Internet of Things - IoT · Internet of Things - IoT Innovative Experiment () 3 แม ว าแนวคิดของ IoT ถูกนําเสนอตั้งแต ป

Internet of Things - IoTInnovative Experiment (www.inex.co.th)

1


2

Internet of Things คํ านี้ เกิ ดขึ้ นมาตั้ งแต ป ค.ศ.

1999 โดย Kevin Ashton แห ง MIT’s Media center เขาได นํ าเสนอแนวค ิดว า มั นคื อ การนํ าสิ่ งของต างๆ ไม ว าจะเป นคอมพิ วเตอร , เครื่ องจั กร และตั วตรวจจั บมาเชื่ อมต อกั บเครื อข ายอิ นเทอร เน็ ต เพื่ อรายงานสถานะการทํ างานสถานะข อมู ล และรั บรู คํ าสั่ งควบคุ ม

สิ ่งท่ี น าประหลาดใจค ือ ในว ันนั ้นโลกเพิ ่งรู จ ักและใช งานอ ินเทอร เน ็ตได ไม นานแต Kevin มองเห็ นอนาคตและพั ฒนาการของสรรพสิ่ งที่ จะต องเช่ื อมโยงถึ งกั นผ านเครื อข ายอ ินเทอร เน็ ต


3

แม ว าแนวค ิดของ IoT ถ ูกน ําเสนอตั ้งแต ป ค.ศ. 1999 ทว าไม ได ร ับการตอบร ับมาก

น ัก อาจมาจากสาเหต ุที ่ว า ในว ันนั ้นอ ินเทอร เน ็ตเป นเรื ่องกลุ มคนเฉพาะ ด ูยุ งยาก และต องการทร ัพยากรมาก แต ก ็ม ีคนน ําแนวค ิด IoT ไปสานต อ และม ีชื ่อเร ียกแตกต างก ันไป อาทิ

Machine-to-machine (M2M) Ubiquitous Computing

Embedded Computing Smart Service

Industrial Internet

จนกระทั ่งว ันนี ้ เมื ่ออ ินเทอร เน ็ตเข าถ ึงทุ กคน ท ุกบ าน ทํ าให แนวค ิด Internet ofThings ได ร ับการยอมร ับ และเร ียกขานเทคโนโลย ีด วยชื ่อเด ิมที ่ถ ูกค ิดมาตั ้งแต ป ค.ศ. 1999


4

1. สิ่ งของ

2. อ ุปกรณ (ต ัวควบค ุม, ต ัวตรวจจ ับ และอ ุปกรณ ข ับโหลดหร ืออ ุปกรณ เอาต พ ุต)

3. ระบบเชื่ อมต ออิ นเทอร เน็ ต (จะเป นแบบมี สายหรื อไร สายก็ ได )

4. ข อมู ล

5. คลาวด เซิ รฟเวอร (Cloud server)


5

เกี่ยวกับฮารดแวร

ราคา ขอดีสําหรับ IoT ขอดอยสําหรับ IoT

390 - 1,200ร ุน OEM

ราคาไมเกิน600 บาท

รุน Original1,200 บาท

- ราคาถูก- หางาย

- มีจุดตอ UART ชุดเดียวตองแบงปนกับขาสัญญาณที่ใชในการอปัโหลดโคดทางแกคือ ใช Softwareserial แตความเร็วจะลดลง

- อนิพุตอะนาลอกมี 5 ชองอาจจะนอยเกินไปสําหรับงานทีต่องการตรวจสอบสภาพแวดลอม

- ใชบอรดเชื่อมตอ LANหรือ WiFi เพิ่มเติม

600 - 1,200ร ุน OEM



- มีขาตอ UART อีก 1ชุดแยกกับขาทีใ่ชในการอปัโหลดโคด จึงสะดวกในการตอกับโมดูลSerial WiFi ทุกยี่หอ


- ใชบอรดเชื่อมตอ LANหรือ WiFi เพิ่มเติม

900 - 2,200ร ุน OEM



- มีขาตอ UART 3 ชุดแยกกับขาที่ใชอัปโหลดโคด สะดวกในการตอกับโมดูล Serial WiFi

- มี I/O ถึง 54 ขา- อินพุตอะนาลอก 16ขา

- ราคาสูง

- ขนาดบอรดใหญ

- ใชบอรดเชื่อมตอLAN หรือ WiFiเพ่ิมเติม

~ 1,800 บาท - ความสามารถสูง- ตอ LAN ไดทันที- ตอ USB WiFi ได(ซ้ืออุปกรณเพิ่ม)

- ไมมีพอรตอินพุตอะนาลอก ตองตออุปกรณเพ่ิม

~ 3,500 บาท - ความสามารถสูง- ตอ LAN ไดทันที- ตอ WiFi PCIe ได(ซ้ืออุปกรณเพิ่ม)


- ราคาสูง


(ไมรวมบอรดตอพวง)

- ราคาถูก- มีโมดลู WiFi ในตวั- มี I/O 17 ขา- อนิพุตอะนาลอก1 ขา

- ตองการอปุกรณชวยขยายพอรต

รุน

UNO

Leonardo

Mega2560

Raspberry Pi2

Intel Galileo

NodeMCU2.0


6

1. HTTP (Hypertext Transfer Protocol) เป นโปรโตคอลท่ี ใช ในการแลก

เปลี่ ยนข อมู ลซึ่ งรู จั กกั นดี ใช ในเว็ บไซต

2. CoAP (Constrained Application Protocol) เป นโปรโตคอลท่ี พั ฒนาต อจาก HTTP แต มี การลดขนาดของข อมู ลลง โดยเปลี่ ยนเท็ กซ เฮดเดอร ท่ี ใช ใน HTTPเป นรห ัสเลขฐานสองหรื อ Compact Binary Header และลดว ิธ ีในการสื ่อสารข อม ูลลงเหลื อ 4 วิ ธี หรื อเมธอดคื อ GET, POST, PUT และ DELETE


7

3. MQTT (Message Queue Telemetry Transport) เป นโปรโตคอลท่ี มี การ

จ ัดระเบี ยบในการถ ายทอดข อความหร ือข อม ูล รองร ับการส งผ านข อม ูลได จ ํานวนมากเหมาะกั บการถ ายทอดข อมู ลระหว างอุ ปกรณ ผ านเครื อข ายท่ี มี ข อความสั้ นๆ จํ านวนมาก และสมํ่ าเสมอ

ตัวกลางจดัการขอมูล(Broker)

อุปกรณบอกรับขอมูล(Subscribe)

โนดอุปกรณขับโหลด

แอปพลิเคชัน่

อุปกรณใหขอมูล(Publisher)

โนดตัวตรวจจับ

แอปพลิเคชั่น

แจงสงขอมูล

ขอมูลท่ีสง

แจงสถานะพรอมรับขอมูล

ขอมูลท่ีสง


8

ข อความที่ ใช ในการสื่ อสารมี ขนาดเล็ ก มี ขนาดของเฮดเดอร เล็ กมาก

- ในภาวะ Publish ใช เพี ยง 2 ถึ ง 4 ไบต

- ในภาวะ Connect ใช 14 ไบต

- เมื่ อเที ยบกั บ HTTP จะใช ข อมู ล 100 ถึ ง 1,024 ไบต

อุ ปกรณ ทั้ งหมดทํ าการสื่ อสารผ าน MQTT message broker

ข อมู ลท่ี ใช เป นเลขฐานสองทั้ งหมด (ไม ใช ตั วอั กษรหรื อข อความ)

รองรั บการถ ายทอดข อมู ลหรื อ payload ได สู งถึ ง 250 เมกะไบต


9

Quality of Service (QoS) เป นการอ างถึ งระดั บการรั บประกั นว า MQTT

โบรกเกอร หรื อตั วกลางจั ดการข อมู ลส งข อความไปยั งตั วรั บได อย างถู กต อง


10

มี 3 ระดั บ

• Level0 : เป นระด ับการร ับประก ันตํ ่าส ุด เมื ่ออ ุปกรณ ให ข อม ูลส งข อความไปแล ว จะไม มี การติ ดตามใดๆ ทั้ งสิ้ น แต มี ข อดี คื อ ตั วกลางสามารถส งข อความไปยั งอุ ปกรณ บอกรั บข อมู ลได เร็ วท่ี สุ ด มี คํ านิ ยามของระดั บนี้ ว า “fire and forget”


11

• Level1 : เป นระดั บการบริ การท่ี นิ ยมมากที่ สุ ด และเป นค าตั้ งต นของระบบ

โดยในระดั บนี้ จะมี การส งข อความไปยั งตั วกลางหรื อโบรกเกอร และส งซํ้ าจนกว าต ัวกลางจะได ร ับการตอบร ับจากอุ ปกรณ บอกร ับข อมู ลอย างน อย 1 ตั ว ทํ าให แน ใจได ว า ข อความที ่ต องการส งไปย ังอ ุปกรณ ร ับข อม ูลนั ้นจะต องม ีอ ุปกรณ อย างน อย 1 ต ัวได รั บเรี ยบร อย นิ ยามของระดั บนี้ คื อ “at least one”


12

• Level2 : เป นระดั บการรั บประกั นสู งสุ ด เพราะตั วกลางหรื อโบรกเกอร จะมี การ

ตรวจจั บว า อุ ปกรณ บอหรั บข อม ูลได รั บข อม ูลถู กต อง โดยจะม ีการร องขอให อ ุปกรณ บอกร ับข อม ูลส งข อม ูลที ่ร ับได กล ับมาย ังต ัวกลางอ ีกครั ้งเพื ่อเปร ียบเที ยบ ระด ับนี ้ท ําให การส งผ านข อมู ลช าที่ สุ ดและมี ความน าเชื่ อถื อได สู งสุ ด


13

Raspberry Pi 2 Intel Galileo


14

NodeMCU 2.0

AX-NodeMCUโมดู ลไมโครคอนโทรลเลอร ที่ มี WiFi ในตั ว พั ฒนาโปรแกรมด วยภาษา C/C++ ผ าน Arduino IDE รุ นพ ิเศษ

บอร ดทดลองและเร ียนรู การท ํางานของ NodeMCU 2.0 ม ีจ ุดต อแบบ JSTและแบบ IDC ต ัวเม ีย (ม ีทั ้งแบบเฉพาะบอร ดและรวมโมด ูล NodeMCU2.0)


15

DHT11ต ัวตรวจจั บความชื ้นและอ ุณหภ ูม ิวั ดความชื้ นได 20 ถึ ง 90%RH 5%RH

วั ดอุ ณหภู มิ ได 0 ถึ ง 50oC 2oC

ใช ขาพอร ตติ ดต อเพี ยงหนึ่ งเส น

GP2Y0A21ต ัวตรวจจั บว ัตถ ุและว ัดระยะทางวั ดได 10 ถึ ง 80 ซม.

ใช แสงอิ นฟราเรดในการตรวจจั บว ัตถุ และว ัดระยะทางทํ างาน

ให ผลการทํ างานเป นแรงดั นไฟตรง

ZX-PIRต ัวตรวจจั บความเคลื ่อนไหวให เอาต พุ ตเป นลอจิ ก “1”

รั ศมี ทํ าการ 3 เมตร สู งสุ ด 7 เมตร

ใช ขาพอร ตติ ดต อเพี ยงหนึ่ งเส น


16

ZX-MQ2 / MQ5ต ัวตรวจจ ับคว ัน/LPGให เอาต พุ ตเป นแรงดั นไฟตรง

เชื่ อมต อกั บอิ นพุ ตอะนาลอก

ZX-MQ5 ยั งใช ตรวจจั บก าซม ีเทนได

ZX-UVต ัวตรวจจ ับร ังส ีอ ัลตร าไวโอเล ็ตให เอาต พุ ตเป นแรงดั นไฟตรง 0 ถึ ง 1V

นํ าไปคํ านวณหาค าดั ชนี ของรั งสี UV ได

เชื่ อมต อกั บอิ นพุ ตอะนาลอก

ZX-LUXต ัวตรวจจ ับความเข มแสงติ ดต อผ านบั ส 2 สาย TWI

ให ผลการทํ างานเป นค าความเข มแสงในหน วยลั กซ (LUX)


17

ZX-LEDแผงวงจรข ับ LEDทํ างานด วยลอจิ ก “1”

เชื่ อมต อกั บพอร ตดิ จิ ตอล

มี 5 สี (แดง, เขี ยว, เหลื อง,

ขาว, นํ้ าเงิ น) LED ขนาด 8 มม.

TWI-LCDโมดู ล LCD 16x2 แบบ TWIแสดงผล 16 ตั วอั กษร 2 บรรทั ด

ติ ดต อผ านบั ส TWI (2 สาย)

มี ไฟส องหลั งในตั ว

RELAY-4iแผงวงจรข ับร ีเลย 4 ช องใช รี เลย 12V หน าสั มผั ส 220Vac 5A

ต องการไฟเลี้ ยง +12V 500mA

มี ไฟแสดงสถานะการทํ างาน


18

ZX-MOTORแผงวงจรข ับมอเตอร ไฟตรงรั บสั ญญาณ PWM เพื่ อปรั บความเร็ ว และรั บสั ญญาณ DIRเพื่ อกํ าหนดทิ ศทางในการขั บมอเตอร

ขั บมอเตอร ไฟตรง 4.5V ถึ ง 9V กระแสไฟฟ าสู งสุ ด 1A ได 2 ตั ว

ใช ไอซี เบอร TB6612

มี จุ ดต อไฟเลี้ ยงมอเตอร แยกต างหาก

มี ไฟแสดงสถานะไฟเลี้ ยงมอเตอร และสถานะการทํ างานของวงจรขั บมอเตอร

มอเตอร ไฟตรงพร อมเฟ องขั บแบบ BO-1 (1 คู )มี สายต อพร อมใช งาน

มี 3 อั ตราทดให เลื อก 48:1, 120:1 และ 220:1


19

เซอร โวมอเตอร ต องการไฟเลี้ ยงในย าน +4.8 ถึ ง +6Vdc

ความเร็ วเฉลี่ ย 60 รอบต อนาที (ที่ ไฟเลี้ ยง +5V และไม มี โหลด)

นํ้ าหนั ก 45 กรั ม

แรงบิ ด 3.40 กิ โลกรั ม-เซนติ เมตร หรื อ 47 ออนซ -นิ้ ว

ขนาด (กว าง x ยาว x สู ง) 40.5 x 20 x 38 มิ ลลิ เมตร

JCON-SERVO4แผงวงจรเช่ื อมต อเซอร โวมอเตอร ใช เปลี่ ยนหั วต อแบบ JST เป น IDC และจั ดขาให เข ากั นกั บเซอร โวมอเตอร

มี จุ ดต อไฟเลี้ ยง +4.8 ถึ ง +6Vdc

รองรั บได พร อมกั น 4 ช อง


20

Documents

Internet of Things - IoT · Internet of Things - IoT Innovative Experiment () 3 แม ว าแนวคิดของ IoT ถูกนําเสนอตั้งแต ป