การออกแบบและประยุกต์ใช้ระบบอัตโนมัติ

ภาพจาก http://www.bangkokbiznews.com/news/detail/728981หนว่ ยการเรยี นรู้ที่ 5เรยี บเรยี งโดย วรนั ย์ ปญั ญา

หนว่ ยที่ 1ความรู้เบอ้ื งตน้ เกี่ยวกบั หนุ่ ยนต์หนว่ ยที่ 2องคป์ ระกอบของหนุ่ ยนต์หน่วยท่ี 3โปรแกรมควบคุมระบบอัตโนมัติหน่วยที่ 4การแกไ้ ขปญั หาดว้ ยกระบวนการทางเทคโนโลยีหน่วยที่ 5การออกแบบและประยุกต์ใช้ระบบอตั โนมัติ

หน่วยที่ 5 การออกแบบและประยกุ ต์ใชร้ ะบบอตั โนมตั ิ1. มาตรฐานการเรยี นร/ู้ ตัวช้ีวัด/ผลการเรียนรู้ มาตรฐานการเรยี นรู้ที่ 2 สาระที่ 2 การออกแบบและเทคโนโลยี มาตรฐาน ง 2.1 เขา้ ใจเทคโนโลยีและกระบวนการเทคโนโลยี ออกแบบและสรา้ งสงิ่ ของเครื่องใช้หรือวิธีการตามกระบวนการเทคโนโลยีอย่างมคี วามคิดสรา้ งสรรค์ เลือกใชเ้ ทคโนโลยใี นทางสรา้ งสรรคต์ อ่ ชีวติ สังคมสง่ิ แวดล้อม และมสี ่วนร่วมการจดั การเทคโนโลยีทีย่ งั่ ยืน ตัวชว้ี ดั ง 2.1/2 - สร้างส่ิงของเคร่ืองใชห้ รือวิธกี ารตามกระบวนการเทคโนโลยี อย่างปลอดภยั ออกแบบโดยถ่ายทอดความคิดเป็นภาพฉาย เพอื่ นาไปสู่การสร้างต้นแบบและแบบจาลองของสง่ิ ของเคร่ืองใช้ หรอื ถา่ ยทอดความคิดของวธิ กี ารเปน็ แบบจาลองความคิดและการรายงานผล สาระท่ี 3 เทคโนโลยสี ารสนเทศและการสือ่ สาร มาตรฐาน ง 3.1 เขา้ ใจเห็นคุณคา่ และใชก้ ระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมลู การเรยี นรู้การสือ่ สารการแก้ปัญหา การทางาน และอาชีพอย่างมปี ระสิทธิภาพ ประสิทธิผล และมีคณุ ธรรม ตัวช้ีวัด ง 3.1/4 - ใช้คอมพิวเตอรช์ ่วยสร้างชนิ้ งานจากจนิ ตนาการหรืองานท่ีทาในชีวติ ประจาวัน ตามหลักการทาโครงงานอย่างมีจิตสานึกและความรับผดิ ชอบ ผลการเรยี นรู้ 1. มีความคดิ สรา้ งสรรค์ใช้โปรแกรม 3 มติ ิ ในการออกแบบระบบอัตโนมัตใิ นชีวติ ประจาวนั 2. สร้างโมเดลและใชโ้ ปรแกรมในการควบคมุ ระบบอัตโนมัติของอปุ กรณ์ตา่ งๆได้ 3. เข้าใจและสามารถนาเสนอผลงานในรปู แบบโครงงานได้

2. สาระสาคัญ/ความคดิ รวบยอด ความคิดสร้างสรรค์ คือการคิดหลายๆแงห่ ลายๆทาง เป็นการมองปัญหาในแนวกว้าง ความคิดสร้างสรรค์นน้ัจาเป็นต่อการดาเนินชีวิตประจาวัน เช่น การออกแบบสร้างส่ิงของและสามารถนามาพัฒนาออกแบบและสร้างระบบอัตโนมัติ เพ่ือแก้ไขปัญหางานระบบโดยผ่านกระบวนการโครงงาน เพ่ือให้เกิดทักษะการสร้างช้ินงาน การซ่อมและดูแลรกั ษาชิ้นงานและพื้นฐานความปลอกภัยในการทางานในชีวติ ประจาวนั ได้3. สาระการเรียนรู้ 3.1. สาระการเรียนรู้แกนกลาง 3.1.1. ความหมายและประเภทของความคิดสร้างสรรค์ 3.1.2. การซอ่ มบารงุ อุปกรณ์การใชง้ าน 3.1.3. ความปลอดภยั ในการทางานชา่ ง 3.1.4. กระบวนการและขนั้ ตอนการทาโครงงาน

หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 การออกแบบและประยกุ ต์ใช้ระบบอตั โนมตั ิ5.1. การออกแบบ ( Design ) ความหมายของการออกแบบ การออกแบบ คืออะไร ซง่ึ ความหมายของคาว่า “ออกแบบ” นน้ั ถูกให้คานยิ ามหรือคาจากดั ความ ไว้หลายรปู แบบมากมาย ตามความเข้าใจ การตคี วามหมาย และการสอื่ สารออกมาด้วยตัวอักษรของแต่ละคน ตัวอย่างความหมายของการออกแบบ เช่น การออกแบบ หมายถงึ การรู้จักวางแผนจดั ต้ังขน้ั ตอน และรูจ้ กั เลือกใชว้ ัสดวุ ธิ ีการเพ่อื ทาตามทต่ี ้องการนั้นโดยให้สอดคล้องกับลกั ษณะรูปแบบ และคุณสมบตั ิของวัสดแุ ต่ละชนิด ตามความคดิ สรา้ งสรรค์ และการสร้างสรรค์สง่ิใหมข่ ึ้นมา เช่น การจะทาโต๊ะข้นึ มาซักหนึ่งตวั เราจะต้องวางแผนไว้เปน็ ข้นั ตอน โดยต้องเริ่มต้นจากการเลอื กวัสดทุ ่ีจะใชใ้ นการทาโต๊ะน้ัน ว่าจะใช้วสั ดอุ ะไรที่เหมาะสม ในการยึดต่อระหวา่ งจุดต่างๆนัน้ ควรใช้ กาว ตะปู สกรู หรอื ใช้ข้อตอ่ แบบใด รถู้ ึงวตั ถุประสงค์ของการนาไปใช้งาน ความแข็งแรงและการรองรบั น้าหนกั ของโตะ๊ สามารถรองรบั ไดม้ ากนอ้ ยเพียงใด สีสนั ควรใชส้ ีอะไรจึงจะสวยงาม เป็นตน้ การออกแบบ หมายถงึ การปรับปรงุ แบบ ผลงานหรือส่ิงตา่ งๆ ทม่ี อี ยู่แล้วให้เหมาะสม และดมู ีความแปลกใหมข่ นึ้ เชน่ โต๊ะที่เราทาข้ึนมาใช้ เมื่อใช้ไปนานๆกเ็ กดิ ความเบ่อื หนา่ ยในรปู ทรง หรอื สี เรากจ็ ดั การปรบั ปรงุ ให้เปน็รูปแบบใหมใ่ ห้สวยกว่าเดิม ทั้งความเหมาะสม ความสะดวกสบายในการใช้งานยงั คงเหมือนเดมิ หรอื ดีกว่าเดมิ เป็นตน้ การออกแบบ หมายถงึ การรวบรวมหรือการจดั องคป์ ระกอบทงั้ ท่ีเปน็ 2 มิติ และ 3 มติ ิ เขา้ ดว้ ยกันอยา่ งมีหลักเกณฑ์ การนาองคป์ ระกอบของการออกแบบมาจัดรวมกันนนั้ ผูอ้ อกแบบจะต้องคานงึ ถงึ ประโยชนใ์ นการใชส้ อยและความสวยงาม อันเปน็ คุณลกั ษณะสาคญั ของการออกแบบ เปน็ ศิลปะของมนษุ ยเ์ น่ืองจากเปน็ การสรา้ งคา่ นยิ มทางความงาม และสนองคุณประโยชนท์ างกายภาพให้แก่มนุษยด์ ้วยหลักการออกแบบ 1. ความสวยงาม เปน็ สิ่งแรกทีเ่ ราไดส้ มั ผัสก่อน คนเราแตล่ ะคนต่างมีความรับรู้เรื่อง ความสวยงาม กับความพอใจ ในท้ัง 2 เรือ่ งนีไ้ มเ่ ท่ากัน จงึ เปน็ สิง่ ทถ่ี กเถยี งกนั อยา่ งมาก และไม่มีเกณฑ์ ในการตัดสินใดๆ เปน็ ตวั ท่กี าหนดอย่างชัดเจน ดังนัน้ งานที่เราไดม้ กี ารจดั องคป์ ระกอบที่เหมาะสมนน้ั ก็จะมองวา่ สวยงามไดเ้ หมือนกนั 2. มีประโยชน์ใชส้ อยท่ดี ี เปน็ เรือ่ งท่สี าคัญมากในงานออกแบบทุกประเภท เชน่ ถ้าเป็นการออกแบบสิง่ ของเชน่ เก้าอี้,โซฟา น้นั จะต้องออกแบบมาใหน้ ัง่ สบาย ไม่ปวดเม่ือย ถา้ เป็นงานกราฟฟิค เช่น งานส่ือสง่ิ พิมพน์ น้ัตวั หนังสือจะต้องอ่านง่าย เขา้ ใจงา่ ย ถงึ จะไดช้ อื่ ว่า เป็นงานออกแบบที่มีประโยชน์ใชส้ อยท่ดี ีได้ 3. มแี นวความคิดในการออกแบบทด่ี ี เปน็ หนทางความคิด ทท่ี าใหง้ านออกแบบสามารถตอบสนอง ต่อความรู้สกึ พอใจ ชน่ื ชม มีคุณค่า บางคนอาจให้ความสาคัญมากหรือน้อย หรืออาจไมใ่ ห้ความสาคัญเลยก็ได้ ดงั น้นับางครั้งในการออกแบบ โดยใชแ้ นวความคิดที่ดี อาจจะทาใหผ้ ลงาน หรือสิ่งทอี่ อกแบบมีคุณค่ามากขึน้ ก็ได้ดงั นัน้ นักออกแบบ ( Designer ) คอื ผ้ทู พี่ ยายามค้นหา และสร้างสรรค์ส่ิงใหม่ หาวิธีแก้ไข หรือหาคาตอบใหม่ๆสาหรบั ปญั หาต่างๆ ทมี่ า http://allalike-design.blogspot.com/2010/12/blog-post.html

5.2. ระบบควบคุมอัตโนมัติความหมาย “ระบบ (System)” ความหมายของระบบ ระบบ (System) เป็นกลุ่มขององค์ประกอบต่าง ๆ ท่ีทางานร่วมกัน เพื่อจุดประสงค์ในสงิ่ เดียวกนั ระบบอาจประกอบด้วยบคุ ลากร เคร่ืองมือ วสั ดุ วธิ กี าร การจัดการ ซึ่งทั้งหมดน้ีจะต้องมรี ะบบในการจดั การเพ่ือให้บรรลจุ ุดประสงค์เดียวกัน คาวา่ \"ระบบ\" เปน็ คาที่มีการเกย่ี วข้องกับการทางานและหน่วยงานและนิยมใชก้ ันมาก เชน่ ระบบธรุ กิจ(Business System) ระบบสารสนเทศ (Management Information System) ระบบการเรยี นการสอน(Instructional System) ระบบเครือขา่ ยคอมพิวเตอร์ (Computer Network System) เป็นตน้ เมือ่ ทาการศึกษาระบบใดระบบหน่งึ นกั วเิ คราะห์ระบบจะตอ้ งเข้าใจการทางานของระบบนั้นใหด้ ี โดยการศกึ ษาว่า ระบบทาอะไร (What) ทาโดยใคร (Who) ทาเม่อื ไร (When) และ ทาอยา่ งไร (How)นกั วิเคราะห์ระบบ (System Analyst หรือ SA) ซ่งึ ได้แก่ บุคคลทีม่ หี นา้ ทว่ี ิเคราะหแ์ ละออกแบบระบบจะต้องเข้าใจการทางานของระบบนน้ั ๆ ว่าเป็นอยา่ งไรและอะไร คือความต้องการของระบบ ได้มีผทู้ ี่ให้ความหมายและคาอธบิ าย ของคาว่า “ระบบ” ไว้หลายท่านดว้ ยกัน เช่น ไดม้ ผี ูใ้ ห้คาจากัดความและความหมายของระบบ เอาไว้หลายความหมายดว้ ยกนั ดงั นี้ พจนานกุ รม ฉบบั ราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ.2525 ไดใ้ ห้ความหมายเอาไว้วา่ ระบบ คือ ระเบียบเก่ียวกบั การรวมส่งิ ตา่ งๆ ซง่ึ มีลักษณะซบั ซอ้ นให้เข้าลาดับประสานเปน็ อันเดียวกนั ตามหลกั เหตุผลทาง วชิ าการ หรอื หมายถึงปรากฏการณ์ทางธรรมชาติซ่ึงมีความสัมพันธ์ ประสานเขา้ กัน โดยกาหนดรวมเปน็ อนั หน่งึ อันเดียวกนั ระบบ (System) คอื กลุ่มขององค์ประกอบตา่ งๆ ทท่ี างานร่วมกัน เพอื่ จุดประสงคอ์ นั เดียวกันและเพื่อให้เขา้ ใจในความหมายของคาวา่ ระบบที่จะตอ้ งทาการวเิ คราะห์ จงึ ต้องเขา้ ใจลักษณะของระบบก่อน ระบบ (System) คอื กระบวนการตา่ งๆ ทอ่ี ยู่ในเครือขา่ ยเดียวกันและมีความสัมพันธก์ ันระหว่างกระบวนการเหล่านั้น และเช่ือมต่อกนั เพื่อทางานใดงานหน่งึ ใหบ้ รรลถุ ึงเป้าหมายท่ีวางไว้ ทีม่ าขอ้ มลู : http://www.kroobannok.com/29ระบบควบคุม (System Control) การควบคมุ หมายถงึ การควบคุมระบบพลศาสตร์ ให้มคี า่ เอาตพ์ ุตทต่ี ้องการ โดยการป้อนค่าอนิ พุตท่ีเหมาะสมให้กับระบบ ตวั อย่างทเ่ี ห็นได้ทัว่ ไป เชน่ ระบบควบคมุ อุณหภมู หิ ้องของเครื่องปรับอากาศ หรอื แม้แต่ลูกลอยในโถส้วม ท่เี ปิดนา้ ปิดน้าโดยอตั โนมตั เิ ม่ือน้าหมดและน้าเต็ม ท่ีมา https://th.wikipedia.org/5.3. โครงสรา้ งของพ้นื ฐานของระบบควบคุม เปน็ การศึกษา วเิ คราะห์ และออกแบบระบบควบคมุ โดยใชท้ ฤษฎีระบบควบคุมแบบโดยมคี าจากัดความดงั นี้ (1) สัญญาณดา้ นเขา้ (Input) คือ สญั ญาณด้านเขา้ หรือค่าทีต่ ง้ั ไว้ (Set Point) ซ่ึงหมายถึง ค่าหรือผลตอบสนองที่ตอ้ งการของระบบท่ีต้องการควบคุมทีก่ าหนดไว้ เชน่ ต้องการควบคุมระยะห่างของรถไฟฟ้าที่หา่ งจากกาแพง 15 เมตร (2) ตัวควบคมุ (Controller) หมายถึง เคร่ืองมือหรอื อปุ กรณท์ ี่ใช้ในการสร้างสัญญาณควบคุมเพือ่ ทาหน้าที่ควบคมุ ให้ระบบหรือกระบวนการท่ตี ้องการควบคุมมสี ัญญาณด้านออกหรือผลตอบสนองตามทตี่ ้องการ (3) สญั ญาณด้านออก (Output) หมายถึง ผลตอบสนองของระบบหรือกระบวนการทีถ่ กู ควบคมุ ซง่ึโดยทัว่ ไปแลว้ ตอ้ งการจะควบคมุ ให้สญั ญาณดา้ นออกมคี ่าตามสญั ญาณดา้ นเข้าที่กาหนด (หรือตามคา่ ของสญั ญาณด้านเขา้ ท่ีเปลี่ยนแปลงไป) หรือมีค่าคงเดิมได้เมือ่ มีการรบกวนทงั้ ภายในและภายนอกที่มากระทาต่อระบบควบคุมท่ีมา http://mte.kmutt.ac.th/elearning/Transient_Response_Analysis/webpage%205.html

ตวั อย่างการออกแบบระบบอตั โนมตั ิ1. ระบบรดนา้ อัตโนมตั ิ ภาพจาก http://www.garden-irrigation.co.uk/misters.asp2. ระบบอตั โนมตั ิ ภายในอาคารเรอื น ภาพจาก https://learninginventions.org/?page_id=1789

5.4. ปัญญาประดษิ ฐ์ (Artificial Intelligence : AI) เป็นศาสตร์แขนงหนึ่งของ วทิ ยาศาสตรค์ อมพิวเตอร์ ที่เก่ยี วข้องกับวธิ กี ารทาให้คอมพิวเตอร์มีความสามารถคลา้ ยมนษุ ย์หรือเลียนแบบพฤตกิ รรมมนุษย์ โดยเฉพาะความสามารถในการคิดเองได้ หรือมีปญั ญา คานยิ าม AI ตามความสามารถท่มี นษุ ย์ตอ้ งการแบ่งได้ 4 กลุ่ม ดังน้ี1. Acting Humanly : การกระทาคล้ายมนุษย์ เชน่ - ส่อื สารกับมนุษย์ได้ดว้ ยภาษาท่ีมนุษย์ใช้ เช่น ภาษาอังกฤษ เปน็ การประมวลผลภาษาธรรมชาติ (naturallanguage processing) อยา่ งหนึ่ง เช่น ใชเ้ สียงสงั่ ให้คอมพิวเตอร์พมิ พ์เอกสารให้ - มปี ระสาทรบั สัมผัสคล้ายมนุษย์ เช่นคอมพวิ เตอรว์ ทิ ัศน์ (computer vision) คอมพิวเตอรม์ องเหน็ รับภาพและประมวลผลได้โดยใชอ้ ุปกรณ์รบั สัญญาณภาพ (sensor) - ห่นุ ยนต์ชว่ ยงานต่าง ๆ เชน่ ดูดฝนุ่ เคลอ่ื นยา้ ยสง่ิ ของ - machine learning หรอื คอมพิวเตอรเ์ กิดการเรยี นรู้ได้ โดยสามารถตรวจจับรปู แบบการเกิดของเหตุการณใ์ ดๆแลว้ ปรบั ตัวสสู่ ่ิงแวดลอ้ ม่ทเ่ี ปล่ียนทีเ่ ปลย่ี นไปได้2. Thinking Humanly : การคิดคล้ายมนุษย์ ก่อนที่จะทาให้เคร่ืองคิดอยา่ งมนษุ ย์ได้ ต้องรู้ก่อนวา่ มนุษย์มีกระบวนการ คดิ อยา่ งไร ซ่ึงการวเิ คราะห์ลักษณะการคิดของมนุษยเ์ ป็นศาสตรด์ า้ น cognitive science เช่น ศึกษาโครงสรา้ งสามมติ ขิ องเซลลส์ มองการแลกเปลย่ี นประจุไฟฟา้ ระหวา่ งเซลลส์ มอง วิเคราะห์การเปลย่ี นแปลงทางเคมีไฟฟ้าในรา่ งกายระหว่างการคิด ซงึ่ จนถงึปจั จุบันเรากย็ งั ไมร่ แู้ นช่ ดั ว่า มนษุ ย์เราคดิ ได้อยา่ งไร3. Thinking rationally : คดิ อยา่ งมีเหตุผล หรอื คิดถูกต้อง โดยใชห้ ลกั ตรรกศาสตรใ์ นการคดิ หาคาตอบอย่างมเี หตผุ ล เชน่ ระบบผู้เช่ียวชาญ4. Acting rationally : กระทาอยา่ งมเี หตผุ ล เชน่ agent(agent เปน็ โปรแกรมที่มีความสามารถในการกระทาหรอื เปน็ ตัวแทนในระบบอัตโนมตั ิต่าง ๆ)สามารถกระทาอย่างมเี หตุผลคือ agent ทก่ี ระทาการเพ่อื บรรลเุ ป้าหมายทีไ่ ด้ตง้ั ไว้ เช่น agent ในระบบขับรถอัตโนมตั ทิ ่มี ีเป้าหมายว่า ต้องไปถึงเปา้ หมายในระยะทางที่สั้นทส่ี ุด ตอ้ งเลือกเส้นทางทไ่ี ปยังเป้าหมายท่ีสั้น ที่สุดทเี่ ป็นไปไดจ้ งึ จะเรียกได้วา่ agent กระทาอย่างปัญญาประดิษฐ์สามารถแบง่ ได้เป็นหลายสาขาดังน้ี 1. ระบบห่นุ ยนต์ หรอื แขนกล (Robotics or Robotarm System) 2. ระบบประมวลภาษาธรรมชาติ (Natural Language Processing System) 3. การรู้จาเสียงพูด (Speech Recognition System) 4. ข้ันตอนเชงิ พนั ธุกรรม (Genetic Algorithms ) 5. ระบบข่ายงานประสาทเทียม (Neural Networks) 6. ระบบการเรยี นรู้ (Learning Systems) 7. การรูจ้ าแบบ (Pattern Recognition) 8. ระบบผเู้ ช่ยี วชาญ (Expert System)

การประยุกตใ์ ช้ 1.การจดั ตารางการบนิ ของสายการบิน (Air traffic control system) 2. การกระจายสญั ญาณจราจร เพอ่ื เสนอทางเลือกใหผ้ ูใ้ ช้ยวดยาน (Intelligent highway) 3. การควบคมุ ลฟิ ต์ และระบบรักษาความปลอดภยั ให้กับลูกคา้ (Supervisory system) 4. การตรวจหาวัตถรุ ะเบดิ ในกระเปา๋ ผู้โดยสารทขี่ ึ้นเคร่ืองบิน 5. ด้านการแพทย์ มกี ารนาแขนกลเข้าไปชว่ ยการผ่าตัดซึง่ สามารถทางาน ไดล้ ะเอียดกว่ามนษุ ย์มาก และข้อดอี ีกประการคือการไม่มคี วามวติ กกงั วล เกดิ ขน้ึ ในขณะทางาน อย่างเช่นในมนุษย์ท่ีอาจจะก่อให้เกดิ ความผิดพลาด ในการทางานได้ 6. ดา้ นอตุ สาหกรรม เปน็ การชว่ ยลดภาระทางตน้ ทุนการผลติ ไดอ้ ย่างมาก ทัง้ ในงานบางประเภทท่ีอาจจะกอ่ ใหเ้ กดิ อนั ตรายหรอื มคี วามเสี่ยงสงู จนไม่ค่อยมีใครอยากทาก็สามารถใชห้ ุน่ ยนต์หรือปัญญาประดิษฐ์มาทางานแทน 7. ด้านการบนั เทงิ มีการสร้างห่นุ ยนตท์ สี่ ามารถตอบโตก้ บั มนษุ ย์ได้เป็นสัตวเ์ ลยี้ งเปน็ เพอ่ื นเลน่ 8. ทางการทหาร นามาประยุกตใ์ ช้เป็น เครอื่ งบินไร้คนขับ รถถงั ไร้คนขับ โดยมีจุดประสงคห์ ลกั ในทางดา้ นความมน่ั คงทีม่ าข้อมลู http://exitexam.tsu.ac.th/cst/course/computer_it/AI/banefit2.html 9-12-59 ภาพจาก http://www.dpu.ac.th/bigdata/iot-smart-agriculture.html

5.5. Internet of Things (IoT) กับ Smart Agriculture 4.0 ปัจจุบันไดเ้ รมิ่ มีการนาเกษตรกรรมบทบาทมากขึ้นในด้านการพฒั นาประเทศอย่างยั่งยืน ซึ่งสอดคล้องกบันโยบายของรัฐบาล Thailand 4.0 เน้นเศรษฐกิจขบั เคลื่อนดว้ ยนวัตกรรม Value-Based Economy โดยทาให้เห็นความสาคญั การคิดคน้ นวัตกรรมใหมๆ่ เพื่อช่วยขบั เคลื่อนเศรษฐกจิ ใน Thailand 4.0 ซึ่งเรื่องทเ่ี ป็นจุดเนน้ มากท่สี ุดคอื กล่มุ อาหาร เกษตร และเทคโนโลยีชวี ภาพ เกษตรกรไทยยุค THAILAND 4.0 จุดเรม่ิ ต้นหรอื ท่ีมาส่วนหนง่ึ ของ Smart Farmer คอื การไม่ทาร้ายธรรมชาติ ใชท้ รพั ยากรเท่าที่จาเปน็ ทาแล้วตอ้ งสบายขน้ึ เรื่อยๆ ไม่ใช่ยิ่งทาย่ิงเหนื่อย เชน่ การมพี ้ืนท่ีเล็ก ๆ แต่สามารถออกแบบใหป้ ลกู แบบผสมผสานและเกื้อกูลกนั ได้ ต้องใช้เทคโนโลยเี ป็น ซึ่งกถ็ ูกต้อง เพราะคนทีจ่ ะเป็นSmart Farmer ต้องเชือ่ มโลกได้เอง Smart Farmer ตอ้ งเขา้ ใจต้งั แตก่ ระบวนการผลติ การบริหารจัดการ เข้าใจธรรมชาติ และเขา้ ใจเทคโนโลยี (สุมิท แช่มประสทิ ธ์ิ, 2559) แนวคิดการประยกุ ต์ใช้ Internet of Things ชว่ ยในการจัดการปลูกพชื ในครัวเรือน ในพนื้ ทีท่ ่ีมจี ากัดให้ได้ผลประโยชนม์ ากทีส่ ดุ ไดเ้ ชื่อมโยงไปถึง Smart Farmer กล่าวคือตัวเกษตรกรต้องเปน็ บุคคลท่ีมีความรูใ้ นด้านเกษตรกรรมและเทคโนโลยี สามารถนามาประยุกตใ์ ชร้ ่วมกันได้อย่างสมบรู ณ์ สามารถแก้ไขปัญหาได้ มีความคดิ รูจ้ กัการวางแผนงาน และเปน็ คนที่รจู้ ักใชเ้ ทคโนโลยเี พื่อลดปญั หาเร่อื งของแรงงาน เทคนคิ ท่นี ่าสนใจ Internet of Things เป็นเทรนดท์ กี่ าลงั เกดิ ขึ้นในสงั คมปัจจุบนั หมายถึง เทคโนโลยีอนิ เตอรเ์ น็ตทเ่ี ช่ือมอุปกรณ์และเคร่ืองมือต่างๆ เชน่ คอมพิวเตอร์ โทรศพั ท์มือถอื รถยนต์ ต้เู ย็น โทรทัศน์ และอนื่ ๆเขา้ ไว้ดว้ ยกนั โดยเครื่องมือต่างๆ จะสามารถเชื่อมโยงและสือ่ สารกันได้โดยผ่านระบบอินเตอร์เนต็ ซง่ึ ในอนาคตของผู้บริโภคทัว่ ไปจะเริม่ คุ้นเคยกับเทคโนโลยีท่ีทาให้สามารถควบคมุ ส่ิงของตา่ งๆ ทัง้ จากในบ้าน และสานักงานหรือจากท่ีไหนก็ได้ เช่น การควบคมุ อุณหภูมิภายในบ้าน การเปิดปิดไฟ ไปจนถึงการสง่ั ให้เครื่องรดน้าตน้ ไม้ หรอื แปลงเกษตรของตนเอง แต่อยา่ งไรก็ตามยังมเี ทคโนโลยีอ่นื ๆ ยงั จาเป็นต้องมีพัฒนาก่อน ถึงจะเกิดเปน็ IoT ยกตวั อย่าง เชน่ ระบบตรวจจับต่างๆ (Sensors) รูปแบบการ เชื่อมตอ่ ระหวา่ งอปุ กรณ์ และระบบทฝ่ี งั ตวั อยู่ในคอมพวิ เตอร์ การเชอ่ื มต่ออปุ กรณ์ต่างๆ เข้ากบั เครือข่ายอนิ เตอรเ์ นต็ และสามารถสัง่ งานทีเ่ ราต้องการได้นน้ั จงึ จาเปน็ ต้องมนี กั พฒั นาด้านอิเล็กทรอนกิ สแ์ ละระบบส่งั การหรอื โค้ดโปรแกรม เพื่อใชส้ ัง่ การอุปกรณ์ตา่ งๆ เนื่องจาก Internet ofThings มพี น้ื ฐานอย่บู นระบบฝงั ตัว หรือสมองกลฝังตวั (embedded system) คอื ระบบประมวลผล ทใ่ี ช้ชปิ หรือไมโครโพรเซสเซอร์ ท่ีออกแบบมาโดยเฉพาะ เปน็ ระบบคอมพวิ เตอร์ขนาดจวิ๋ ทฝ่ี ังไวใ้ นอุปกรณ์ เคร่ืองใช้ไฟฟา้ และเครอ่ื งเลน่ อิเล็กทรอนิกส์ตา่ งๆ ตามที่มีคนใหค้ าจากดั ความไว้วา่ “The Internet of Things it theinterconnection of uniquely identifiable embedded computing devices within the existing Internetinfrastructure.” Sundresan P., Norita Md N., Valliappan R., (2015) ซ่งึ ต้องมีอินเตอร์เนต็ เปน็ โครงสร้างพื้นฐาน แตส่ ว่ นประกอบหนึง่ ทีม่ ีความสาคัญก็คอื ระบบฝงั ตัว

ปจั จบุ ันมีอปุ กรณ์มากมายถกู ผลติ ขน้ึ มาเพื่อใหน้ ักพฒั นาสามารถนาไปใช้ต่อยอดสรา้ งช้ินงานเชอ่ื มต่อเข้ากับInternet of Things โดยมคี ุณสมบตั ิทส่ี ามารถเช่อื มตอ่ ระบบเครอื ขา่ ยคอมพิวเตอร์ไรส้ าย (Wireless LAN หรือ Wi-Fi) ได้ แบ่งออกเปน็ กลุม่ ๆ ดงั นี้กลมุ่ ท่ี 1 บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ สาหรับ Internet of Things บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอรก์ ลุ่มน้ี ผผู้ ลติ ออกแบบและสร้างข้นึ มาใหเ้ รา สามารถพัฒนาโปรแกรมลงในไมโครคอนโทรลเลอรบ์ นบอร์ด ควบคุมอินพุตและ เอาต์พุตเช่อื มต่ออปุ กรณ์เพื่อตรวจจับหรือแสดงผลไดต้ ามต้องการ พร้อมใส่ อุปกรณ์ทเ่ี ชือ่ มตอ่ เครือข่ายแบบไร้สาย Wi-Fi มาบนบอรด์ ไมจ่ าเป็นต้องต่อ เพิม่ เติมเอง ยกตวั อย่างเชน่ Electric Imps, Spark Core, Arduino Yun, Intel Edison, Wireless Router ต่างๆภาพจาก http://www.akexorcist.com/2013/12/android-dev-tips-usb-host-usb-accessory.htmlกลุ่มที่ 2 โมดูลส่ือสารไรส้ าย Internet of Things โมดลู บางตวั ทมี่ คี ุณสมบตั ิสามารถเป็นอุปกรณ์ Internet of Things ได้ ยกตวั อย่างเชน่ โมดูล ESP8266 ซ่ึงราคาไมส่ งู สามารถทางานไดใ้ น ระดบั หนึง่ แม้ปัจจบุ นั ยังมอี ยู่ไม่มากและเขา้ ถึงยาก แตใ่ นอนาคตอนั ใกลค้ าดว่าจะมี โมดูลแบบนอี้ อกมาอีกหลายตัวแนน่ อน ซึ่ง ESP8266 สามารถทางาน Standalone เนอ่ื งจากภายในมีไมโครคอนโทรลเลอร์อยู่ (แตไ่ ม่สามารถโปรแกรมแบบทั่วไปได)้ ต้องพฒั นาเฟิร์มแวรใ์ ห้ทางานตามความต้องการ กลุม่ นักพัฒนาทสี่ นใจได้แบ่งปนั ข้อมลู ดงั กล่าวไว้ ผใู้ ช้อาจดาวน์โหลดเฟริ ม์ แวร์ทมี่ ีการทางานตามทเี่ ราต้องการมา ตดิ ตงั้ ใช้งานภาพจาก https://www.arduinoall.com/article/30/nodemcu-esp8266-esp8285-arduino-1-esp8266กลุ่มที่ 3 บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ + โมดลู สอ่ื สารไร้สาย ทางานรว่ มกนั เป็น Internet of Things กลุ่มนี้เป็นการ ประยุกต์ใช้บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆ ท่เี ราคนุ้ เคย ร่วมกับ โมดูสือ่ สารไรส้ ายทีม่ ีใหเ้ ลอื กหลากหลายตามความตอ้ งการ เขยี น แอพพลิเคชั่นให้ทางานในลักษณะคล้ายกบั กล่มุ ท่ี 1 เพยี งแต่เรา ต้องจับคูเ่ ชื่อมต่อบอร์ดกับโมดูลตา่ งๆ เอง ยกตัวอยา่ งเช่น การใช้ Arduino รว่ มกบั Wi-Fi Shield หรอื UART Wi-Fi การใช้ Raspberry Pi กับ USB Wi-Fi Dongle เพยี งเทา่ นก้ี ็สามารถ เชอ่ื มตอ่ กบั ระบบเครือขา่ ยได้ (บรษิ ทั วีนัส ซพั พลาย จากัด: มปป.) ภาพจาก http://raspberrypi- thailand.blogspot.com/2015/10/raspberry-pi-arduino-nrf24l01- module-2.html

เนื่องจากในปจั จบุ ัน ประเทศไทยกา้ วเขา้ ส่ยู คุ Thailand 4.0 ทเ่ี รมิ่ มีการนาเกษตรกรรมบทบาทมากขึ้นในด้านการพฒั นาประเทศอยา่ งย่ังยนื ซง่ึ สอดคล้องกับนโยบายของรฐั บาล ทมี่ ุ่งเน้นเศรษฐกจิ ขับเคลื่อนดว้ ยนวัตกรรม Value-Based Economy โดยทาให้เหน็ ความสาคัญการ คดิ คน้ นวตั กรรมใหมๆ่ เพอ่ื ช่วยขับเคลอื่ นเศรษฐกจิ ใน Thailand 4.0 ซึง่ เรื่องที่เปน็ จุดเนน้ มากทีส่ ุดคอื กลุ่ม อาหาร เกษตร และเทคโนโลยชี ีวภาพ ในการเกษตร สมยั ใหมไ่ ดเ้ กดิ กระบวนการทางานหรอื การเพาะปลกู ที่มี ระบบหมุนเวียน อยา่ งเชน่ Aquaponics (อควาโปนกิ ส์) ซงึ่ ศาสตรใ์ หม่ เป็นกระแสใหม่ที่กาลังไดร้ บั ความนยิ ม สาหรับคนรักปลา ผู้ทีช่ อบเลี้ยงปลาสวยงาม ซ่ึงมกั จะ คนุ้ เคยกับการปลูกพชื นา้ ต่างๆ ในระบบบ่อกรอง บอ่ บาบดั แต่มาระยะหลังๆ เร่มิ มกี ารผสมผสานเทคโนโลยี ทดี่ ีทส่ี ุด ของแนวทางและหลักการของระบบการปลกู พืช ไรด้ ิน ไฮโดรโปนิกส์ hydroponics มาผสมผสานกันอยา่ ง ลงตัว โดยใชข้ องเสียจากปลาทผ่ี สมอยใู่ นน้า มาหมนุ เวยี น ใชร้ ว่ มกับจุลินทรีย์ต่างๆ เพอื่ เปลีย่ นของเสียให้เปน็ ธาตุ อาหารท่ีผกั ต้องการ เพื่อใช้เป็นอาหารของผกั แทนปุ๋ย ปรากฏว่าประสบความสาเร็จเป็นอยา่ งดี จึงเป็นอีกทางเลือกใหม่ สาหรบั การปลูกพืชผกั ไว้กินเองในครอบครวั หรอื จะปลูกผกั ในระบบใหญ่กับบ่อเลีย้ งปลาขนาดใหญ่ ในรูปแบบเชิงการค้า ซึ่งถือวา่ เปน็ ระบบของการเลี้ยงสัตวน์ า้ และการปลูกพืชเข้าดว้ ยกนั ซง่ึ ในปัจจุบันทาไดโ้ ดยการเลย้ี งปลาแบบน้าไหลเวียนร่วมกบั การปลูกพืชผกั สมนุ ไพรดว้ ยระบบไฮโดรโปรนกิ ส์ ซงึ่ เป็นการพฒั นาขั้นสูงของนักวจิ ยั และผูป้ ลกูพืชผกั เพื่อให้เกดิ ตน้ แบบการผลติ อาหารแบบย่ังยืนเพอ่ื เลย้ี งประชากรโลกในอนาคต ปจั จบุ ัน อควาโปนกิ ส์ เปรยี บเหมอื นตน้ แบบของการผลติ อาหารแบบยั่งยนื โดยยดึ ถือหลักการท่ีแน่นอน ดงั น้ีคือ 1. ผลติ ภัณฑข์ องเสียของระบบชีววทิ ยาชนดิ หน่ึง สามารถผลิตสารอาหารใหร้ ะบบชวี วิทยาอีกชนิดหนงึ่ ได้อย่างเหมาะสม คือ ของเสยี จากมูลของปลาสามารถนามาเปน็ ปุ๋ยใหก้ ับพชื ได้ 2. การรวมการผลิตพชื และการเลี้ยงปลาเป็นผลของการผลิตแบบหลากหลาย (Polyculture) ซ่งึ จะเพ่มิ ความหลากหลายและไดผ้ ลผลิตแบบทวคี ณู เปน็ ระบบนิเวศแบบเกอ้ื กูลกนั 3. น้าถกู กรองโดยผา่ นการกรองทางชีววิธี และนากลบั มาใชซ้ า้ และ 4. เปน็ การผลิตอาหารเพ่ือสขุ ภาพปราศจากสารเคมสี ามารถผลติ ได้ท่ัวไป ชว่ ยยกระดับเศรษฐกิจระดบัทอ้ งถิ่นได ข้อดี คือ 1. ลดการใชน้ า้ ลดนา้ เสยี ของการเลีย้ งปลา และปลูกผัก 2. ใช้เนอื้ ทีน่ ้อย ให้อตั ราผลผลติ ตอ่ พื้นทด่ี กี วา่ เพราะพชื ได้น้าและสารอาหารตลอดเวลา เล้ียงปลาได้หนาแน่น เพราะมีการบาบัดนา้ ตลอดเวลา 3. สามารถปลูกใกล้แหลง่ บริโภคได้ เช่น ถา้ ทาระบบในครวั เรือน ทาให้ไมต่ ้องซื้อ ไม่ตอ้ งขบั รถไปซือ้ของสด ไม่ต้องแชเ่ ย็น และกินได้อาหารสดกวา่ มาก 4. ลดการใช้สารเคมี เน่อื งจากพ้ืนที่น้อยการลงทาโรงเรือนเพื่อป้องกนั โรคแมลงทาได้งา่ ยกวา่

5.6. แนวคิดการประยุกต์ใช้ การประยุกตใ์ ช้ Internet of Things ในการจดั การการปลกู พืชโดยใชเ้ ทคนิค Aquaponics (อควาโปนกิ ส์)ผา่ นคอมพวิ เตอร์ โทรศัพท์มอื ถอื หรอื สมารท์ โฟน โดยมกี ารเชอ่ื มต่อกับอินเตอรเ์ น็ต ในทนี่ ี้สามารถเชื่อมต่อได้ท้ังแบบ LAN และ WIFI เพอ่ื เพิ่มความสะดวกในการใชง้ านและการเข้าถงึ อุปกรณ์ตา่ งๆ ที่เราจาเป็นตอ้ งสั่งการต่อไป ในการเชอื่ มต่อน้นั จะผา่ นระบบ IoT Could: Cayenne IoT ReadyTM ซึง่ เป็น Server ให้บรกิ ารจัดเกบ็ ขอ้ มลู รวมถงึการดแู ลและการสัง่ การต่างๆ ภายในระบบอีกที ทั้งนใี้ นการทางานส่วนใหญ่จะมศี นู ย์ควบคมุ หลัก คือ Raspberry Piเป็นบอรด์ คอมพิวเตอร์ขนาดเลก็ ทส่ี ามารถเช่ือมต่อกบั จอมอนิเตอร์ คยี บ์ อร์ด และเมาส์ได้ สามารถนามาประยกุ ต์ใช้ในการทาโครงงานทางด้านอเิ ล็กทรอนิกส์ การเขียนโปรแกรม หรอื เปน็ เครื่องคอมพิวเตอรต์ ั้งโตะ๊ ขนาดเล็ก ไม่ว่าจะเปน็ การทางาน Spreadsheet Word Processing ท่องอินเทอร์เนต็ สง่ อเี มล หรือเลน่ เกมส์ อีกท้ังยงั สามารถเล่นไฟล์วีดีโอความละเอียดสงู (High-Definition) ได้อีกดว้ ย บอรด์ Raspberry Pi รองรับระบบปฏิบตั กิ ารลินกุ ซ์ (LinuxOperating System) ได้หลายระบบ เชน่ Raspbian (Debian) Pidora (Fedora) และ Arch Linux เป็นตน้ โดยตดิ ตัง้ บน SD Card บอรด์ Raspberry Pi นีถ้ กู ออกแบบมาใหม้ ี CPU GPU และ RAM อย่ภู ายในชิปเดียวกัน สามารถเขียนโปรแกรมเพื่อสง่ั งานให้อุปกรณ์อีเล็กทรอนกิ ส์ทางานได้ เช่น สัง่ งานให้ Relay ทางานตามเวลาท่กี าหนด หรือ สัง่ปิด-เปดิ ปมั้ น้า ตามเวลาท่ีต้องการ เปน็ ตน้ ทั้งน้รี ะบบ IoT Could: Cayenne Iot ReadyTM สามารถสรา้ งเง่อื นไข ใหก้ ารทางานได้ พร้อมกับการแจ้งเตอื นผา่ นที่ SMS และ e-Mail ได้อกี ด้วย เช่น การตงั้ เวลาควบคุมการทางาน โดยกาหนดให้ เวลา 06.00 น. สงั่ การใหป้ ้มั ทางานเพื่อรดนา้ แปลงผัก เมื่อถึงเวลา 06.20 น. สงั่ การให้ ป้มั นา้ หยุดทางาน และกาหนดให้ส่งข้อความแจ้งเตือนว่าไดป้ ั้มนา้ เรียบรอ้ ยแล้วผ่านทาง SMS และ e-Mail เป็นต้น นอกจากนนั้ IoT Could: Cayenne IoTReadyTM สมารถเกบ็ คา่ การทางานต่างๆ ของอุปกรณ์ และนามาทาเปน็ กราฟเพอื่ สงั เกตการเปล่ียนแปลงไดอ้ ีกดว้ ยหรอื เป็นการดูความผดิ ปกติในการทางาน เช่น การสังเกตความชน้ื ของดินถา้ หากความชน้ื ตา่ เราสามารถสร้างเงื่อนไขการทางานไดโ้ ดยการสั่งการให้ป้ัมทางาน เมื่อดนิ มีความชื้นตา่ ตามระดบั ท่เี รากาหนดไว้ เป็นต้น ในการทางานของระบบ Aquaponics (อควาโปนิกส)์ มีการใช้อปุ กรณ์อเี ล็กทรอนิกส์อยู่หลายจุด ซ่ึงสามารถนา IoT Could: Cayenne IoT ReadyTM + Raspberry Pi มาควบคุมการทางาน เชน่ การควบคมุ การทางานของปม้ั นา้ การให้อาหารปลา เป็นต้น สามารถสรปุ กระบวนการไดด้ งั ภาพ ท่ีมาข้อมลู http://www.dpu.ac.th/bigdata/iot-smart-agriculture.html



บรรณานุกรมบรษิ ัท วนี ัส ซัพพลาย จากัด. (มปป.). Internet of Things. [ออนไลน์] ค้นหาเมื่อ วันท่ี 26 ธนั วาคม พ.ศ. 2559 จากhttp://www.thaieasyelec.com/products/internet-of-things.htmlบรษิ ทั วีนสั ซัพพลาย จากดั . (มปป.). บทความการพฒั นาโปรแกรมบน Raspberry Pi ด้วย QT วนั ที่ 28 ธนั วาคมพ.ศ. 2559 จาก http://www.thaieasyelec.com/article-wiki/embedded- electronics-application/บทความการพฒั นาโปรแกรมบน-raspberry-pi-ดว้ ย-qt.htmlพพี ี ไฮโดร ฟาร์ม. (2554). Aquapoin System (ทางเลอื กใหมใ่ นการปลูกผกั และเลย้ี งปลาพรอ้ มๆกนั ). [ออนไลน์]คน้ หาเมอ่ื วนั ที่ 28 ธันวาคม พ.ศ. 2559 จาก http://pphydrofarm.blogspot.com/2011/08/aquaponic-system.htmlวิชาการ.คอม. (2555). อควาโปนิกส์ (Aquapoin) เล้ียงปลาในตู้ ควบค่ปู ลูกผัก รักษ์ธรรมชาติ ปราศจากสารเคม.ี[ออนไลน์] คน้ หาเม่ือ วันที่ 26 ธนั วาคม พ.ศ. 2559 จาก http://www.vcharkarn.com/vcafe/195677สุมิท แชม่ ประสิทธ์ิ. (2559). เกษตรกรไทยยุค THAILAND 4.0. [ออนไลน์] ค้นหาเม่ือ วันท่ี 29 ธนั วาคม พ.ศ. 2559จาก http://www.qmlcorp.com/content/เกษตรกรไทยยคุ - thailand-4.0สานักวชิ าการ, สานักงานเลขาธิการสภาผ้แู ทนราษฎร. (2559). ประเทศไทย 4.0. สานักงานเลขาธกิ ารสภาผู้แทนราษฎร.สมคิด จาตุศรีพิทกั ษ์. (2559). อนาคตเศรษฐกิจไทย 4.0. ปาฐกถาพิเศษ จดั โดยสภาหอการค้า-จนี เมอื่ วนั ท่ี 20มิถนุ ายน พ.ศ. 2559 ณ อาคารสภาหอการคา้ ไทย.อดศิ ักดิ์ เหล่าพมิ พ.์ (2559). อควาโปนกิ ส์ Aquaponics สมดลุ ธรรมชาติระหวา่ งพชื และปลา. [ออนไลน]์ ค้นหาเม่ือวันที่ 29 ธันวาคม พ.ศ. 2559 จาก http://www.organicfarmthailand.com/?p=1313Advanced Research Group. (2559). Internet of Things (IoT). [ออนไลน์] คน้ หาเมอ่ื วนั ท่ี 26 ธันวาคม พ.ศ.2559 จาก http://www.ar.co.th/kp/th/15Cayenne. (2016). IoT Ready Program. ออนไลน]์ ค้นหาเมื่อ วนั ที่ 26 ธันวาคม พ.ศ. 2559 จากhttps://mydevices.com/for-hardware-manufacturers/iot-ready-program/Sundresan P., Norita Md N., Valliappan R., (2015). Internet of Things (IoT) digital forensicinvestigation model: Top-down forensic approach methodology. Fifth International Conference onDigital Information Processing and Communications (ICDIPC).โดย นายฐติ ิพงษ์ รักษารกิ รณ์ นกั ศึกษาปรญิ ญาโทสาขาวศิ วกรรมขอ้ มูลขนาดใหญ่ (Big Data Engineering) วทิ ยาลัยนวัตกรรมและเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ธุรกิจบณั ฑิตย์