การพัฒนาระบบเซนเซอร์แบบกระจายอย่างง่ายสำหรับการเฝ้าติดตามและแจ้งเตือนอัตโนมัติผ่านระบบออนไลน์:กรณีศึกษาการพัฒนาต้นแบบระบบอุปกรณ์โครงข่ายเซนเซอร์ TVOC สำหรับเฝ้าติดตามและแจ้งเตือนคุณภาพอากาศในพื้นที่ปฏิบัติงานแบบเรียลไทม์

ผู้แต่ง

  • ชนก ท่วมจร กรมวิทยาศาสตร์บริการ

คำสำคัญ:

สารอินทรีย์ระเหยง่ายทั้งหมดสมาร์ทเซนเซอร์, ระบบเฝ้าติดตามแบบเรียลไทม์, คุณภาพอากาศระบบแจ้งเตือน, แอพพลิเคชั่นสื่อสารและส่งข้อความ

บทคัดย่อ

การพัฒนาต้นแบบระบบอุปกรณ์โครงข่ายเซนเซอร์ TVOC (Total Volatile Organic Compound) สำหรับเฝ้าติดตามและแจ้งเตือนคุณภาพอากาศในพื้นที่ปฏิบัติงานแบบเรียลไทม์ เป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนาระบบเซนเซอร์แบบกระจายสำหรับเฝ้าติดตามและแจ้งเตือนอัตโนมัติผ่านระบบออนไลน์ ต้นแบบระบบที่พัฒนาขึ้นใช้วัสดุไฟฟ้า ประกอบด้วยเซนเซอร์แก๊ส TVOC ชนิด MOS แผ่นวงจรปรับระดับแรงดันลอจิก เป็นวัสดุหลักรวมไปถึงซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ซด้านเทคโนโลยีสารสนเทศที่เกี่ยวข้องเช่น Virtual Private Server (VPS) ซอฟท์แวร์ IoT Broker และ ซอฟท์แวร์ IoT Gateway ซอฟท์แวร์ IoT Dashboard รวมไปถึง MQTT API เพื่อการพัฒนาต้นแบบตามแนวทางการพัฒนาอุปกรณ์ในระบบอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) ที่มีความสำคัญอย่างมากในการพัฒนาระบบไซเบอร์-กายภาพ (CPS) ในอนาคต ผลผลิตของการพัฒนานี้ได้ต้นแบบระบบสมาร์ทเซนเซอร์ TVOC ที่สามารถบันทึกข้อมูลความเข้มข้นได้แบบเรียลไทม์ สามารถแสดงผลข้อมูลย้อนหลังได้บน IoT Dashboard ในรูปแบบของกราฟ และสามารถแจ้งเตือนได้ผ่านแอพพลิเคชั่นสื่อสารและส่งข้อความ ทำให้สามารถวางแผนการจัดการมลพิษทางอากาศในพื้นที่ปฏิบัติงานได้สะดวกขึ้น ซึ่งเป็นข้อดีของระบบสมาร์ทเซนเซอร์แบบโครงข่ายเมื่อเทียบกับเซนเซอร์ที่ทำงานแบบโดดเดี่ยว อย่างไรก็ตามเมื่อทำการทดสอบข้อมูลดิบจากต้นแบบที่ประกอบจากเซนเซอร์ TVOC จำนวน 3 ตัวในระบบ พบว่าค่าความสัมพันธ์ระหว่างเซนเซอร์ภายในกลุ่มมีความเป็นเชิงเส้นน้อย (R2<0.9) เมื่อใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนร่วมภายในกลุ่มเซนเซอร์ ทั้งนี้ประเด็นดังกล่าวเป็นเรื่องปกติของคุณสมบัติของระบบที่ใช้เซนเซอร์แบบกระจาย ซึ่งจำเป็นต้องใช้การปรับแก้ค่า หรือการทำข้อมูลให้เป็นมาตรฐานก่อนการวิเคราะห์ข้อมูลซึ่งสามารถดำเนินการได้ในการพัฒนาระบบในชั้นต่อไป

References

US EPA’s Compendium Method TO-14A, “Determination of Volatile Organic Compounds (VOCs) in Ambient Air UsingSpecially Prepared Canisters With Subsequent Analysis By Gas Chromatography”

US EPA’s Compendium Method TO-15, “Determination of Volatile Organic Compounds (VOCs) in Air Collected in Specially Prepared Canisters and Analyzed by Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS)”

กุลชาติ มีทรัพย์หลาก, “ระบบไซเบอร์-กายภาพ” พื้นฐานสำคัญในการยกระดับเทคโนโลยี, , https://www.nectec.or.th/research/research-project/nectec-cps.html

ณัฎฐกานต์ เกตุคุ้ม, “การสร้างแนวปฏิบัติการจัดการสารเคมีในห้องปฏิบัติการอย่างปลอดภัยสำหรับอุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ในประเทศไทย”, Bulletin of Applied Sciences, Vol 8, No. 8 (2019)

Mr. Digital, เทคโนโลยีเซนเซอร์ (Sensor Technology), https://ops.go.th/main/index.php/knowledge-base/article-pr/1520-sensor

กรมอนามัย, “คู่มือการปฏิบัติงานเพื่อการตรวจประเมินคุณภาพอากาศภายในอาคารสำหรับเจ้าหน้าที่” 2559

สำนักอนามัยสิ่งแวดล้อม กรมอนามัย, “คู่มือวิชาการ เรื่องสารอินทรีย์ระเหยง่ายในบรรยากาศ”, ISBN 978-616-11-1333-9, 2555

Lawson Jon, “How do you choose a VOC sensor”, https://www.engineerlive.com/content/how-do-you-choose-voc-sensor

อุมาพร สุขม่วง, “การใช้ความสัมพันธ์เชิงเส้น ในการประเมินวิธีทดสอบ”, วารสารกรมวิทยาศาสตร์บริการ ปีที่ 60 ฉบับที่ 188 http://lib3.dss.go.th/fulltext/dss_j/2555_60_188_p12-15.pdf

Rajesh G., “Ashvini Chaturvedi, Heterogeneous sensor data in environmental sensor network”, Computer Network, Volume 164

Abhishek G., “Brejesh Lall, A Novel Method For Removing Baseline Drifts in Multivariate Chemical Sensor”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 69, no. 9, pp. 7306-7316

แสดงต้นแบบระบบอุปกรณ์โครงข่ายสำหรับการพัฒนาเซนเซอร์ TVOC แบบกระจายอย่างง่ายเพื่อการทดสอบระบบเบื้องต้น

Downloads

เผยแพร่แล้ว

27-08-2022