Original Title: HyLo: Development of a Smart Hydroponics System using Long Range Wide Area Network (LoRaWAN)-based Wireless Sensor Network (WSN)
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

HyLo៖ ការអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធដាំដុះដោយទឹកឆ្លាតវៃដោយប្រើប្រាស់បណ្តាញសេនស័រឥតខ្សែ (WSN) ផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យា LoRaWAN

ចំណងជើងដើម៖ HyLo: Development of a Smart Hydroponics System using Long Range Wide Area Network (LoRaWAN)-based Wireless Sensor Network (WSN)

អ្នកនិពន្ធ៖ Lean Karlo S. Tolentino (Technological University of the Philippines), Rachelle B. Delos Santos, Nikka Marie V. Ebbay, Wendel G. Mendez, Kim Rafael Q. San Andres, Rem Raymond M. Tamayo, Gilfred Allen M. Madrigal, Romeo Jr. L. Jorda, Jay Fel Quijano, Cherry G. Pascion

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ Philippine Journal of Industrial Education & Technology, 26

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Technology / Internet of Things

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ បញ្ហាបម្រែបម្រួលអាកាសធាតុធ្វើឱ្យការដាំដុះតាមបែបប្រពៃណីជួបការលំបាកដោយសារការប្រែប្រួលបរិស្ថាន កង្វះខាតទីកន្លែង និងកង្វះទឹកបរិសុទ្ធ។ ការស្រាវជ្រាវនេះដោះស្រាយបញ្ហានេះដោយការស្នើឡើងនូវបច្ចេកទេសកសិកម្មបញ្ឈរដោយប្រើទឹក (Vertical Hydroponics) ដែលទាមទារធនធានតិច និងមានប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងប៉ារ៉ាម៉ែត្រដោយស្វ័យប្រវត្តិ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានរចនានិងអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធដាំដុះបញ្ឈរដោយទឹក (Vertical Hydroponics System) ដែលមានសមត្ថភាពតាមដាននិងកែតម្រូវកត្តាបរិស្ថានចម្បងៗដោយស្វ័យប្រវត្តិ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Proposed Smart Hydroponics System (LoRaWAN-based)
ប្រព័ន្ធដាំដុះដោយទឹកឆ្លាតវៃ (ប្រើប្រាស់បណ្តាញ LoRaWAN)
អាចតាមដាន និងកែតម្រូវកម្រិត pH ចរន្តអគ្គិសនី (EC) សីតុណ្ហភាព និងពន្លឺដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ សន្សំសំចៃទំហំដី (ដាំបញ្ឈរ) ប្រើប្រាស់ទឹកតិច និងផ្តល់ទិន្នផលខ្ពស់ព្រមទាំងមានទំហំរុក្ខជាតិធំជាង។ ទាមទារការចំណាយដើមខ្ពស់លើការដំឡើងឧបករណ៍សេនស័រ និងប្រព័ន្ធបញ្ជូនទិន្នន័យ។ ត្រូវការចំណេះដឹងបច្ចេកទេសដើម្បីថែទាំប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច។ នៅសប្តាហ៍ទី៥ ដំណាំសាលាដមានបរិមាត្រមធ្យម ២៦.៣៨៩ អ៊ីញ និងមានស្លឹកមធ្យមចំនួន ៦សន្លឹក។
Conventional Setup (Soil-based farming)
ការដាំដុះតាមបែបប្រពៃណី (ប្រើប្រាស់ដី)
ចំណាយដើមតិចតួចបំផុត ងាយស្រួលរៀបចំ និងមិនត្រូវការថាមពលអគ្គិសនី ឬឧបករណ៍បច្ចេកវិទ្យាស្មុគស្មាញឡើយ។ ងាយរងគ្រោះដោយសារការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ ត្រូវការកម្លាំងពលកម្មច្រើនក្នុងការថែទាំ និងត្រូវការទំហំដីព្រមទាំងទឹកច្រើនជាង។ នៅសប្តាហ៍ទី៥ ដំណាំសាលាដមានបរិមាត្រមធ្យម ២៥.១៣២ អ៊ីញ និងមានស្លឹកមធ្យមចំនួន ៥សន្លឹក។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធនេះទាមទារការវិនិយោគលើឧបករណ៍ផ្នែករឹង (Hardware) ជាច្រើន និងចំណេះដឹងផ្នែកប្រព័ន្ធបង្កប់ (Embedded Systems) ព្រមទាំងបណ្តាញឥតខ្សែ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងក្នុងទ្រង់ទ្រាយសាកល្បងនៅទីក្រុងម៉ានីល ប្រទេសហ្វីលីពីន ដោយផ្តោតតែលើដំណាំសាលាដ (Lettuce) ប៉ុណ្ណោះ។ ដោយសារអាកាសធាតុនៅទីក្រុងម៉ានីលមានលក្ខណៈស្រដៀងនឹងប្រទេសកម្ពុជា (តំបន់ត្រូពិច) លទ្ធផលនេះអាចយកមកប្រៀបធៀបបាន ប៉ុន្តែវានៅមានកម្រិតដោយសារមិនទាន់បានសាកល្បងក្នុងទ្រង់ទ្រាយធំ ឬលើបន្លែប្រភេទផ្សេងទៀតឡើយ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យានេះមានសក្តានុពលខ្ពស់និងអាចអនុវត្តបានយ៉ាងល្អនៅប្រទេសកម្ពុជា ជាពិសេសសម្រាប់ការធ្វើកសិកម្មនៅទីក្រុង និងតំបន់ដែលជួបប្រទះបញ្ហាប្រែប្រួលអាកាសធាតុ។

ការអនុវត្តប្រព័ន្ធកសិកម្មឆ្លាតវៃ (Smart Farming) នេះអាចជួយកសិករកម្ពុជាផ្លាស់ប្តូរពីកសិកម្មពឹងផ្អែកលើអាកាសធាតុ ទៅជាការផលិតបន្លែប្រកបដោយនិរន្តរភាព និងផ្តល់តម្លៃបន្ថែមខ្ពស់។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃប្រព័ន្ធ IoT និងការសរសេរកូដ: ចាប់ផ្តើមរៀនពីរបៀបប្រើប្រាស់ Arduino IDE ដើម្បីសរសេរកូដអានទិន្នន័យពីសេនស័របឋមៗដូចជា DHT22 (វាស់សីតុណ្ហភាព/សំណើម) និងសេនស័រវាស់កម្រិតទឹក។
  2. រៀបចំប្រព័ន្ធ Hydroponics ខ្នាតតូច (Prototype): ស្វែងរកទិញទុយោ PVC ដើម្បីរៀបចំជាទម្រង់បញ្ឈរ (Vertical NFT system) ព្រមទាំងដំឡើងធុងទឹក និងម៉ាស៊ីនបូមទឹកតូចមួយដើម្បីបង្កើតលំហូរទឹកវិលជុំ។
  3. ធ្វើសមាហរណកម្មសេនស័រ និងប្រព័ន្ធ LoRaWAN: បំពាក់សេនស័រវាស់ pH និង EC ទៅក្នុងធុងទឹក ហើយប្រើប្រាស់ម៉ូឌុល LoRa RFM96W ដើម្បីបញ្ជូនទិន្នន័យពី Arduino Mega ទៅកាន់ Gateway (ប្រើ ESP8266) ដោយមិនពឹងផ្អែកលើខ្សែបណ្តាញ។
  4. បង្កើតប្រព័ន្ធបញ្ជាស្វ័យប្រវត្តិ និងផ្ទាំងតាមដាន (Dashboard): ប្រើប្រាស់កម្មវិធីដូចជា Blynk ឬ ThingsBoard ដើម្បីបង្កើតផ្ទាំងតាមដានទិន្នន័យលើទូរស័ព្ទដៃ និងតភ្ជាប់ប្រព័ន្ធ Relay សម្រាប់បញ្ជាបើក/បិទកង្ហារ អំពូលភ្លើង និងម៉ាស៊ីនបូមសារធាតុចិញ្ចឹមដោយស្វ័យប្រវត្តិ។
  5. ធ្វើការដាំដុះសាកល្បង និងប្រមូលទិន្នន័យ: សាកល្បងដាំបន្លែសាលាដ ឬស្ពៃក្រញាញ់ ដោយកំណត់កម្រិត pH ចន្លោះពី ៥.០ ទៅ ៧.០ និង EC ចន្លោះ ០.៨ ទៅ ២.៥ រួចប្រៀបធៀបទិន្នផលនិងអត្រាលូតលាស់ជាមួយនឹងការដាំលើដីធម្មតា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) វាជាបច្ចេកវិទ្យាបណ្តាញទំនាក់ទំនងឥតខ្សែទម្រង់ផ្កាយ (star-of-star topology) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យឧបករណ៍សេនស័រអាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានចម្ងាយឆ្ងាយដោយប្រើប្រាស់ថាមពលថ្មតិចតួចបំផុត ឆ្លងកាត់បណ្តាញអ៊ីនធឺណិតដើម្បីយកទិន្នន័យទៅបង្ហាញលើកម្មវិធី។ ដូចជាប៉ុស្តិ៍វិទ្យុផ្សាយសំឡេងដែលអាចបញ្ជូនព័ត៌មានបានឆ្ងាយរាប់គីឡូម៉ែត្រដោយចាយភ្លើងតិចបំផុត គ្រាន់តែវាបញ្ជូនជាទិន្នន័យសេនស័រជំនួសឱ្យសំឡេង។
Nutrient film technique (NFT) វាជាបច្ចេកទេសដាំដុះដោយទឹក (Hydroponics) មួយប្រភេទ ដែលប្រព័ន្ធបញ្ជូនទឹកលាយសារធាតុចិញ្ចឹមរុក្ខជាតិជាស្រទាប់ស្តើងៗ ឱ្យហូរស្រោចស្រពឫសរុក្ខជាតិជាប្រចាំនៅក្នុងបំពង់ទុយោ PVC ដែលជួយសន្សំសំចៃទឹកនិងទីធ្លា។ ដូចជាប្រឡាយទឹកតូចមួយដែលបង្ហូរទឹកអាហាររាក់ៗកាត់ជើងរបស់យើងរហូត ដើម្បីឱ្យយើងអាចស្រូបយកជីជាតិបានគ្រប់ពេលដោយមិនបាច់ត្រាំក្នុងទឹកជ្រៅ។
Electrical Conductivity (EC) ជាការវាស់ស្ទង់សមត្ថភាពនៃការចម្លងចរន្តអគ្គិសនីរបស់ទឹក ដែលក្នុងវិស័យកសិកម្មគេប្រើវាដើម្បីកំណត់បរិមាណកំហាប់សារធាតុចិញ្ចឹម (ជីពិតប្រាកដ) ដែលរលាយនៅក្នុងទឹកសម្រាប់ឱ្យរុក្ខជាតិស្រូបយកយកទៅចិញ្ចឹមដើម។ ដូចជាការភ្លក់រសជាតិសម្ល ដើម្បីដឹងថាវាសាបឬប្រៃ (មានជាតិជីតិចឬច្រើន) ដើម្បីយើងអាចបន្ថែមគ្រឿងឱ្យត្រូវមាត់រុក្ខជាតិ។
Peristaltic Buffer Device ជាប្រភេទម៉ាស៊ីនបូមទឹកខ្នាតតូចមួយដែលដំណើរការដោយការច្របាច់ទុយោជ័រជាចង្វាក់ ដើម្បីបញ្ចេញសារធាតុរាវ (ដូចជាទឹកថ្នាំទម្លាក់ pH ឬជីទឹកកំហាប់ខ្ពស់) ក្នុងបរិមាណតិចតួចនិងច្បាស់លាស់បំផុតទៅក្នុងធុងស្តុកទឹក។ ដូចជាការច្របាច់ថ្នាំដុសធ្មេញចេញពីបំពង់បន្តិចម្តងៗដោយប្រុងប្រយ័ត្នបំផុត ដើម្បីកុំឱ្យលើសបរិមាណដែលយើងត្រូវការប្រើប្រាស់។
Wireless Sensor Network (WSN) ជាបណ្តាញកុំព្យូទ័រនិងឧបករណ៍វាស់ស្ទង់តូចៗ (សេនស័រ) ដែលត្រូវបានដាក់ពង្រាយនៅតាមទីតាំងផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីប្រមូលនិងបញ្ជូនទិន្នន័យពីបរិស្ថាន (ដូចជាសីតុណ្ហភាព និងសំណើម) ទៅកាន់ប្រព័ន្ធម៉ាស៊ីនមេកណ្តាលតាមរយៈរលកសញ្ញាឥតខ្សែ។ ដូចជាក្រុមអ្នកស៊ើបការណ៍សម្ងាត់ដែលឈរនៅតាមទីតាំងផ្សេងៗគ្នា ហើយរាយការណ៍ព័ត៌មានត្រឡប់មកទីបញ្ជាការកណ្តាលតាមរយៈអាយកូម (Walkie-talkie) ឥតឈប់ឈរ។
Internet of Things (IoT) ជាបច្ចេកវិទ្យាដែលភ្ជាប់ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃ ឬម៉ាស៊ីននានាទៅកាន់បណ្តាញអ៊ីនធឺណិត ដើម្បីឱ្យពួកវាអាចប្រមូលទិន្នន័យ ធ្វើការវិភាគ និងបញ្ជាម៉ាស៊ីនដទៃទៀតឱ្យធ្វើការដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ ដូចជាការបង្រៀនរបស់របរប្រើប្រាស់ឱ្យចេះនិយាយទូរស័ព្ទប្រាប់យើងពីស្ថានភាពរបស់វា និងស្តាប់បញ្ជារបស់យើងពីចម្ងាយដោយមិនបាច់នៅក្បែរ។
Grow lights ជាអំពូលភ្លើង LED ពិសេសដែលបញ្ចេញរលកពន្លឺផ្តោតលើពណ៌ជាក់លាក់ (ច្រើនតែពណ៌ក្រហម និងខៀវ) ដែលត្រាប់តាមពន្លឺព្រះអាទិត្យ ដើម្បីជួយជំរុញដំណើរការរស្មីសំយោគរបស់រុក្ខជាតិដែលដាំនៅក្នុងទីងងឹត ឬក្នុងផ្ទះ។ ដូចជាព្រះអាទិត្យសិប្បនិម្មិតដែលផ្តល់ថាមពលពន្លឺជំនួសព្រះអាទិត្យពិត ដើម្បីឱ្យរុក្ខជាតិអាចផលិតអាហារបានទោះជានៅក្នុងផ្ទះក៏ដោយ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖