Original Title: Internet of Things: Agriculture Precision Monitoring System based on Low Power Wide Area Network
Source: doi.org/10.37394/232017.2024.15.5
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

អ៊ីនធឺណិតនៃវត្ថុ (IoT)៖ ប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យកសិកម្មជាក់លាក់ផ្អែកលើបណ្តាញតំបន់ធំទូលាយដែលមានថាមពលទាប (LoRaWAN)

ចំណងជើងដើម៖ Internet of Things: Agriculture Precision Monitoring System based on Low Power Wide Area Network

អ្នកនិពន្ធ៖ Mardeni Roslee (Multimedia University), Tim Yap Woon, Chilakala Sudhamani, Indrarini Dyah Irawati, Denny Darlis, Anwar Faizd Osma, Mohamad Huzaimy Jusoh

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2024 (WSEAS TRANSACTIONS on ELECTRONICS)

វិស័យសិក្សា៖ Engineering / Precision Agriculture

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការធ្វើកសិកម្មតាមបែបប្រពៃណី ជាពិសេសនៅក្នុងចំការដូងប្រេង (Oil Palm) នៅតែពឹងផ្អែកលើការគ្រប់គ្រងទឹកដោយដៃដែលមិនមានប្រសិទ្ធភាព និងចំណាយពេលច្រើន ដែលនាំឱ្យទិន្នផលទាប និងប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន ដោយសារកង្វះការត្រួតពិនិត្យកម្រិតទឹកក្នុងដី (Water Table) ឱ្យបានច្បាស់លាស់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានបង្កើតប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យកសិកម្មជាក់លាក់មួយដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា IoT និងបណ្តាញ LoRaWAN ដើម្បីវាស់វែងកម្រិតទឹក និងស្ថានភាពថាមពលថ្មពីចម្ងាយ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Traditional Manual Monitoring
ការត្រួតពិនិត្យដោយដៃតាមបែបប្រពៃណី
មិនតម្រូវឱ្យមានការដំឡើងឧបករណ៍បច្ចេកទេស ឬការសរសេរកូដស្មុគស្មាញនៅដំណាក់កាលដំបូង។ ចំណាយពេលវេលា និងកម្លាំងពលកម្មច្រើន មិនមានទិន្នន័យភ្លាមៗ (Real-time) និងអាចមានកំហុសឆ្គងដោយមនុស្ស។ មិនមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងទឹកក្នុងចំការធំៗ និងមានការចំណាយខ្ពស់លើកម្លាំងពលកម្ម។
LoRaWAN-based IoT System
ប្រព័ន្ធ IoT ផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យា LoRaWAN
អាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានឆ្ងាយ (រហូតដល់ ២០ គ.ម) ប្រើប្រាស់ថាមពលតិច មានទិន្នន័យពេលវេលាជាក់ស្តែង និងអាចមើលឃើញលើទូរស័ព្ទដៃ។ តម្រូវឱ្យមានការវិនិយោគលើឧបករណ៍បច្ចេកទេស និងចំណេះដឹងផ្នែកបច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការដំឡើង និងថែទាំ។ ជោគជ័យក្នុងការវាស់កម្រិតទឹកដោយស្វ័យប្រវត្តិរៀងរាល់ ៣០ នាទីម្តង និងបង្ហាញទិន្នន័យលើកម្មវិធី Blynk បានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តគម្រោងនេះតម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកដែលមានតម្លៃសមរម្យ និងងាយស្រួលរកនៅលើទីផ្សារ ដោយផ្តោតលើឧបករណ៍ Open-source ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងបរិបទនៃការដាំដុះដំណាំដូងប្រេង (Oil Palm) នៅប្រទេសម៉ាឡេស៊ី និងឥណ្ឌូនេស៊ី ដោយប្រើប្រាស់ការពិសោធន៍ក្នុងបំពង់ PVC ដើម្បីត្រាប់តាមស្ថានភាពជាក់ស្តែង។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បច្ចេកវិទ្យានេះមានសារៈសំខាន់ណាស់សម្រាប់កម្ពុជា ដែលមានវិស័យកសិកម្មស្រដៀងគ្នា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យានេះមានអត្ថប្រយោជន៍ខ្ពស់សម្រាប់កសិកម្មនៅកម្ពុជា ជាពិសេសសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងទឹកក្នុងចំការធំៗ និងតំបន់ដាច់ស្រយាល។

ការដាក់ឱ្យប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធនេះនឹងជួយកាត់បន្ថយការចំណាយលើកម្លាំងពលកម្ម និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការគ្រប់គ្រងទឹក ដែលជាកត្តាគន្លឹះក្នុងការធ្វើទំនើបកម្មកសិកម្មនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាអំពីមូលដ្ឋានគ្រឹះ Microcontroller: និស្សិតគួរចាប់ផ្តើមពីការរៀនប្រើប្រាស់ Arduino Uno និងរបៀបសរសេរកូដមូលដ្ឋានជាមួយ Arduino IDE ដើម្បីអានទិន្នន័យពីសេនស័រអាណាឡូក (Analog Sensors)។
  2. ស្វែងយល់ពីបច្ចេកវិទ្យា LoRaWAN: សិក្សាអំពីរបៀបដែល LoRaWAN ដំណើរការ ការតភ្ជាប់រវាង Node និង Gateway និងការប្រើប្រាស់ម៉ូឌុល SX1276 ជាមួយបណ្ណាល័យដែលមានស្រាប់។
  3. ការដំឡើង និងធ្វើតេស្តសេនស័រ: អនុវត្តការភ្ជាប់ Pressure-based Liquid Level Sensor (4-20mA) ជាមួយ Current-to-Voltage Converter ដើម្បីទទួលបានតម្លៃវ៉ុលដែលត្រឹមត្រូវសម្រាប់ Arduino ។
  4. ការតភ្ជាប់ទៅកាន់ IoT Platform: បង្កើតគណនីនៅលើ Blynk Platform និងរចនា Dashboard ដើម្បីបង្ហាញទិន្នន័យកម្រិតទឹក និងស្ថានភាពថ្មនៅលើទូរស័ព្ទដៃ។
  5. ការពិសោធន៍ក្នុងស្ថានភាពជាក់ស្តែង: ដំឡើងប្រព័ន្ធសាកល្បងនៅក្នុងធុងទឹក ឬប្រព័ន្ធស្រោចស្រពខ្នាតតូច ដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ភាពត្រឹមត្រូវនៃទិន្នន័យ និងអាយុកាលរបស់ថ្ម (Battery Life)។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) ជាបច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនងឥតខ្សែដែលអាចបញ្ជូនទិន្នន័យបានឆ្ងាយ (រហូតដល់ ២០ គីឡូម៉ែត្រ) ដោយប្រើថាមពលថ្មតិចតួចបំផុត។ វាត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់ឧបករណ៍ IoT ដែលមិនត្រូវការបញ្ជូនទិន្នន័យច្រើន ប៉ុន្តែត្រូវការអាយុកាលថ្មយូរ។ ដូចជាការប្រើវិទ្យុទាក់ទង (I-COM) ដែលអាចនិយាយបានឆ្ងាយ ប៉ុន្តែនិយាយបានតែប្រយោគខ្លីៗដើម្បីសន្សំសំចៃថ្ម។
Precision Agriculture ការធ្វើកសិកម្មដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាទំនើបដើម្បីវាស់វែង និងគ្រប់គ្រងដំណាំឱ្យបានច្បាស់លាស់ (ដូចជាការស្រោចទឹក ឬដាក់ជី) ទៅតាមតម្រូវការជាក់ស្តែងនៃទីតាំងនីមួយៗ ដើម្បីកាត់បន្ថយការខ្ជះខ្ជាយ និងបង្កើនទិន្នផល។ ដូចជាការដេរខោអាវឱ្យត្រូវតាមទំហំខ្លួនមនុស្សម្នាក់ៗ (កាត់ដេរ) ជាជាងការទិញខោអាវទំហំតែមួយសម្រាប់មនុស្សទាំងអស់ (Free size)។
Hydrostatic Pressure សម្ពាធដែលបង្កើតឡើងដោយទម្ងន់នៃទឹកដែលនៅស្ងៀម។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រើគោលការណ៍នេះដើម្បីវាស់ជម្រៅទឹក ព្រោះទឹកកាន់តែជ្រៅ សម្ពាធទឹកកាន់តែខ្លាំង។ ដូចជាពេលយើងមុជទឹកកាន់តែជ្រៅ យើងមានអារម្មណ៍ថាទឹកសង្កត់ត្រចៀកកាន់តែខ្លាំង ដែលសម្ពាធនោះប្រាប់យើងថាទឹកជ្រៅប៉ុណ្ណា។
Analog Current to Voltage Converter ឧបករណ៍សៀគ្វីដែលបំប្លែងសញ្ញាចរន្តអគ្គិសនី (ឧទាហរណ៍ 4-20mA ពីសេនស័រឧស្សាហកម្ម) ទៅជាវ៉ុល (Voltage) ដើម្បីឱ្យបន្ទះសៀគ្វីកុំព្យូទ័រ (Microcontroller) អាចអាន និងយល់ទិន្នន័យនោះបាន។ ដូចជាអ្នកបកប្រែភាសា ដែលបកប្រែពីភាសាបច្ចេកទេស (ចរន្ត) ទៅជាភាសាដែលកុំព្យូទ័រយល់បាន (វ៉ុល)។
Water Table កម្រិតកំពស់ទឹកដែលស្ថិតនៅក្រោមដី ដែលដីនៅតំបន់នោះឆ្អែតដោយទឹក។ ការរក្សាកម្រិតនេះឱ្យបានត្រឹមត្រូវគឺសំខាន់ណាស់សម្រាប់ដំណាំដូចជាដូងប្រេង ដើម្បីកុំឱ្យឬសស្ងួតពេក ឬលិចទឹកពេក។ ប្រៀបដូចជាកម្រិតទឹកដែលមាននៅក្នុងអេប៉ុងមួយដុំ នៅពេលដែលផ្នែកខាងក្រោមសើមជោក ឯផ្នែកខាងលើគ្រាន់តែសើមៗ។
IoT Gateway ឧបករណ៍ដែលដើរតួជាស្ពានចម្លងទិន្នន័យ។ វាទទួលទិន្នន័យពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (Sensor Node) តាមរយៈរលកធាតុអាកាស (LoRa) ហើយបញ្ជូនបន្តទៅកាន់ប្រព័ន្ធអ៊ីនធឺណិត (Cloud Server) ដើម្បីឱ្យអ្នកប្រើប្រាស់អាចមើលឃើញ។ ដូចជាការិយាល័យប្រៃសណីយ៍ដែលប្រមូលសំបុត្រពីភូមិដាច់ស្រយាល ហើយដឹកជញ្ជូនបន្តទៅកាន់ទីក្រុង។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖