Original Title: Application of the Internet of Things Technology (Iot) in Designing an Automatic Water Quality Monitoring System for Aquaculture Ponds
Source: doi.org/10.31817/vjas.2020.3.2.06
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាអ៊ីនធឺណិតនៃវត្ថុ (IoT) ក្នុងការរចនាប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យគុណភាពទឹកដោយស្វ័យប្រវត្តិសម្រាប់ស្រះវារីវប្បកម្ម

ចំណងជើងដើម៖ Application of the Internet of Things Technology (Iot) in Designing an Automatic Water Quality Monitoring System for Aquaculture Ponds

អ្នកនិពន្ធ៖ Nguyen Quang Huy (Vietnam National University of Agriculture), Vu Thi Thu Giang (Vietnam National University of Agriculture), Le Vu Quan (Vietnam National University of Agriculture), Ho The Vo Cuong (Vietnam National University of Agriculture)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2020, Vietnam Journal of Agricultural Sciences

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ គុណភាពទឹកនៅក្នុងស្រះវារីវប្បកម្ម (ដូចជាសីតុណ្ហភាព, pH, និងអុកស៊ីហ្សែនរលាយ DO) ត្រូវការការតាមដានជាប្រចាំ ខណៈវិធីសាស្ត្រវាស់ដោយដៃបច្ចុប្បន្នមានភាពយឺតយ៉ាវ និងមិនអាចផ្តល់ព័ត៌មានបានទាន់ពេលវេលា។ ការធ្លាក់ចុះនៃកម្រិតអុកស៊ីហ្សែនរលាយអាចគំរាមកំហែងដល់ជីវិតសត្វក្នុងទឹក។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានរចនា និងសាកល្បងប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យ និងតាមដានដោយស្វ័យប្រវត្តិដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាអ៊ីនធឺណិតនៃវត្ថុ (IoT) ដើម្បីប្រមូល និងវិភាគទិន្នន័យ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Hand-held Standard Machines (DYS HDT-10, Hanna HI9142, Hanna HI8314)
ការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍វាស់ស្តង់ដារដោយដៃ
ផ្តល់លទ្ធផលច្បាស់លាស់ និងត្រូវបានទទួលស្គាល់ជាឧបករណ៍ស្តង់ដារសម្រាប់វាស់ស្ទង់គុណភាពទឹក។ ទាមទារកម្លាំងពលកម្ម វាស់បានតែម្តងម្កាល មិនអាចតាមដានជាប់លាប់ និងមិនមានមុខងារជួយដោះស្រាយបញ្ហាគុណភាពទឹកដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ ត្រូវបានប្រើជាគោល (Baseline) សម្រាប់ប្រៀបធៀបដែលបញ្ជាក់ពីភាពជាក់លាក់នៃប្រព័ន្ធថ្មី។
IoT-based Automatic Monitoring System (Proposed)
ប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យដោយស្វ័យប្រវត្តិផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យា IoT (ប្រព័ន្ធស្នើឡើង)
តាមដានទិន្នន័យជាបន្តបន្ទាប់ បញ្ជូនទិន្នន័យតាមអ៊ីនធឺណិត អាចផ្ញើសារព្រមាន (SMS) និងបើកម៉ាស៊ីនបញ្ចូលអុកស៊ីហ្សែនដោយស្វ័យប្រវត្តិពេលចាំបាច់។ ទាមទារការតភ្ជាប់អ៊ីនធឺណិត សេវាទូរស័ព្ទ (ស៊ីមកាត) និងការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលអគ្គិសនីជាប់លាប់ (មិនទាន់ដំណើរការដោយថាមពលព្រះអាទិត្យ)។ ដំណើរការបានល្អជាមួយកំហុសធៀបអតិបរមាទាប (សីតុណ្ហភាព <៣,៥៧%, pH <២,៥៦%, DO <២,៨៨%) បើធៀបនឹងឧបករណ៍ស្តង់ដារ ដែលស្ថិតក្នុងកម្រិតអាចទទួលយកបាន (<៥%)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធនេះទាមទារការវិនិយោគលើផ្នែករឹង (Hardware) សេនស័រវាស់ស្ទង់ កម្មវិធីតាមដាន និងបណ្តាញទំនាក់ទំនងសម្រាប់បញ្ជូនទិន្នន័យ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងប្រទេសវៀតណាម ដោយការធ្វើតេស្តសាកល្បងនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌកំណត់ (ប្រើធុងចំណុះ ០.៤៥ ម៉ែត្រគូប)។ ទោះបីជាបរិស្ថានវារីវប្បកម្មនៅវៀតណាមមានលក្ខណៈស្រដៀងគ្នានឹងកម្ពុជាក៏ដោយ ប៉ុន្តែគុណភាពទឹក អាកាសធាតុជាក់ស្តែង និងកត្តាជីវសាស្ត្រក្នុងស្រះនៅកម្ពុជាអាចមានភាពខុសគ្នា ដែលទាមទារការចុះធ្វើតេស្តផ្ទាល់នៅតាមកសិដ្ឋានក្នុងស្រុក។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យានេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ និងអាចអនុវត្តបានយ៉ាងល្អដើម្បីជួយលើកស្ទួយវិស័យវារីវប្បកម្ម និងកសិកម្មឆ្លាតវៃនៅប្រទេសកម្ពុជា។

ការប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធនេះនឹងជួយកាត់បន្ថយហានិភ័យនៃការបាត់បង់ទិន្នផល បង្កើនប្រសិទ្ធភាពការងារ និងជំរុញការផ្លាស់ប្តូរទម្លាប់ចិញ្ចឹមត្រីបែបប្រពៃណីមកជាការអនុវត្តកសិកម្មឆ្លាតវៃ (Smart Farming)។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះផ្នែករឹង និងការតភ្ជាប់ (Hardware Interfacing): និស្សិតត្រូវចាប់ផ្តើមដោយការសិក្សាពីរបៀបតភ្ជាប់សេនស័រទឹក (DS18B20, pH, DO) ទៅកាន់បន្ទះ Arduino Nano និងស្វែងយល់ពីរបៀបអានទិន្នន័យតាមរយៈទម្រង់ Analog និង Digital។
  2. អភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធឆ្លើយតបស្វ័យប្រវត្តិ និងប្រព័ន្ធព្រមាន: សរសេរកូដកម្មវិធី (C/C++) ដើម្បីកំណត់លក្ខខណ្ឌ (Threshold) ដូចជាកម្រិត DO < 2.0 mg/L រួចបញ្ជា Relay ឲ្យបើកម៉ាស៊ីនបូមខ្យល់ ព្រមទាំងប្រើម៉ូឌុល SIM 900A ដើម្បីផ្ញើសារ SMS។
  3. រៀបចំប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងទិន្នន័យលើអ៊ីនធឺណិត (IoT Dashboard): ប្រើប្រាស់ Raspberry Pi 3 ជាម៉ាស៊ីនមេ និងរៀនបញ្ជូនទិន្នន័យទៅកាន់វេទិកា ThingSpeak ដើម្បីអនុញ្ញាតឲ្យកសិករអាចតាមដានទិន្នន័យតាមរយៈទូរស័ព្ទដៃស្មាតហ្វូនបានគ្រប់ពេលវេលា។
  4. សាកល្បងផ្ទាល់ក្នុងស្រះវារីវប្បកម្មនៅកម្ពុជា: សហការជាមួយសហគមន៍នេសាទ ឬកសិដ្ឋានចិញ្ចឹមត្រីក្នុងស្រុក ដើម្បីដំឡើងប្រព័ន្ធនេះក្នុងស្ថានភាពជាក់ស្តែង ប្រមូលទិន្នន័យ និងវាយតម្លៃពីភាពធន់នៃឧបករណ៍ទៅនឹងបរិយាកាសខាងក្រៅ (ឧទាហរណ៍ ការការពារជម្រាបទឹក)។
  5. ស្រាវជ្រាវបន្ថែមលើការប្រើប្រាស់ថាមពលកកើតឡើងវិញ: ស្របតាមអនុសាសន៍នៃការសិក្សា និស្សិតគួរពង្រីកគម្រោងដោយបំពាក់ Solar Panels និងប្រព័ន្ធថ្មសាក (Battery) ដើម្បីធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធនេះអាចដំណើរការដោយឯករាជ្យនៅតាមតំបន់ជនបទដែលពុំមានបណ្តាញអគ្គិសនី។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Internet of Things (IoT) (អ៊ីនធឺណិតនៃវត្ថុ) ប្រព័ន្ធបច្ចេកវិទ្យាដែលអនុញ្ញាតឱ្យឧបករណ៍រូបវន្ត (ដូចជាសេនស័រ និងម៉ាស៊ីនបូម) ភ្ជាប់គ្នា និងផ្លាស់ប្តូរទិន្នន័យតាមរយៈបណ្តាញអ៊ីនធឺណិតដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដោយមិនបាច់មានមនុស្សចាំបញ្ជាផ្ទាល់។ ដូចជាការបង្រៀនឱ្យម៉ាស៊ីន និងសម្ភារៈប្រើប្រាស់នានាចេះនិយាយប្រាប់គ្នា និងរាយការណ៍ប្រាប់យើងតាមរយៈអ៊ីនធឺណិត។
Dissolved Oxygen (DO) (អុកស៊ីហ្សែនរលាយ) បរិមាណឧស្ម័នអុកស៊ីហ្សែនដែលមានរលាយនៅក្នុងទឹក ដែលជាសូចនាករដ៏សំខាន់បំផុតសម្រាប់ឱ្យត្រីនិងសត្វក្នុងទឹកអាចដកដង្ហើម និងលូតលាស់បានល្អ។ ដូចជាខ្យល់ដកដង្ហើមរបស់យើងដែរ គ្រាន់តែវាលាក់ខ្លួននៅក្នុងទឹកសម្រាប់ឱ្យត្រីដកដង្ហើម។
Microcontroller (មីក្រូកុងត្រូល័រ) កុំព្យូទ័រខ្នាតតូចបំផុតដែលត្រូវបានបង្កប់នៅលើបន្ទះសៀគ្វីតែមួយ (ឧទាហរណ៍ Arduino Nano) មានតួនាទីទទួលសញ្ញាពីសេនស័រ គិតវិភាគតាមកូដដែលបានសរសេរ និងបញ្ជាទៅឧបករណ៍ផ្សេងទៀត។ ដូចជាខួរក្បាលរបស់រ៉ូបូត ដែលចាំទទួលព័ត៌មានពីភ្នែក (សេនស័រ) និងគិតថាត្រូវបញ្ជាដៃជើងឱ្យធ្វើអ្វីបន្តទៀត។
Web server (ម៉ាស៊ីនមេគេហទំព័រ) កុំព្យូទ័រ ឬប្រព័ន្ធកម្មវិធី (ក្នុងទីនេះប្រើ Raspberry Pi 3) ដែលមានតួនាទីរក្សាទុក ដំណើរការ និងចែកចាយទិន្នន័យពីស្រះចិញ្ចឹមត្រី ទៅកាន់អ្នកប្រើប្រាស់តាមរយៈគេហទំព័រ ឬកម្មវិធីទូរស័ព្ទ។ ដូចជាបណ្ណាល័យ ឬឃ្លាំងផ្ទុកឯកសារ ដែលរង់ចាំចែករំលែកព័ត៌មាននៅពេលដែលយើងសុំមើលពីទូរស័ព្ទរបស់យើង។
Galvanic probe (ក្បាលសេនស័រកាល់វ៉ានិច) ជាប្រភេទក្បាលសេនស័រសម្រាប់វាស់អុកស៊ីហ្សែនរលាយក្នុងទឹក ដែលដំណើរការដោយការបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីតិចតួចនៅពេលមានប្រតិកម្មគីមីជាមួយអុកស៊ីហ្សែន ដោយមិនត្រូវការពេលវេលាកម្តៅសេនស័រ (Polarization time) មុនពេលវាស់នោះទេ។ ដូចជាអណ្តាតរបស់យើងដែលដឹងរសជាតិភ្លាមៗនៅពេលប៉ះអាហារ ដោយគ្រាន់តែវាប្រើប្រតិកម្មគីមីដើម្បីដឹងពីបរិមាណខ្យល់ក្នុងទឹក។
Intermediate relay (រ៉ឺឡេអន្តរការី) កុងតាក់អគ្គិសនីដែលត្រូវបានបញ្ជាដោយកម្រិតវ៉ុលតូចបំផុត (ចេញពីមីក្រូកុងត្រូល័រ) ដើម្បីទៅបិទបើកប្រព័ន្ធចរន្តអគ្គិសនីធំជាង (សម្រាប់បញ្ជាម៉ាស៊ីនបូមបញ្ចូលអុកស៊ីហ្សែន)។ ដូចជាការប្រើតេឡេបញ្ជាទូរទស្សន៍ ដើម្បីចុចបើកទូរទស្សន៍ធំមួយ ដោយមិនបាច់ទៅចុចកុងតាក់ផ្ទាល់លើទូរទស្សន៍នោះ។
ThingSpeak platform (វេទិកា ThingSpeak) ជាវេទិកាប្រព័ន្ធក្លោដ (Cloud) បើកចំហរ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យគម្រោង IoT អាចបញ្ជូន ទាញយក រក្សាទុក និងបង្ហាញទិន្នន័យជាក្រាហ្វិកបានភ្លាមៗ (Real-time) ពីចម្ងាយ។ ដូចជាតារាងពិន្ទុអនឡាញ ដែលបង្ហាញកម្រិតសីតុណ្ហភាព និងគុណភាពទឹកឱ្យយើងឃើញជាបន្តបន្ទាប់មិនថាយើងនៅទីណាក៏ដោយ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖