Original Title: An Integrated Wireless Sensing System for Monitoring Environmental Parameters in Mushroom Houses
Source: doi.org/10.31817/vjas.2018.1.1.07
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ប្រព័ន្ធចាប់សញ្ញាឥតខ្សែចម្រុះសម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យប៉ារ៉ាម៉ែត្របរិស្ថាននៅក្នុងរោងបណ្តុះផ្សិត

ចំណងជើងដើម៖ An Integrated Wireless Sensing System for Monitoring Environmental Parameters in Mushroom Houses

អ្នកនិពន្ធ៖ Nguyen Kim Dung (Vietnam National University of Agriculture), Dang Thi Thuy Huyen (Vietnam National University of Agriculture), Nguyen Van Dieu (Vietnam National University of Agriculture), Nguyen Thi Bich Thuy (Vietnam National University of Agriculture)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2018, Vietnam Journal of Agricultural Sciences

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការតាមដានប៉ារ៉ាម៉ែត្របរិស្ថានដូចជាសីតុណ្ហភាព សំណើម និងពន្លឺនៅក្នុងរោងបណ្តុះផ្សិតទាមទារប្រព័ន្ធប្រមូលទិន្នន័យពីចម្ងាយដែលមានតម្លៃសមរម្យ និងងាយស្រួលប្រើប្រាស់សម្រាប់កសិករ ដើម្បីធានាបាននូវទិន្នផលខ្ពស់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានរចនា និងអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធបណ្តាញសេនស័រឥតខ្សែ (WSN) ដោយប្រើប្រាស់គ្រឿងបន្លាស់អេឡិចត្រូនិចតម្លៃទាប ភ្ជាប់ជាមួយកម្មវិធីតាមដានតាមគេហទំព័រក្នុងស្រុក។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Proposed Integrated Wireless Sensing System
ប្រព័ន្ធចាប់សញ្ញាឥតខ្សែចម្រុះដែលបានស្នើឡើង
មានតម្លៃទាប (ប្រហែល ៦០០ ដុល្លារ) ងាយស្រួលដំឡើង និងមានកម្មវិធីតាមដានជាភាសាក្នុងស្រុកដែលងាយស្រួលសម្រាប់កសិករប្រើប្រាស់។ ទាមទារការអភិវឌ្ឍបន្ថែមលើអាយុកាលថ្ម (ដោយប្រើប្រាស់ថាមពលព្រះអាទិត្យ) និងត្រូវការសំបកការពារឧបករណ៍ឱ្យបានល្អសម្រាប់ប្រើក្នុងបរិស្ថានជាក់ស្តែង។ សេនស័រ CO2 (MG-811) នៅមិនទាន់មានស្ថេរភាពនៅឡើយ។ អាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានល្អបំផុតក្នុងចម្ងាយពី ០ ទៅ ២០០ ម៉ែត្រ ជាមួយកម្រិតល្អៀងនៃសីតុណ្ហភាពតិចជាង ±១,៥°C សំណើមតិចជាង ±៥% ធៀបនឹងឧបករណ៍ស្តង់ដារ។
Monnit Commercial Wireless Sensor Network
ប្រព័ន្ធបណ្តាញសេនស័រឥតខ្សែពាណិជ្ជកម្ម Monnit
ជាផលិតផលដែលមានលក្ខណៈពាណិជ្ជកម្មរួចរាល់ ភ្ជាប់មកជាមួយកម្មវិធី iMonnit Express ដែលអាចដំណើរការលើកុំព្យូទ័រដោយមិនត្រូវការអ៊ីនធឺណិត។ មានតម្លៃថ្លៃខ្លាំង (ប្រហែល ១២៨៩ ដុល្លារ) ដែលធ្វើឱ្យកសិករខ្នាតតូចនិងមធ្យមពិបាកក្នុងការវិនិយោគ។ ទោះបីជាវាជាប្រព័ន្ធស្តង់ដារ ប៉ុន្តែមានតម្លៃថ្លៃជាងប្រព័ន្ធដែលបានស្នើឡើងនៅក្នុងការសិក្សានេះរហូតដល់ទៅជាង ៥០%។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះបានបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់អំពីការចំណាយ ដោយប្រព័ន្ធចាប់សញ្ញាឥតខ្សែដែលបានអភិវឌ្ឍមានតម្លៃសរុបប្រហែល ៦០០ ដុល្លារអាមេរិក ថោកជាងពាក់កណ្តាលបើធៀបនឹងប្រព័ន្ធមានស្រាប់នៅលើទីផ្សារ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងរោងបណ្តុះផ្សិតនៅប្រទេសវៀតណាម ដោយធ្វើការប្រៀបធៀបទិន្នន័យជាមួយឧបករណ៍ស្តង់ដារក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍។ ទោះបីជាអាកាសធាតុវៀតណាមនិងកម្ពុជាមានភាពស្រដៀងគ្នាក៏ដោយ ប៉ុន្តែការធ្វើតេស្តនេះមិនទាន់បានសាកល្បងពេញលេញនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុក្តៅខ្លាំង ឬរដូវប្រាំងឡើយ ដែលទាមទារឱ្យមានការសាកល្បងបន្ថែមនៅក្នុងបរិបទប្រទេសកម្ពុជា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ប្រព័ន្ធនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ខ្លាំងក្នុងការយកមកអនុវត្តសម្រាប់វិស័យកសិកម្មនៅកម្ពុជា ជាពិសេសដើម្បីជំរុញការធ្វើកសិកម្មឆ្លាតវៃក្នុងតម្លៃទាប។

សរុបមក ការអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធសេនស័រឥតខ្សែក្នុងស្រុកនេះ គឺជាជំហានដ៏សំខាន់មួយដែលអាចជួយឱ្យកសិករកម្ពុជាផ្លាស់ប្តូរទៅរកការធ្វើកសិកម្មបែបទំនើប ដោយកាត់បន្ថយការពឹងផ្អែកលើឧបករណ៍នាំចូលដែលមានតម្លៃថ្លៃ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. រៀបចំគ្រឿងសម្ភារៈផ្នែករឹង (Hardware Selection): ចាប់ផ្តើមស្វែងរកនិងប្រមូលគ្រឿងអេឡិចត្រូនិកដែលមានតម្លៃថោកដូចជា ATMEGA8 MicrocontrollerArduino IDE ជំនួសក៏បាន ព្រមទាំងទិញសេនស័រ DHT11 សម្រាប់វាស់សីតុណ្ហភាព/សំណើម និងម៉ូឌុល nRF24L01 សម្រាប់បញ្ជូនសញ្ញាឥតខ្សែ។
  2. រចនាសៀគ្វី និងការធ្វើតេស្តបឋម: ប្រើប្រាស់កម្មវិធី Proteus ដើម្បីគូសប្លង់សៀគ្វី និងធ្វើការក្លែងធ្វើ (Simulation) ការតភ្ជាប់រវាងសេនស័រនិងមីក្រូកុងត្រូល័រ មុននឹងបោះពុម្ពទៅជាបន្ទះ Printed Circuit Board (PCB)
  3. សរសេរកូដបញ្ជា និងរៀបចំបណ្តាញឥតខ្សែ: ប្រើប្រាស់កម្មវិធី CodeVisionAVRArduino IDE ក្នុងការសរសេរកូដដើម្បីឱ្យ Sensor Nodes អាចប្រមូលទិន្នន័យ និងបញ្ជូនទៅកាន់ Router Node តាមរយៈរលកសញ្ញា Radio Frequency 2.4 GHz
  4. អភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងទិន្នន័យ (Database & Web App): ដំឡើងកម្មវិធី XAMPP នៅលើកុំព្យូទ័រដើម្បីបង្កើត Local Web Server បន្ទាប់មកសរសេរកូដ PHP ភ្ជាប់ជាមួយមូលដ្ឋានទិន្នន័យ MariaDB/MySQL ដើម្បីរក្សាទុក និងបង្ហាញទិន្នន័យលើផ្ទាំង Dashboard តាមពេលវេលាជាក់ស្តែង។
  5. សាកល្បងផ្ទាល់ និងកែលម្អប្រភពថាមពល: យកប្រព័ន្ធទៅដាក់ដំណើរការក្នុងរោងដាំដុះពិតប្រាកដ ដោយធ្វើការប្រៀបធៀបទិន្នន័យជាមួយឧបករណ៍ស្តង់ដារ។ និស្សិតគួរពិចារណាបន្ថែមការប្រើប្រាស់បន្ទះ Solar Cell សម្រាប់សាកថ្ម Sensor Nodes ដើម្បីពន្យារអាយុកាលនៃការប្រើប្រាស់។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Wireless Sensor Network (WSN) (បណ្តាញសេនស័រឥតខ្សែ) ជាប្រព័ន្ធបណ្តាញនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (សេនស័រ) ដែលដាក់ពង្រាយនៅតាមទីតាំងផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីប្រមូលទិន្នន័យពីបរិស្ថាន (ដូចជាសីតុណ្ហភាព សំណើម) ហើយបញ្ជូនទិន្នន័យទាំងនោះទៅកាន់កុំព្យូទ័រមេដោយមិនប្រើខ្សែ។ ដូចជាក្រុមអ្នកស៊ើបអង្កេតដែលឈរនៅតាមកន្លែងផ្សេងៗគ្នា ហើយរាយការណ៍ព័ត៌មានត្រឡប់មកទីស្នាក់ការកណ្តាលតាមរយៈវិទ្យុទាក់ទងដោយមិនបាច់រត់មកប្រាប់ផ្ទាល់។
Coordinator node (ណូតសម្របសម្រួល ឬឧបករណ៍ប្រមូលផ្តុំទិន្នន័យ) ជាឧបករណ៍កណ្តាលនៅក្នុងបណ្តាញឥតខ្សែដែលមានតួនាទីទទួលទិន្នន័យពីគ្រប់សេនស័រទាំងអស់ (Sensor nodes) រួចបញ្ជូនបន្តទៅកាន់កុំព្យូទ័រដើម្បីរក្សាទុកនិងវិភាគ ព្រមទាំងអាចបញ្ជូនសារបញ្ជាពីកុំព្យូទ័រទៅកាន់សេនស័រវិញផងដែរ។ ដូចជាមេបញ្ជាការដែលរង់ចាំទទួលរបាយការណ៍ពីកូនចៅគ្រប់ទិសទី រួចបូកសរុបយកទៅរាយការណ៍ប្រាប់ថ្នាក់លើ (កុំព្យូទ័រ) បន្ត។
Transceiver (ឧបករណ៍បញ្ជូននិងទទួលរលកសញ្ញា) ជាគ្រឿងអេឡិចត្រូនិក (ឧទាហរណ៍៖ nRF24L01) ដែលអាចបំពេញមុខងារពីរក្នុងពេលតែមួយ គឺអាចបញ្ជូនទិន្នន័យចេញផង និងអាចទទួលទិន្នន័យចូលផងតាមរយៈរលកអាកាស (Radio Frequency)។ ដូចជាទូរសព្ទដៃដែលអ្នកអាចនិយាយទៅកាន់គេ (បញ្ជូនសម្លេង) និងស្តាប់គេនិយាយមកវិញ (ទទួលសម្លេង) ក្នុងឧបករណ៍តែមួយ។
Microcontroller Unit / MCU (មីក្រូកុងត្រូល័រ) ជាកុំព្យូទ័រខ្នាតតូចដែលស្ថិតនៅលើបន្ទះឈីបតែមួយ (ឧទាហរណ៍៖ ATMEGA8) មានតួនាទីជាខួរក្បាលសម្រាប់បញ្ជា និងដំណើរការទិន្នន័យដែលទទួលបានពីសេនស័រ មុននឹងបញ្ជូនទៅកាន់ឧបករណ៍ផ្សេងទៀត។ ដូចជាខួរក្បាលរបស់មនុស្សដែលទទួលការដឹងពីស្បែក (សេនស័រ) រួចគិតសម្រេចចិត្តថាតើត្រូវធ្វើសកម្មភាពអ្វីបន្ត។
I2C bus (ប្រព័ន្ធខ្សែបញ្ជូនទិន្នន័យ I2C) ជាវិធីសាស្ត្រទំនាក់ទំនងស្តង់ដារមួយដែលអនុញ្ញាតឱ្យគ្រឿងអេឡិចត្រូនិកច្រើន (ដូចជាសេនស័រពន្លឺ BH1750) អាចបញ្ជូននិងទទួលទិន្នន័យទៅមកជាមួយមីក្រូកុងត្រូល័រ ដោយប្រើខ្សែភ្លើងត្រឹមតែពីរខ្សែប៉ុណ្ណោះ។ ដូចជាផ្លូវរថភ្លើងតែមួយខ្សែ ដែលអាចឱ្យរថភ្លើងជាច្រើនគ្រឿងផ្លាស់ប្តូរវេនគ្នាដឹកទំនិញទៅវិញទៅមកបានដោយមិនបុកគ្នា។
Local Web Server (ម៉ាស៊ីនបម្រើគេហទំព័រក្នុងស្រុក) ជាការរៀបចំកុំព្យូទ័រផ្ទាល់ខ្លួន (តាមរយៈកម្មវិធីដូចជា XAMPP) ឱ្យដំណើរការជាម៉ាស៊ីនផ្ទុកទិន្នន័យ និងបង្ហាញគេហទំព័រដោយមិនចាំបាច់ភ្ជាប់អ៊ីនធឺណិត ដើម្បីងាយស្រួលតាមដានទិន្នន័យក្នុងកសិដ្ឋានផ្ទាល់តែម្តង។ ដូចជាការសាងសង់បណ្ណាល័យតូចមួយនៅក្នុងផ្ទះខ្លួនឯង ដែលអ្នកអាចចូលមើលសៀវភៅ (ទិន្នន័យ) ពេលណាក៏បានដោយមិនបាច់ចេញទៅបណ្ណាល័យសាធារណៈ។
Single bus data format (ទម្រង់ទិន្នន័យខ្សែបញ្ជូនទោល) ជាទម្រង់នៃការបញ្ជូនទិន្នន័យឌីជីថលរវាងសេនស័រ (ដូចជា DHT11) និងមីក្រូកុងត្រូល័រ ដោយប្រើប្រាស់ខ្សែសញ្ញាតែមួយគត់សម្រាប់ការបញ្ជូននិងការទទួលទិន្នន័យឆ្លាស់វេនគ្នា។ ដូចជាបំពង់និយាយឆ្លងឆ្លើយដែលក្មេងៗលេង ដោយប្រើខ្សែតែមួយដើម្បីនិយាយឆ្លាស់វេនគ្នាទៅវិញទៅមក មិនអាចនិយាយព្រមគ្នាបានទេ។
UART - Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (ប្រព័ន្ធទទួលនិងបញ្ជូនទិន្នន័យអសមកាល) ជាផ្នែករឹង (Hardware) នៅក្នុងមីក្រូកុងត្រូល័រ ដែលបំប្លែងទិន្នន័យពីទម្រង់ស្រប (Parallel) ទៅជាទម្រង់តម្រៀបគ្នា (Serial) ដើម្បីអាចបញ្ជូនទិន្នន័យទៅកាន់កុំព្យូទ័រតាមរយៈខ្សែ (ឧទាហរណ៍ ខ្សែ USB-to-TTL)។ ដូចជាអ្នករៀបចំទំនិញដែលយកទំនិញពីឃ្លាំងធំ (ទិន្នន័យច្រើនព្រមគ្នា) មកតម្រៀបជាជួរមួយៗដើម្បីងាយស្រួលរុញបញ្ចូលទៅក្នុងឡានដឹកទំនិញ (ខ្សែបញ្ជូន)។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖