีใช้อุปกรณ์เครือข่ายไร้สายจํานวน 10 ตัว
โดยติดตังอุปกรณ์แต่ละตัวห่างกันประมาณ 25 เมตร อุปกรณ์
มีการติดตังเซ็นเซอร์เพิมเติมซึงในทีนีคือ เซ็นเซอร์วัดความชืน
ดินและวัดอุณหภูมิในดิน และเซ็นเซอร์วัดปริมาณนําฝน
5.2 ผลการทดสอบและการวิจารณ์ผล
เมือเริมต้นการทํางาน จะรันโปรแกรมทีใช้ในการเปิดพอร์ตเพือ
ใช้ในการรับส่งข้อมูลกับโหนดสถานีฐาน หลังจากนันทําการส่ง
ค่าข้อมูลทําการตังค่าให้โหนดเซ็นเซอร์ในระบบเพือให้โหนด
เซ็นเซอร์ทราบว่าจะต้องทําการส่งค่าทีวัดได้จากเซ็นเซอร์เป็น
ทุกๆช่วงเวลา(Period timer) เมือข้อมูลส่งกลับมาถึงโหนด
สถานีฐานโปรแกรมทีทําหน้าทีในการวิเคราะห์ข้อมูลจะทําการ
© ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5
5
คํานวณเพือทําการปรับปรุงฐานข้อมูล โดยสามารถแสดงการ
ดึงค่าขึนมาเพือแสดงผลได้ด้วยโปรแกรม WSN Monitoringที
ได้ทําการพัฒนาขึนดังรูปที 14
รูปที 14 การแสดค่าเซ็นเซอร์ทาง WSN monitoring
6. บทสรุป
ระบบสามารถตรวจวัดค่าสิงแวดล้อมต่างๆ ได้แก่ ความชืน
อุณหภูมิ ภายในอากาศ ค่าความเข้มของแสงสว่าง ค่า
ความชืนและอุณหภูมิภายในดิน โดยสามารถทําการ
ติดต่อสือสารได้ไกลโดยการใช้วิธีการติดต่อสือสารแบบ Multi-
hop และสามารถทําการปรับตังค่าให้โหนดทําการส่งข้อมูล
กลับเป็ นระยะเวลาตามทีกําหนด ผู้ใช้สามารถทําการ
ตรวจสอบค่าต่างๆ ได้ผ่านทางโปรแกรมประยุกต์ หรือหาก
ต้องการทําการวิเคราะห์ข้อมูลก่อนหน้าสามารถทําการ
ตรวจสอบข้อมูลภายในฐานข้อมูลได้
6.1 แนวทางการพัฒนาต่อ
พัฒนาระบบให้สามารถทําการติดต่อสือสารได้แบบอัตโนมัติ
สามารถทําการเลือกเส้นทางในการรับส่งเองได้ ติดตังอุปกรณ์
เซ็นเซอร์ภายนอกเพิมเติม และทําการปรับปรุงโปรแกรม
ประยุกต์ให้มีรูปแบบในการนําเสนอทีหลากหลายยิงขึน
7. กิตติกรรมประกาศ
ขอขอบพระคุณภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะ
วิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ทีเอือเฟือ
อุปกรณ์ในการทําการศึกษา พัฒนางานชินนี
สุดท้ายขอกราบขอบพระคุณบิดาและมารดา ผู้ให้กําลังใจ
และให้โอกาสการศึกษาอันมีค่ายิง
8. เอกสารอ้างอิง
[1] P. Baronti, P. Pillai, V. Chook, S. Chessa, A. Gotta,
Y. Fun Hu, “Wireless sensor networks: A survey on
the state of the art and the 802.15.4 and Zigbee
standards,” Computer Communications In
Wired/Wireless Internet Communications, Vol.30,
No. 7, May 2007, pp.1655-1695
[2] M. Unhawiwat, P. Manoyut, W. Santiamorntat,
“Wireless Sensor Network for Rubber Orchard
Monitoring and Alerting Systems,” Proceeding of
2010 International Conference on Computer
Engineering and Application(ICCEA2010), Bali
Island, Indonesia, 2010, pp. 156-160.
[3] ปัจจัยของการเจริญเติบโตของพืช. เข้าถึงได้จาก:
http://www.vcharkarn.com/vcafe/59373/1. สืบค้น 20
กรกฎาคม พ.ศ. 2551
[4] D. Schmidt, M. Berning, N. When, “Error Correction
in Single-Hop Wireless Sensor Network – A Case
Study,” In Proc. IEEE Conference Design,
Automation and Test in Europe(DATE), April, 2009,
Nice, France.
[5] Z. Vincze, R. Vida, A. Vidacs, “Deploying Multiple
Sinks in Multi-hop Wireless Sensor Networks,” IEEE
International Conference on Pervasive Services,
2007, Istanbul, Turkey.
[6] Tmote Sky : Datasheet. เข้าถึงได้จาก:
http://www.eecs.harvard.edu/~konrad/projects/shim
mer/references/tmote-sky-datasheet.pdf สืบค้น 18
กรกฎาคม พ.ศ. 2551
[7] “ประชุมเขิงปฏิบัติการ Wireless Sensor Network
Programming with nesC,” Aug 2551, ภาควิชา
วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
[8] Philip Levis, “TinyOS Programming,” 28 June 2006
[9] D. Gay, P. Levis, D. Culler, E. Brewer, “nesC 1.1
Language Reference Manual, ” May 2003
© ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5
6

More Related Content

Viewers also liked

Infor on the Road 2013 System i Xtreme Support
Infor on the Road 2013 System i Xtreme SupportInfor on the Road 2013 System i Xtreme Support
Infor on the Road 2013 System i Xtreme SupportInforsystemi
 
Infor on the Road 2013 ERP LX EGLi and STTi
Infor on the Road 2013 ERP LX EGLi and STTiInfor on the Road 2013 ERP LX EGLi and STTi
Infor on the Road 2013 ERP LX EGLi and STTiInforsystemi
 
Infor on the Road 2013 Systemi XA
Infor on the Road 2013 Systemi XAInfor on the Road 2013 Systemi XA
Infor on the Road 2013 Systemi XAInforsystemi
 
Responsabilidad Penal de la Empresa
Responsabilidad Penal de la EmpresaResponsabilidad Penal de la Empresa
Responsabilidad Penal de la EmpresaJuan Bosco Gimeno
 
Wireless sensor network wireless network
Wireless sensor network wireless networkWireless sensor network wireless network
Wireless sensor network wireless networkTeced Ce
 
Infor on the Road 2013 ERP LX
Infor on the Road 2013 ERP LXInfor on the Road 2013 ERP LX
Infor on the Road 2013 ERP LXInforsystemi
 
Infor on the Road 10.10.13
Infor on the Road 10.10.13Infor on the Road 10.10.13
Infor on the Road 10.10.13Inforsystemi
 
The Future of ERP on IBMi
The Future of ERP on IBMiThe Future of ERP on IBMi
The Future of ERP on IBMiInforsystemi
 

Viewers also liked (10)

Infor on the Road 2013 System i Xtreme Support
Infor on the Road 2013 System i Xtreme SupportInfor on the Road 2013 System i Xtreme Support
Infor on the Road 2013 System i Xtreme Support
 
Infor on the Road 2013 ERP LX EGLi and STTi
Infor on the Road 2013 ERP LX EGLi and STTiInfor on the Road 2013 ERP LX EGLi and STTi
Infor on the Road 2013 ERP LX EGLi and STTi
 
Infor on the Road 2013 Systemi XA
Infor on the Road 2013 Systemi XAInfor on the Road 2013 Systemi XA
Infor on the Road 2013 Systemi XA
 
Responsabilidad Penal de la Empresa
Responsabilidad Penal de la EmpresaResponsabilidad Penal de la Empresa
Responsabilidad Penal de la Empresa
 
Artikel teori
Artikel teoriArtikel teori
Artikel teori
 
Wireless sensor network wireless network
Wireless sensor network wireless networkWireless sensor network wireless network
Wireless sensor network wireless network
 
Infor on the Road 2013 ERP LX
Infor on the Road 2013 ERP LXInfor on the Road 2013 ERP LX
Infor on the Road 2013 ERP LX
 
Infor on the Road 10.10.13
Infor on the Road 10.10.13Infor on the Road 10.10.13
Infor on the Road 10.10.13
 
The Future of ERP on IBMi
The Future of ERP on IBMiThe Future of ERP on IBMi
The Future of ERP on IBMi
 
Compliance ¿Cómo hacerlo?
Compliance ¿Cómo hacerlo?Compliance ¿Cómo hacerlo?
Compliance ¿Cómo hacerlo?
 

Similar to ม.สงขลาฯ Senser wi

Computer network and internet
Computer network and internetComputer network and internet
Computer network and internetPimolorn Tanhan
 
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์Dr.Kridsanapong Lertbumroongchai
 
หลักสูตรที่ 2 หน่วยที่ 3: การวางแผนด้านวัสดุอุปกรณ์และระบบ
หลักสูตรที่ 2 หน่วยที่ 3: การวางแผนด้านวัสดุอุปกรณ์และระบบหลักสูตรที่ 2 หน่วยที่ 3: การวางแผนด้านวัสดุอุปกรณ์และระบบ
หลักสูตรที่ 2 หน่วยที่ 3: การวางแผนด้านวัสดุอุปกรณ์และระบบthanathip
 
โครงงาน ระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรม
โครงงาน ระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรมโครงงาน ระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรม
โครงงาน ระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรมMooAuan_Mini
 
Week 3 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
Week 3 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์Week 3 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
Week 3 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์Dr.Kridsanapong Lertbumroongchai
 
อบรมคอมพิวเตอร์เบื้องต้น
อบรมคอมพิวเตอร์เบื้องต้นอบรมคอมพิวเตอร์เบื้องต้น
อบรมคอมพิวเตอร์เบื้องต้นbigman27skydrive
 
เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร
เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร
เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารanon sirikajorn
 
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)Justamad Potavin
 
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)Justamad Potavin
 
งานคอมเกด
งานคอมเกดงานคอมเกด
งานคอมเกดG'ad Smile
 
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์delloov
 
โครงงานเรื่อง ลำโพงจากจอคอมพิวเตอร์
โครงงานเรื่อง ลำโพงจากจอคอมพิวเตอร์โครงงานเรื่อง ลำโพงจากจอคอมพิวเตอร์
โครงงานเรื่อง ลำโพงจากจอคอมพิวเตอร์Wirachat Inkhamhaeng
 
บทที่ 4 ระบบเครือข่าย network
บทที่ 4 ระบบเครือข่าย networkบทที่ 4 ระบบเครือข่าย network
บทที่ 4 ระบบเครือข่าย networkBeauso English
 
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 28
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 28เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 28
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 28sawalee kongyuen
 
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์Buzzer'Clup Her-Alone
 

Similar to ม.สงขลาฯ Senser wi (20)

Network
NetworkNetwork
Network
 
Computer for CIO
Computer for CIOComputer for CIO
Computer for CIO
 
Computer network and internet
Computer network and internetComputer network and internet
Computer network and internet
 
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
 
หลักสูตรที่ 2 หน่วยที่ 3: การวางแผนด้านวัสดุอุปกรณ์และระบบ
หลักสูตรที่ 2 หน่วยที่ 3: การวางแผนด้านวัสดุอุปกรณ์และระบบหลักสูตรที่ 2 หน่วยที่ 3: การวางแผนด้านวัสดุอุปกรณ์และระบบ
หลักสูตรที่ 2 หน่วยที่ 3: การวางแผนด้านวัสดุอุปกรณ์และระบบ
 
โครงงาน ระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรม
โครงงาน ระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรมโครงงาน ระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรม
โครงงาน ระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรม
 
Week 3 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
Week 3 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์Week 3 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
Week 3 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
 
อบรมคอมพิวเตอร์เบื้องต้น
อบรมคอมพิวเตอร์เบื้องต้นอบรมคอมพิวเตอร์เบื้องต้น
อบรมคอมพิวเตอร์เบื้องต้น
 
Datacom
DatacomDatacom
Datacom
 
เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร
เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร
เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร
 
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
 
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
โครงการระบบบริหารจัดการเครือข่ายอัจฉริยะ (Inms)
 
งานคอมเกด
งานคอมเกดงานคอมเกด
งานคอมเกด
 
Week 2
Week 2Week 2
Week 2
 
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
 
โครงงานเรื่อง ลำโพงจากจอคอมพิวเตอร์
โครงงานเรื่อง ลำโพงจากจอคอมพิวเตอร์โครงงานเรื่อง ลำโพงจากจอคอมพิวเตอร์
โครงงานเรื่อง ลำโพงจากจอคอมพิวเตอร์
 
บทที่ 4 ระบบเครือข่าย network
บทที่ 4 ระบบเครือข่าย networkบทที่ 4 ระบบเครือข่าย network
บทที่ 4 ระบบเครือข่าย network
 
รายงาน
รายงานรายงาน
รายงาน
 
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 28
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 28เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 28
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 28
 
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
 

ม.สงขลาฯ Senser wi

  • 1. ________________________________________________ 1 หมายเลขสนับสนุนจาก NECTEC คือ NT-B-22-ES-19-50-20 ระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย และการต่ออุปกรณ์เสริมเพือใช้ในสวนยางพารา1 ภาคภูมิ มโนยุทธ ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ อ.หาดใหญ่ จ.สงขลา 90112 kgprasot@gmail.com มัลลิกา อุณหวิวรรธน์ ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ อ.หาดใหญ่ จ.สงขลา 90112 malika@coe.psu.ac.th วรรณรัช สันติอมรทัต ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ อ.หาดใหญ่ จ.สงขลา 90112 wannarat@coe.psu.ac.th บทคัดย่อ ในปัจจุบันการเกษตรกรรมไทยมีความต้องการเพิมคุณภาพ เพิมปริมาณ ของผลผลิต ซึงมีหลายวิธีทีจะช่วยแก้ปัญหาดังกล่าว วิธีการหนึงทีช่วยใน การจัดการคือ การตรวจสอบสภาพของสิงแวดล้อมในบริเวณทีทําการ เพาะปลูก เพือทําการปรับปรุงและแก้ไขสภาพต่างๆ ของสิงแวดล้อม อาทิเช่น เพิมนําให้แก่พืช โดยการตรวจสอบความชืนภายในดิน ประกอบ กับปัจจุบันมีการใช้งานเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายอย่างแพร่หลาย หากนํา เครือข่ายไร้สายประยุกต์ใช้งานเพือตรวจสอบสภาพของสิงแวดล้อม จะ ทําให้การตรวจสอบสิงแวดล้อมเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ Abstract Nowadays, Communication is important in everyday life. The communication is included technology for improve performance. Wireless sensor networks(WSN) is a technology used widely. WSN is collaboration between sensor systems and communication systems for check the event in environment. The packet in wireless sensor networks send or receive via radio frequency. In agriculture want to monitor environment for management. When the system applied to monitoring. Productivity has improved. And the system is ease to use. คําสําคัญ Wireless sensor network, external sensor, rubber orchard 1. บทนํา ระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย[1] (WSN) มีการใช้งานอย่าง แพร่หลายในปัจจุบัน มีการนําไปประยุกต์ใช้งานในหลายๆ ด้าน เช่น ด้านสุขภาพ, ด้านการทหาร, ด้านการเกษตรกรรม เป็นต้น ซึงในบทความนีเป็นการนําระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้ สายมาพัฒนาใช้ในด้านการเกษตร โดยให้ความสําคัญกับสวน ยางพาราซึงเป็นพืชเศรษฐกิจทีสําคัญของภาคใต้ หากทําการ ตรวจสอบสภาพแวดล้อมของสวนยางพารา ข้อมูลดังกล่าวจะ เป็นข้อมูลทีสําคัญเพือให้เกษตรกรนํามาใช้ในการวิเคราะห์เพือ การเพิมคุณภาพและผลผลิตให้แก่สวนยางพาราต่อไป 2. ทีมาและแรงจูงใจของปัญหา ในการเกษตรกรรมมีความจําเป็นจะต้องทราบถึงข้อมูลต่างๆ ที เกียวข้องกับการเจริญเติบโตของพืช[2] ประกอบกับการนํา ข้อดีของระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายอาทิเช่น ง่ายต่อการ ติดตัง ไม่ใช้สายสัญญาณ มีความทนทาน เป็ นต้น มา ประยุกต์ใช้งานร่วมกัน จะทําให้การตรวจสอบเป็นไปอย่าง สะดวกและให้ค่าผลลัพธ์เพือใช้ในการศึกษาการเจริญเติบโต ของพืช[3] เพือใช้ในการปรับปรุงการเกษตรกรรมให้มี ประสิทธิภาพมากยิงขึน 3. งานและทฤษฎีทีเกียวข้อง 3.1. Wireless sensor network เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย[1] ประกอบด้วยอุปกรณ์ทีทําหน้าที เป็นโหนดเซ็นเซอร์(Sensor node)และโหนดสถานีฐาน(Base station node) โหนดเซ็นเซอร์ทําหน้าทีในการส่งข้อมูลทีวัดจาก เซ็นเซอร์ ไปยังโหนดสถานีฐานผ่านทางคลืนวิทยุ ส่วนโหนด สถานีฐานจะทําหน้าทีในการติดต่อสือสารระหว่างเครือข่าย เซ็นเซอร์ไร้สาย กับคอมพิวเตอร์ผ่านทางพอร์ตอนุกรม(Serial © ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5 1
  • 2. protocol) โดยการติดต่อสือสารในเครือข่ายไร้สาย สามารถ ติดต่อกันได้ทังรูปแบบ single-hop[4] และรูปแบบ multi- hop[5] สําหรับโหนดเซ็นเซอร์ทีใช้ในโครงงานนีจะมีพืนฐาน โครงสร้างฮาร์ดแวร์เหมือนกับTmote sky[6] 3.2. Expansion Connector เซ็นเซอร์โหนดมีพอร์ตทีใช้ในการเชือมต่อสองพอร์ต ประเภท ของพอร์ตเป็นแบบ IDC header ชือว่า Expansion connector U2 มีขนาด 10 pin และพอร์ตทีสองมีชือว่า Expansion connector U28 มีขนาด 6 pin แสดงดังรูปที 1 และ 2 รูปที 1 Expansion Connector(U2) on Tmote Sky รูปที 2 Expansion Connector(U28) on Tmote Sky 3.3. Data packet แพ็คเก็ตข้อมูล[7] ทีใช้งานในการติดต่อสือสารแบ่งออกเป็น สองส่วนหลักคือส่วน header และ payload โดย header จะ ทําการเก็บข้อมูลพืนฐานทีใช้ในการติดต่อสือสาร ได้แก่ หมายเลขปลายทาง(Dest), หมายเลขต้นทาง(Src),ความยาว ของข้อมูล(Len), กลุ่มในการติดต่อสือสาร(Grp)และประเภท ของข้อมูล(Type) และข้อมูลในส่วนของ payload จะขึนอยู่กับ การออกแบบของผู้พัฒนาระบบว่าต้องการรับและส่งค่าของ ข้อมูลใดบ้างในการติดต่อสือสาร ลักษณะข้อมูลแสดงดังรูปที 3 รูปที 3 แสดงลักษณะของแพ็กเก็ตข้อมูล 3.4. Internal sensor เซ็นเซอร์บนอุปกรณ์ซึงมีอยู่ด้วยกัน 3 ชนิด[6] ได้แก่ ความชืน ในอากาศ อุณหภูมิในอากาศ และความเข้มแสง สําหรับใน โครงงานนียังได้ทําการนําค่าของแรงดันไฟฟ้ าของโหนดออกมา เพือตรวจสอบพลังงานทีเหลืออยู่ของอุปกรณ์ 3.5. External Sensor 3.5.1. เซ็นเซอร์วัดความชืนและอุณหภูมิภายในดิน พัฒนามาจาก สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แห่งชาติ(สวทช.) ลักษณะดังรูปที 4 รูปที 4 แสดงอุปกรณ์ของเซ็นเซอร์วัดความชืนดิน เซ็นเซอร์วัดความชืนดินจะอาศัยหลักการเดินทางของ สัญญาณไฟฟ้ าในสายนําสัญญาณทีมีลักษณะเปลียนแปลงไป เมือคุณสมบัติของสายนําสัญญาณเปลียนไป โดยใช้ดินเป็น ส่วนหนึงของสายนําสัญญาณ ซึงค่าทีได้จากการวัดจะมี ลักษณะเป็นสัญญาณอนาล็อกและสามารถทําการคํานวณได้ ดังสมการและความสัมพันธ์ในรูปที 5 รูปที 5 การคํานวณค่าความชืนในดินกับแรงดัน เซ็นเซอร์วัดความชืนดินสามารถทําการตรวจวัดความชืน ดินในย่าน 0-40% โดยปริมาตร และตรวจวัดได้ทีอุณหภูมิ 0- 50 องศาเซลเซียส โดยใช้ไฟเลียง 5 โวลต์ กระแส 4 มิลลิแอมป์ 3.5.2 เซ็นเซอร์วัดปริมาณนําฝน ใช้งานเซ็นเซอร์ของ OreGon Scientific แสดงดังรูปที 6 หลักการทํางานคือ เมือนําฝนมีปริมาตร 1 มิลลิเมตร แกนวัด จะทําการยกให้อีกข้างสูงกว่า และเซ็นเซอร์จะทําตรวจจับและ นําสัญญาณทีได้ไปใช้งานต่อไป Dest Src Len Grp Type Payload © ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5 2
  • 3. รูปที 6 เซ็นเซอร์วัดปริมาณนําฝน 3.6. TinyOS อุปกรณ์เซ็นเซอร์ไร้สาย ใช้งานระบบปฏิบัติการ TinyOS[8] ระบบปฏิบัติการดังกล่าวแบ่งองค์ประกอบของซอฟต์แวร์ที สําคัญออกเป็น Component และทํางานแบบ Event driven 3.7 nesC ภาษา nesC[9] เป็นภาษาทีถูกออกแบบมาเพือใช้งานในระบบ เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายร่วมกับระบบปฏิบัติการ TinyOS 4. รายละเอียดการพัฒนา 4.1 ภาพรวมของระบบ ระบบจะทํางานแบ่งออกเป็นสามส่วนหลัก ได้แก่ ระบบ เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย, ฐานข้อมูลและเว็ปเซิร์ฟเวอร์ และ การติดต่อกับผู้ใช้งาน ซึงสามารถแสดงได้ดังรูปที 7 รูปที 7 แสดงภาพรวมของระบบ 4.1.1. Wireless Sensor Network อุปกรณ์เซ็นเซอร์ไร้สายในระบบมีสองประเภทคือ โหนดสถานี ฐานและโหนดเซ็นเซอร์ โดยโหนดเซ็นเซอร์จะทําการวัดค่าจาก เซ็นเซอร์และทําการส่งข้อมูลกลับไปยังโหนดสถานีฐานเพือทํา การส่งค่าไปยังเซิร์ฟเวอร์ เพือใช้ในการปรับปรุงค่าฐานข้อมูล 4.1.2. Database and web server ฐานข้อมูล MySQL ถูกนํามาใช้งานโดยมีลักษณะของ ฐานข้อมูลดังรูปที 8 รูปที 8 แสดงการออกแบบฐานข้อมูล โดยในฐานข้อมูลจะประกอบไปด้วย 4 ตารางแต่ละตาราง มีข้อมูลดังต่อไปนี Nodedetail จะใช้ในการจัดเก็บค่ารายละเอียดต่างๆ ของ โหนดแต่ละตัวในเครือข่าย โดยมีฟิลด์ต่อไปนี Status: 1=ON, 2=OFF, 3=SLEEP, 4=POWER Down Power: ระยะเวลาทีโหนดสามารถทํางานได้(โวลต์) RSSI: ความแรงของสัญญาณ LQI: คุณภาพของการติดต่อสือสาร Location: บริเวณทีติดตังโหนดเซ็นเซอร์ Sensordata ใช้ในการจัดเก็บค่าต่างๆ ของเซ็นเซอร์ที ติดตังของแต่ละโหนดเซ็นเซอร์ มีฟิลด์ต่อไปนี NoteID: หมายเลขระบุตัวตนของแต่ละโหนด Data: วันทีทําการจัดเก็บข้อมูล Time: เวลาทีทําการจัดเก็บข้อมูล SensorTypeID: หมายเลขระบุชนิดของเซ็นเซอร์ Value: ค่าทีได้จากการวัดเซ็นเซอร์ Alarm ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลเมือระบุเกิดเหตุการณ์ที ผิดปกติ โดยมีฟิลด์ดังต่อไปนี NodeID: หมายเลขระบุตัวตนของแต่ละโหนด Date: วันทีทําการจัดเก็บข้อมูล Time: เวลาทีทําการจัดเก็บข้อมูล Sensorinstall จัดเก็บสถานะต่างของเซ็นเซอร์ดังต่อไปนี NodeID: หมายเลขระบุตัวตนของแต่ละโหนด SensorTypeID: ประเภทของเซ็นเซอร์ Status: สถานะของเซ็นเซอร์ 1 = on, 0 = off © ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5 3
  • 4. 4.1.3. WSN monitoring พัฒนาด้วยภาษาจาวา ความสามารถของโปรแกรมคือ ตรวจสอบค่าเซ็นเซอร์ อีกทังยังสามารถทําการปรับแต่งค่าการ ทํางานของโหนดภายในระบบดังรูปที 9 รูปที 9 หน้าต่างการตังค่าในโปรแกรม WSN monitoring ในส่วนของการตรวจสอบค่าเซ็นเซอร์ โปรแกรม WSN monitoring มีความสามารถในการแสดงค่าได้ถึง 3 รูปแบบคือ 4.1.3.1. แบบตาราง ทําการแสดงค่าต่างๆ ของเซ็นเซอร์บนอุปกรณ์แต่ละตัว รวมไป ถึงจะแสดงวันและเวลาของข้อมูลทีทําการจัดเก็บดังรูป 10 รูปที 10 แสดงลักษณะการแสดงค่าแบบตาราง 4.1.3.2. แบบกราฟ การแสดงผลในรูปแบบของกราฟ โดยจะทําการแยกค่าของ เซ็นเซอร์แต่ละตัวออกจากกัน ดังรูป 11 รูปที 11 แสดงลักษณะการแสดงค่าแบบกราฟ 4.1.3.3. แบบโครงสร้าง(topology) ผู้ใช้สามารถทําการตังค่าแผนทีได้ และสามารถทําการเลือน ตําแหน่งของอุปกรณ์เซ็นเซอร์ในแผนทีดังรูป 12 รูปที 12 หน้าต่างการตังค่าในโปรแกรม WSN monitoring 4.2 การออกแบบและพัฒนาระบบ 4.2.1. การพัฒนาโหนดเซ็นเซอร์(Sensor node) โหนดเซ็นเซอร์มีความสามารถในการส่งข้อมูลผ่านทาง คลืนวิทยุและทําการวัดค่าเซ็นเซอร์ทังเซ็นเซอร์ทีมีอยู่บนบอร์ด รวมไปถึงเซ็นเซอร์ทีได้ทําการติดตังเพิมเติม สามารถแยก ประเภทในการพัฒนาได้ดังต่อไปนี 4.2.1.1. เซ็นเซอร์วัดความชืนและอุณหภูมิในดิน มีสายสัญญาณ 5 เส้นแต่ละเส้นทําหน้าทีดังแสดงในตารางที 1 ตารางที 1 แสดงหน้าทีของสายสัญญาณ Soil probe สี หน้าที เทา Ground แดง ไฟเลียง 5 v (เซ็นเซอร์วัดความชืน) เหลือง แรงดันเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ความชืน ดํา ไฟเลียง 5 v(เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ) ขาว แรงดันเอาต์พุตของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ 4.2.1.2. เซ็นเซอร์วัดปริมาณนําฝน เมืออยู่ในสถานะปกติสัญญาณจะมีค่า 0.8 โวลต์ แต่เนืองจาก พอร์ตทีทําหน้าทีเป็น digital input ของอุปกรณ์ Tmote sky มี ความสามารถในการตรวจจับสถานะ high ได้ทีความดันอย่าง น้อย 2.7 โวลต์ จึงมีความจําเป็นทีจําต้องมีวงจร Amplifier เพือ ใช้ในการขยายสัญญาณของเซ็นเซอร์ก่อนจะส่งสัญญาณ ต่อไปยัง digital input เพือใช้งานต่อไป ผู้พัฒนาได้ทําการพัฒนาวงจรเพือใช้ในการรวมสัญญาณ ของอุปกรณ์เพือทําให้การเชือมต่ออุปกรณ์เซ็นเซอร์ภายนอก © ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5 4
  • 5. เข้ากับอุปกรณ์เซ็นเซอร์ไร้สายทําได้ง่ายขึน โดยวงจรดังกล่าว จะมีการจัดหา IDC header เพือทําให้สามารถนํา สายสัญญาณมาทําการเชือมต่อให้มีความสะดวกมากยิงขึน โดยสามารถแสดงได้ดังรูปที 13 รูปที 13 แสดงลักษณะของพอร์ตของวงจรรวม 4.2.2 การพัฒนาแพ็คเก็ตข้อมูล การออกแบบ Payload ในระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย ดัง แสดงได้ดังตารางที 2 ตารางที 2 แสดงลักษณะของ Payload ทีใช้ในระบบ ขนาด (byte) ชือตัว แปร หน้าทีการทํางาน 1 type เก็บค่าเพือระบุชนิดของแพ็คเก็ต 2 temp เก็บค่าอุณหภูมิในอากาศ 2 Hum เก็บค่าความชืนในอากาศ 2 volt เก็บค่าพลังงานทีเหลืออยู่ 2 par เก็บค่าแสงสว่างประเภท Photosynthetically active radiation 2 Tsr เก็บค่าแสงสว่างทีมนุษย์มองเห็น 2 soiltemp เก็บค่าอุณหภูมิภายในดิน 2 soilhum เก็บค่าความชืนภายในดิน ค่าทีได้จากเซ็นเซอร์แต่ละชนิดสามารถทําการคํานวณ[6] ดังสมการในตารางที 3 ตารางที 3 สมการทีใช้ในการคํานวณค่าเซ็นเซอร์ Sensor Formula External Temperature (Onboard) -39.60 + 0.01data * 14 bits raw data External Humidity (Onboard) Hum = -4 + (0x0405-2.8*1e- 6*RawData)*RawData Hum(true) = ((Temp- 25)*(0.00008*RawData)) + Hum ParPhoto(Lux) (Onboard) I = (value/4096 * Vref) / 100,000 lx = 0.625 * 1e5 * I * 1000 Tsr Photo (Lux) (Onboard) I = (value/4096 * Vref) / 100,000 lx = 0.769 * 1e5 * I * 1000 Soil_Temperature ADC Soil_Humidity ADC Rain_gauge GPIO 4.2.3 รูปแบบในการติดต่อสือสาร ในการติดต่อสือสารของเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย สามารถ ติดต่อสือสารได้ทังแบบ Single-hop และ Multi-hop โดยทํา การตังค่าให้อุปกรณ์เซ็นเซอร์แต่ละตัวภายในระบบมีหมายเลข ทีแตกต่างกันและตังค่าตัวแปรทีจะแสดงให้โหนดรู้ว่าหมายเลข โหนดหมายเลขใดทีจะต้องทําการส่งข้อมูลกลับ และหมายเลข โหนดหมายเลขใดทีจะต้องทําการส่งข้อมูลต่อ ซึงลักษณะการ ทํางานดังกล่าวทําให้โหนดเซ็นเซอร์มีความสามารถทังทําการ ตรวจวัดค่าข้อมูลต่างๆแล้วส่งกลับหรือทําหน้าทีเป็นตัวทวน สัญญาณ(Repeater) 5. การทดสอบการใช้งาน 5.1 สภาพแวดล้อมในการทดสอบ ในการทดสอบ ทีนีใช้อุปกรณ์เครือข่ายไร้สายจํานวน 10 ตัว โดยติดตังอุปกรณ์แต่ละตัวห่างกันประมาณ 25 เมตร อุปกรณ์ มีการติดตังเซ็นเซอร์เพิมเติมซึงในทีนีคือ เซ็นเซอร์วัดความชืน ดินและวัดอุณหภูมิในดิน และเซ็นเซอร์วัดปริมาณนําฝน 5.2 ผลการทดสอบและการวิจารณ์ผล เมือเริมต้นการทํางาน จะรันโปรแกรมทีใช้ในการเปิดพอร์ตเพือ ใช้ในการรับส่งข้อมูลกับโหนดสถานีฐาน หลังจากนันทําการส่ง ค่าข้อมูลทําการตังค่าให้โหนดเซ็นเซอร์ในระบบเพือให้โหนด เซ็นเซอร์ทราบว่าจะต้องทําการส่งค่าทีวัดได้จากเซ็นเซอร์เป็น ทุกๆช่วงเวลา(Period timer) เมือข้อมูลส่งกลับมาถึงโหนด สถานีฐานโปรแกรมทีทําหน้าทีในการวิเคราะห์ข้อมูลจะทําการ © ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5 5
  • 6. คํานวณเพือทําการปรับปรุงฐานข้อมูล โดยสามารถแสดงการ ดึงค่าขึนมาเพือแสดงผลได้ด้วยโปรแกรม WSN Monitoringที ได้ทําการพัฒนาขึนดังรูปที 14 รูปที 14 การแสดค่าเซ็นเซอร์ทาง WSN monitoring 6. บทสรุป ระบบสามารถตรวจวัดค่าสิงแวดล้อมต่างๆ ได้แก่ ความชืน อุณหภูมิ ภายในอากาศ ค่าความเข้มของแสงสว่าง ค่า ความชืนและอุณหภูมิภายในดิน โดยสามารถทําการ ติดต่อสือสารได้ไกลโดยการใช้วิธีการติดต่อสือสารแบบ Multi- hop และสามารถทําการปรับตังค่าให้โหนดทําการส่งข้อมูล กลับเป็ นระยะเวลาตามทีกําหนด ผู้ใช้สามารถทําการ ตรวจสอบค่าต่างๆ ได้ผ่านทางโปรแกรมประยุกต์ หรือหาก ต้องการทําการวิเคราะห์ข้อมูลก่อนหน้าสามารถทําการ ตรวจสอบข้อมูลภายในฐานข้อมูลได้ 6.1 แนวทางการพัฒนาต่อ พัฒนาระบบให้สามารถทําการติดต่อสือสารได้แบบอัตโนมัติ สามารถทําการเลือกเส้นทางในการรับส่งเองได้ ติดตังอุปกรณ์ เซ็นเซอร์ภายนอกเพิมเติม และทําการปรับปรุงโปรแกรม ประยุกต์ให้มีรูปแบบในการนําเสนอทีหลากหลายยิงขึน 7. กิตติกรรมประกาศ ขอขอบพระคุณภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะ วิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ทีเอือเฟือ อุปกรณ์ในการทําการศึกษา พัฒนางานชินนี สุดท้ายขอกราบขอบพระคุณบิดาและมารดา ผู้ให้กําลังใจ และให้โอกาสการศึกษาอันมีค่ายิง 8. เอกสารอ้างอิง [1] P. Baronti, P. Pillai, V. Chook, S. Chessa, A. Gotta, Y. Fun Hu, “Wireless sensor networks: A survey on the state of the art and the 802.15.4 and Zigbee standards,” Computer Communications In Wired/Wireless Internet Communications, Vol.30, No. 7, May 2007, pp.1655-1695 [2] M. Unhawiwat, P. Manoyut, W. Santiamorntat, “Wireless Sensor Network for Rubber Orchard Monitoring and Alerting Systems,” Proceeding of 2010 International Conference on Computer Engineering and Application(ICCEA2010), Bali Island, Indonesia, 2010, pp. 156-160. [3] ปัจจัยของการเจริญเติบโตของพืช. เข้าถึงได้จาก: http://www.vcharkarn.com/vcafe/59373/1. สืบค้น 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2551 [4] D. Schmidt, M. Berning, N. When, “Error Correction in Single-Hop Wireless Sensor Network – A Case Study,” In Proc. IEEE Conference Design, Automation and Test in Europe(DATE), April, 2009, Nice, France. [5] Z. Vincze, R. Vida, A. Vidacs, “Deploying Multiple Sinks in Multi-hop Wireless Sensor Networks,” IEEE International Conference on Pervasive Services, 2007, Istanbul, Turkey. [6] Tmote Sky : Datasheet. เข้าถึงได้จาก: http://www.eecs.harvard.edu/~konrad/projects/shim mer/references/tmote-sky-datasheet.pdf สืบค้น 18 กรกฎาคม พ.ศ. 2551 [7] “ประชุมเขิงปฏิบัติการ Wireless Sensor Network Programming with nesC,” Aug 2551, ภาควิชา วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ [8] Philip Levis, “TinyOS Programming,” 28 June 2006 [9] D. Gay, P. Levis, D. Culler, E. Brewer, “nesC 1.1 Language Reference Manual, ” May 2003 © ECTI-CARD 2010, May’10, Pattaya, Thailand. ISBN: 978-974-8242-54-5 6