Original Title: Design and implementation of an interface architecture for automated IoT device testing platforms
Source: doi.org/10.1186/s42162-026-00629-6
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការរចនា និងការអនុវត្តស្ថាបត្យកម្មចំណុចប្រទាក់សម្រាប់ប្រព័ន្ធធ្វើតេស្តឧបករណ៍ IoT ដោយស្វ័យប្រវត្តិ

ចំណងជើងដើម៖ Design and implementation of an interface architecture for automated IoT device testing platforms

អ្នកនិពន្ធ៖ Ainur Mukhiyadin (ESIL University, Astana, Kazakhstan), Anara Akmoldina (ESIL University, Astana, Kazakhstan), Karlygash Tainova (ESIL University, Astana, Kazakhstan), Darkhan Abdrahmanov (ESIL University, Astana, Kazakhstan)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2026, Energy Informatics

វិស័យសិក្សា៖ Information Systems and Technologies

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះដោះស្រាយពីបញ្ហាប្រឈមនៃភាពជឿជាក់ និងទំហំនៃប្រព័ន្ធអ៊ិនធឺណិតនៃវត្ថុ (IoT) ដោយផ្តោតលើតម្រូវការប្រព័ន្ធធ្វើតេស្តដោយស្វ័យប្រវត្តិដែលអាចផ្ទៀងផ្ទាត់ឧបករណ៍ចម្រុះក្នុងស្ថានភាពផ្សេងៗគ្នា។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់គោលការណ៍វិស្វកម្មជាប្រព័ន្ធ ដោយរួមបញ្ចូលការបង្កើតគំរូស្ថាបត្យកម្ម និងការផ្ទៀងផ្ទាត់តាមរយៈការពិសោធន៍ដើម្បីអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធដែលអាចពង្រីកបាន។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)
ពិធីការ MQTT
មានកម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់បំផុត និងភាពយឺតយ៉ាវទាបបំផុត (Low Latency) ដែលស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ការធ្វើតេស្តទិន្នន័យតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង (Real-time) និងការបញ្ជូនសាររហ័ស។ ប្រើប្រាស់ថាមពលច្រើនជាង CoAP បន្តិចនៅក្នុងឧបករណ៍ដែលមានទំហំតូច និងមានកម្រិតថាមពលថ្ម។ សម្រេចបានកម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់ដល់ 720 msg/s ភាពយឺតយ៉ាវត្រឹម 65 ms និងស៊ីថាមពល 5.9 mJ/s សម្រាប់ឧបករណ៍ចំនួន 50។
CoAP (Constrained Application Protocol)
ពិធីការ CoAP
ស៊ីថាមពលទាបបំផុត និងមានរចនាសម្ព័ន្ធស្រាល ដែលស័ក្តិសមសម្រាប់ឧបករណ៍ IoT ដែលមានធនធានផ្ទៃក្នុងនិងថាមពលមានកម្រិត។ មានកម្រិតបញ្ជូនទាបជាង និងភាពយឺតយ៉ាវខ្ពស់ជាង MQTT បន្តិចនៅពេលមានទិន្នន័យឆ្លងកាត់ច្រើន (High-throughput)។ សម្រេចបានកម្រិតបញ្ជូន 500 msg/s ភាពយឺតយ៉ាវ 78 ms និងស៊ីថាមពលត្រឹមតែ 5.5 mJ/s សម្រាប់ឧបករណ៍ចំនួន 50។
HTTP/REST
ពិធីការ HTTP/REST
ងាយស្រួលយល់ និងអានដោយមនុស្ស (Human-readable) ព្រមទាំងមានការគាំទ្រយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការរួមបញ្ចូលជាមួយ Web Services និង APIs ដទៃទៀត។ មានបន្ទុកបន្ថែម (Overhead) ខ្ពស់ ភាពយឺតយ៉ាវច្រើន និងស៊ីថាមពលខ្ពស់ជាងគេ ដែលមិនមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ឧបករណ៍បង្កប់ (Embedded devices) នោះទេ។ កម្រិតបញ្ជូនបានត្រឹម 400 msg/s ភាពយឺតយ៉ាវខ្ពស់ដល់ 120 ms និងស៊ីថាមពលច្រើនបំផុតដល់ 6.8 mJ/s សម្រាប់ឧបករណ៍ចំនួន 50។
LoRaWAN
បណ្តាញ LoRaWAN
អាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានចម្ងាយឆ្ងាយ (Long range) និងប្រើប្រាស់ថាមពលទាបបំផុត ស័ក្តិសមសម្រាប់ការតាមដានពីចម្ងាយក្នុងវិស័យកសិកម្ម។ ល្បឿនបញ្ជូនទិន្នន័យទាបខ្លាំងមានកម្រិត និងមានទំហំ Payload តូច មិនស័ក្តិសមសម្រាប់ការធ្វើតេស្តដែលត្រូវការល្បឿនលឿន និងទិន្នន័យធំនោះទេ។ ផ្តល់អត្រាបញ្ជូនទិន្នន័យត្រឹមតែ 0.3–50 kbps ប៉ុណ្ណោះ និងមានកម្រិតថាមពលប្រើប្រាស់ទាបបំផុត (យោងតាមតារាងប្រៀបធៀបទី១)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តប្រព័ន្ធនេះទាមទារធនធានផ្នែកទន់ កូដកម្មវិធី និងផ្នែករឹងដើម្បីដំណើរការប្រព័ន្ធសេវាកម្មខ្នាតតូច (Microservices) ឱ្យបានរលូន។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានអនុវត្តដោយអ្នកស្រាវជ្រាវនៅសាកលវិទ្យាល័យ ESIL ក្នុងប្រទេសកាហ្សាក់ស្ថាន ដោយប្រើប្រាស់កម្មវិធីក្លែងបន្លំទិន្នន័យ (Simulated sensors) ដើម្បីបង្កើតទិន្នន័យសីតុណ្ហភាព និងចង្វាក់បេះដូង ជាជាងការប្រើឧបករណ៍ Hardware ពិតប្រាកដក្នុងបរិយាកាសជាក់ស្តែង។ នេះជារឿងសំខាន់សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ព្រោះប្រព័ន្ធនេះត្រូវតែកែសម្រួល និងធ្វើតេស្តបន្ថែមក្នុងលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុក្តៅសើម និងហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញអ៊ីនធឺណិតដែលមិនសូវមានស្ថិរភាព ជាពិសេសនៅតំបន់ជនបទឬដាច់ស្រយាល។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ស្ថាបត្យកម្មប្រព័ន្ធធ្វើតេស្តដោយស្វ័យប្រវត្តិនេះ មានសក្តានុពល និងអត្ថប្រយោជន៍ខ្ពស់សម្រាប់ការអនុវត្តនៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជា ពិសេសក្នុងគម្រោងឌីជីថលូបនីយកម្ម។

ជារួម ការរៀបចំស្ថាបត្យកម្មបែបនេះផ្តល់នូវមូលដ្ឋានគ្រឹះដ៏រឹងមាំមួយសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរទៅរកប្រព័ន្ធឌីជីថលប្រកបដោយទំនុកចិត្ត និងកាត់បន្ថយការធ្វើតេស្តដោយដៃនៅក្នុងស្ថាប័នរដ្ឋ និងឯកជននានាក្នុងប្រទេសកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សា និងដំឡើងមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ IoT Protocols: ចាប់ផ្តើមដោយការរៀនទ្រឹស្តីពីស្ថាបត្យកម្ម Publish/Subscribe របស់ MQTT បន្ទាប់មកដំឡើង Eclipse Mosquitto លើកុំព្យូទ័ររបស់អ្នកដើម្បីប្រើជា Broker សម្រាប់ទទួល និងបញ្ជូនសារសាកល្បង។
  2. អភិវឌ្ឍកម្មវិធីក្លែងបន្លំទិន្នន័យ (Sensor Simulator): ប្រើប្រាស់ Python និងបណ្ណាល័យ Paho-MQTT ដើម្បីសរសេរកូដបង្កើតឧបករណ៍សេនស័រនិម្មិត ដែលអាចបង្កើតទិន្នន័យសីតុណ្ហភាព និងចង្វាក់បេះដូងបែប Random ហើយបញ្ជូនទៅកាន់ Broker រៀងរាល់ ២ វិនាទីម្តង។
  3. រៀបចំស្ថាបត្យកម្ម Microservices សម្រាប់ផ្ទុកទិន្នន័យ: ប្រើប្រាស់ Framework FastAPI នៅក្នុង Python ដើម្បីបង្កើត RESTful APIs ដែលមានតួនាទីទទួលយកទិន្នន័យពី Broker ធ្វើការផ្ទៀងផ្ទាត់ (Validation) និងរក្សាទុកទៅក្នុងមូលដ្ឋានទិន្នន័យ (ឧទាហរណ៍ PostgreSQL)។
  4. រចនាចំណុចប្រទាក់អ្នកប្រើប្រាស់ (GUI Dashboard): ប្រើប្រាស់ Tkinter រួមបញ្ចូលជាមួយ Matplotlib (ឬប្តូរទៅប្រើ React.js សម្រាប់ Web-based) ដើម្បីបង្កើតផ្ទាំងបង្ហាញទិន្នន័យជាក្រាហ្វតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង (Real-time charts) និងបង្កើតប្រព័ន្ធលោតសារជូនដំណឹង (Alerts) ពេលទិន្នន័យខុសប្រក្រតី។
  5. សាកល្បង និងធ្វើតេស្តជាមួយឧបករណ៍ Hardware ពិតប្រាកដ: ជំនួសកម្មវិធី Simulator ដោយឧបករណ៍សេនស័រពិតប្រាកដតាមរយៈការប្រើ ESP32Raspberry Pi ភ្ជាប់ទៅកាន់ប្រព័ន្ធរបស់អ្នក និងធ្វើតេស្តវាយតម្លៃល្បឿនបញ្ជូន (Latency) ក៏ដូចជាកម្រិតប្រើប្រាស់ថាមពលជាក់ស្តែង។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
MQTT គឺជាពិធីការបណ្តាញទម្ងន់ស្រាលដែលត្រូវបានរចនាឡើងពិសេសសម្រាប់ឧបករណ៍តូចៗក្នុងការបញ្ជូនទិន្នន័យទៅវិញទៅមកតាមរយៈអ៊ីនធឺណិតយ៉ាងរហ័ស ទោះបីជាប្រព័ន្ធអ៊ីនធឺណិតខ្សោយក៏ដោយ ដោយប្រើប្រាស់គោលការណ៍បោះពុម្ពផ្សាយ និងជាវ (Publish/Subscribe)។ ដូចជាប្រព័ន្ធកាសែត ដែលអ្នកសរសេរព័ត៌មាន (Sensor) បញ្ជូនរឿងទៅកាន់ការិយាល័យកណ្តាល (Broker) ហើយអ្នកអាន (User) ទទួលបានព័ត៌មាននោះដោយស្វ័យប្រវត្តិនៅពេលពួកគេចុះឈ្មោះជាវ។
CoAP គឺជាពិធីការបណ្តាញដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ឧបករណ៍ IoT ដែលមានកម្រិតថាមពលថ្ម និងអង្គចងចាំតូចបំផុត ដើម្បីឱ្យពួកវាអាចទំនាក់ទំនងគ្នាតាមលំនាំស្រដៀងនឹងវ៉ិបសាយ (REST-like) តែស៊ីភ្លើងតិចបំផុត។ ដូចជាការផ្ញើសារទូរស័ព្ទ (SMS) ខ្លីៗកាត់អត្ថន័យ ដើម្បីសន្សំលុយ និងថ្មទូរស័ព្ទ ជាជាងការផ្ញើអ៊ីមែលវែងៗរៀបរាប់ច្រើន។
microservice-based design គឺជាការរចនាប្រព័ន្ធកម្មវិធីដោយបំបែកវាទៅជាសេវាកម្មឬផ្នែកតូចៗដាច់ដោយឡែកពីគ្នា ដែលផ្នែកនីមួយៗបំពេញមុខងារតែមួយមុខជាក់លាក់ ហើយអាចកែប្រែ ឬពង្រីកដោយមិនប៉ះពាល់ដល់ផ្នែកផ្សេងទៀតនៃប្រព័ន្ធឡើយ។ ដូចជាការប្រើប្រាស់ដុំឡេហ្គោ (Lego) ជាច្រើនដុំមកផ្តុំគ្នាជារូបរាង ដែលយើងអាចដកចេញឬផ្លាស់ប្តូរដុំណាមួយបានយ៉ាងងាយស្រួលដោយមិនធ្វើឱ្យខូចរូបរាងទាំងមូល។
Asynchronous communication គឺជាវិធីសាស្ត្រទំនាក់ទំនងរវាងប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រ ដែលភាគីបញ្ជូនទិន្នន័យរួចអាចបន្តធ្វើការងារផ្សេងទៀតបានភ្លាមៗ ដោយមិនចាំបាច់រង់ចាំការឆ្លើយតបពីភាគីទទួលនោះទេ ដែលជួយកុំឱ្យកម្មវិធីគាំងឬស្ទះ។ ដូចជាការផ្ញើសារតាមតេឡេក្រាម (Telegram) ដែលអ្នកអាចបិទទូរស័ព្ទទៅធ្វើការផ្សេងបានបន្ទាប់ពីផ្ញើរួច ដោយមិនបាច់ឈររង់ចាំគេតបភ្លាមៗដូចជាការខលទូរស័ព្ទនិយាយផ្ទាល់។
Publish / Subscribe Model គឺជាទម្រង់នៃការចែកចាយទិន្នន័យ ដែលឧបករណ៍បង្កើតទិន្នន័យបញ្ជូនសារទៅកាន់ប្រធានបទណាមួយនៅកណ្តាល (Broker) រួចប្រព័ន្ធកណ្តាលនោះនឹងបន្តចែករំលែកវាទៅកាន់គ្រប់ឧបករណ៍ណាដែលបានចុះឈ្មោះតាមដានប្រធានបទនោះ។ ដូចជាការចុច Follow ផេក Facebook មួយ ដែលនៅពេលផេកនោះផុសវីដេអូថ្មី អ្នក Follow ទាំងអស់នឹងទទួលបានវីដេអូនោះនៅលើ Newsfeed របស់ពួកគេដោយស្វ័យប្រវត្តិ។
event-driven architecture គឺជាទម្រង់រចនាប្រព័ន្ធដែលសកម្មភាពនីមួយៗ (ដូចជាការលោតសារព្រមាន ឬការបញ្ជូនទិន្នន័យ) កើតឡើងតែនៅពេលដែលមាន "ព្រឹត្តិការណ៍" (Event) ណាមួយត្រូវបានចាប់បានប៉ុណ្ណោះ ឧទាហរណ៍ដូចជាពេលសីតុណ្ហភាពឡើងកម្តៅខុសធម្មតា។ ដូចជាអំពូលភ្លើងសេនស័រនៅតាមជណ្តើរ ដែលវានឹងភ្លឺដោយស្វ័យប្រវត្តិតែនៅពេលដែលមានមនុស្សដើរកាត់ប៉ុណ្ណោះ។
CI/CD pipelines គឺជាប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវត្តិកម្មក្នុងការអភិវឌ្ឍកម្មវិធី ដែលជួយឱ្យអ្នកសរសេរកូដអាចបញ្ជូលកូដថ្មីៗ ធ្វើតេស្តរកកំហុសដោយស្វ័យប្រវត្តិ និងដាក់ឱ្យប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងបានយ៉ាងលឿននិងមានសុវត្ថិភាព។ ដូចជារោងចក្រដំឡើងរថយន្តទំនើប ដែលមានម៉ាស៊ីនស្វ័យប្រវត្តិសម្រាប់បំពាក់គ្រឿងបន្លាស់ ធ្វើតេស្តសុវត្ថិភាព និងបញ្ចេញលក់ភ្លាមៗដោយមិនបាច់ប្រើកម្លាំងមនុស្សច្រើន។
Service-Oriented Architecture (SOA) គឺជាការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធកម្មវិធីជាលក្ខណៈសេវាកម្មខ្នាតធំ ដែលផ្តោតលើការផ្តល់សេវាចម្បងៗ (ដូចជាការផ្ទៀងផ្ទាត់ ការរក្សាទុកទិន្នន័យ) ឱ្យគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងកម្រិតស្ថាប័ន ដើម្បីអាចប្រើប្រាស់ឡើងវិញ និងគ្រប់គ្រងបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។ ដូចជាផ្សារទំនើបមួយដែលមានផ្នែកធំៗដាច់ដោយឡែកពីគ្នា ដូចជាផ្នែកលក់អាហារ ផ្នែកសម្លៀកបំពាក់ និងចំណតរថយន្ត ដែលផ្នែកនីមួយៗផ្តល់សេវាកម្មរួមគ្នាដើម្បីបម្រើអតិថិជន។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖