บทนำ

น้ำเป็นทรัพยากรที่มีความสำคัญต่อการดำเนินชีวิตและการใช้งานภายในสถานศึกษา โดยเฉพาะน้ำประปาที่จำเป็นต้องมีการติดตามและตรวจสอบคุณภาพอย่างเหมาะสม เพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย

ปัจจุบันเทคโนโลยี Internet of Things (IoT) สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการตรวจวัดและติดตามข้อมูลจากอุปกรณ์เซนเซอร์ได้อย่างต่อเนื่อง โดยข้อมูลที่ตรวจวัดสามารถส่งผ่านระบบเครือข่ายไปยังระบบจัดเก็บข้อมูลและแสดงผล ทำให้ผู้ดูแลระบบสามารถติดตามสถานการณ์และนำข้อมูลไปใช้ประกอบการวิเคราะห์ได้สะดวกยิ่งขึ้น

งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นการพัฒนาระบบเพื่อติดตามคุณภาพน้ำด้วยเทคโนโลยี IoT ภายในมหาวิทยาลัยราชภัฏรำไพพรรณี โดยออกแบบระบบให้สามารถตรวจวัดและส่งข้อมูลคุณภาพน้ำเข้าสู่ระบบจัดเก็บข้อมูล เพื่อสนับสนุนการติดตามข้อมูลและการบริหารจัดการระบบน้ำภายในมหาวิทยาลัย

วัตถุประสงค์ของการวิจัย

1. เพื่อพัฒนาระบบสำหรับตรวจวัดและติดตามคุณภาพน้ำด้วยเทคโนโลยี Internet of Things (IoT) ภายในมหาวิทยาลัยราชภัฏรำไพพรรณี

2. เพื่อพัฒนาระบบรับส่งและจัดเก็บข้อมูลจากเซนเซอร์เข้าสู่ระบบฐานข้อมูลออนไลน์อย่างเป็นระบบ

3. เพื่อให้สามารถติดตามข้อมูลคุณภาพน้ำและสถานะของระบบผ่านการแสดงผลข้อมูลในรูปแบบที่เข้าใจง่าย

4. เพื่อสนับสนุนการนำข้อมูลที่ได้จากระบบไปใช้ในการติดตาม วิเคราะห์ และบริหารจัดการคุณภาพน้ำภายในมหาวิทยาลัย

แนวคิดและโครงสร้างของระบบ

ระบบที่พัฒนาขึ้นประกอบด้วยส่วนสำคัญ ได้แก่ อุปกรณ์ตรวจวัดและเซนเซอร์ ชุดควบคุม Arduino Nano อุปกรณ์ Raspberry Pi สำหรับทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูล และระบบซอฟต์แวร์สำหรับประมวลผลและจัดเก็บข้อมูล

ข้อมูลจากเซนเซอร์จะถูกส่งเข้าสู่ระบบผ่าน Raspberry Pi และ Java จากนั้นส่งต่อไปยัง Google Apps Script เพื่อบันทึกข้อมูลลงใน Google Sheets และนำข้อมูลไปแสดงผลผ่าน Looker Studio ทำให้สามารถติดตามข้อมูลจากระบบได้อย่างต่อเนื่องและเป็นระบบ

ลำดับการทำงานของระบบ

Sensor → Arduino Nano → Raspberry Pi → Java → Google Apps Script → Google Sheets → Looker Studio

โครงสร้างดังกล่าวช่วยให้ข้อมูลจากการตรวจวัดสามารถถูกส่งต่อและจัดเก็บในระบบออนไลน์ และสามารถนำไปใช้สำหรับการติดตามและวิเคราะห์ข้อมูลคุณภาพน้ำได้สะดวกยิ่งขึ้น

วิธีดำเนินการวิจัย

การดำเนินการวิจัยเริ่มจากการศึกษาข้อมูลและกำหนดองค์ประกอบของระบบตรวจติดตามคุณภาพน้ำ จากนั้นออกแบบระบบตรวจวัดและระบบรับส่งข้อมูลให้สามารถทำงานร่วมกันได้อย่างต่อเนื่อง

ระบบใช้เซนเซอร์สำหรับตรวจวัดค่าคุณภาพน้ำและส่งข้อมูลเข้าสู่ Arduino Nano ซึ่งทำหน้าที่รับข้อมูลจากเซนเซอร์และส่งต่อไปยัง Raspberry Pi โดย Raspberry Pi ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ตรวจวัดกับระบบประมวลผล

หลังจากนั้นข้อมูลจะถูกส่งผ่านโปรแกรม Java ไปยัง Google Apps Script เพื่อบันทึกข้อมูลลงใน Google Sheets โดยกำหนดรูปแบบข้อมูลให้สามารถจัดเก็บและเรียกดูย้อนหลังได้อย่างเป็นระบบ

ข้อมูลที่จัดเก็บใน Google Sheets ถูกนำไปเชื่อมต่อกับ Looker Studio เพื่อสร้างรูปแบบการแสดงผลข้อมูล ทำให้สามารถติดตามค่าที่ตรวจวัดและสถานะของระบบผ่านแดชบอร์ดได้สะดวก

กระบวนการทำงานของระบบ

เซนเซอร์ → Arduino Nano → Raspberry Pi → Java → Google Apps Script → Google Sheets → Looker Studio

การทดสอบระบบดำเนินการโดยตรวจสอบการรับข้อมูลจากเซนเซอร์ การส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ การบันทึกข้อมูลลงฐานข้อมูลออนไลน์ และการแสดงผลข้อมูลบนแดชบอร์ด เพื่อประเมินความสามารถในการทำงานของระบบโดยรวม

อุปกรณ์และข้อมูลที่ใช้ในการตรวจวัด

ระบบประกอบด้วยอุปกรณ์ตรวจวัด ชุดควบคุม และระบบประมวลผลข้อมูล โดยอุปกรณ์แต่ละส่วนทำหน้าที่แตกต่างกันและทำงานร่วมกันเป็นระบบเดียว

1. ชุดตรวจวัดและเซนเซอร์

ใช้สำหรับตรวจวัดค่าต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพน้ำและสถานะของระบบ โดยข้อมูลที่นำเข้าสู่ระบบประกอบด้วยค่าความเป็นกรด–ด่าง (pH) ค่าความขุ่นของน้ำ (Turbidity) และระดับน้ำในส่วนต่าง ๆ ของระบบ

2. Arduino Nano

ทำหน้าที่เป็นชุดควบคุมสำหรับรับข้อมูลจากเซนเซอร์และเตรียมข้อมูลเพื่อส่งต่อไปยังระบบรับส่งข้อมูล

3. Raspberry Pi

ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการรับข้อมูลจาก Arduino Nano และจัดการการส่งข้อมูลเข้าสู่ระบบประมวลผล

4. โปรแกรม Java

ทำหน้าที่จัดการและส่งต่อข้อมูลจาก Raspberry Pi ไปยังระบบออนไลน์

5. Google Apps Script และ Google Sheets

ใช้สำหรับรับและจัดเก็บข้อมูลที่ส่งมาจากระบบ โดยข้อมูลถูกจัดเก็บในรูปแบบตาราง ทำให้สามารถตรวจสอบข้อมูลย้อนหลังและนำไปประมวลผลต่อได้

6. Looker Studio

ใช้สำหรับนำข้อมูลจาก Google Sheets มาสร้างเป็นแดชบอร์ด เพื่อแสดงผลข้อมูลในรูปแบบที่เข้าใจง่ายและช่วยให้สามารถติดตามข้อมูลของระบบได้สะดวก

ข้อมูลที่ระบบติดตาม

• ค่า pH น้ำเข้า (pH IN)

• ค่าความขุ่นน้ำเข้า (Turbidity IN)

• ค่า pH น้ำออก (pH OUT)

• ค่าความขุ่นน้ำออก (Turbidity OUT)

• ระดับน้ำใส (Level Water Clear)

• ระดับน้ำในถัง Tower Tank (Level Tower Tank)

การรับส่งและจัดเก็บข้อมูล

ระบบได้รับการออกแบบให้สามารถรับส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ตรวจวัดเข้าสู่ระบบออนไลน์อย่างต่อเนื่อง โดยข้อมูลจากเซนเซอร์จะถูกส่งผ่าน Arduino Nano ไปยัง Raspberry Pi จากนั้น Java จะทำหน้าที่จัดการข้อมูลและส่งต่อไปยัง Google Apps Script

Google Apps Script ทำหน้าที่รับข้อมูลและบันทึกลงใน Google Sheets ซึ่งเป็นฐานข้อมูลออนไลน์สำหรับจัดเก็บข้อมูลการตรวจวัด ข้อมูลดังกล่าวสามารถนำไปใช้ในการตรวจสอบย้อนหลัง วิเคราะห์แนวโน้ม และแสดงผลผ่าน Looker Studio ได้

การออกแบบระบบในลักษณะดังกล่าวช่วยลดขั้นตอนการบันทึกข้อมูลด้วยตนเอง และทำให้ข้อมูลจากระบบตรวจวัดสามารถนำมาใช้งานได้อย่างเป็นระบบ

ผลการดำเนินงานและการแสดงผลข้อมูล

จากการพัฒนาระบบตรวจติดตามคุณภาพน้ำด้วยเทคโนโลยี IoT ระบบสามารถเชื่อมโยงข้อมูลจากอุปกรณ์ตรวจวัดเข้าสู่ระบบจัดเก็บข้อมูลออนไลน์ตามโครงสร้างที่กำหนดไว้ โดยข้อมูลจากเซนเซอร์ถูกส่งผ่าน Arduino Nano และ Raspberry Pi ก่อนส่งต่อเข้าสู่ระบบประมวลผลและจัดเก็บข้อมูล

ข้อมูลที่ได้รับถูกบันทึกลงใน Google Sheets ในรูปแบบตาราง ทำให้สามารถตรวจสอบข้อมูลย้อนหลังได้ และสามารถนำข้อมูลไปเชื่อมต่อกับ Looker Studio เพื่อจัดทำแดชบอร์ดสำหรับแสดงผลข้อมูล

การแสดงผลข้อมูลในรูปแบบแดชบอร์ดช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถติดตามค่าคุณภาพน้ำและสถานะของระบบได้สะดวก โดยไม่จำเป็นต้องตรวจสอบข้อมูลจากอุปกรณ์ตรวจวัดโดยตรง

ระบบที่พัฒนาขึ้นจึงสามารถทำหน้าที่เป็นช่องทางสำหรับรวบรวม จัดเก็บ และแสดงผลข้อมูลจากระบบตรวจวัด ทำให้ข้อมูลสามารถนำไปใช้ประกอบการติดตามและบริหารจัดการคุณภาพน้ำได้อย่างเป็นระบบ

สรุปผลการวิจัย

งานวิจัยนี้ได้พัฒนาระบบเพื่อติดตามคุณภาพน้ำด้วยเทคโนโลยี Internet of Things (IoT) ภายในมหาวิทยาลัยราชภัฏรำไพพรรณี โดยเชื่อมโยงอุปกรณ์ตรวจวัดกับระบบรับส่ง จัดเก็บ และแสดงผลข้อมูลผ่านระบบออนไลน์

ระบบสามารถรับข้อมูลจากเซนเซอร์และส่งต่อผ่าน Arduino Nano, Raspberry Pi และ Java ไปยัง Google Apps Script เพื่อจัดเก็บข้อมูลใน Google Sheets และนำข้อมูลไปแสดงผลผ่าน Looker Studio

แนวทางดังกล่าวช่วยให้การรวบรวมและติดตามข้อมูลคุณภาพน้ำเป็นระบบมากขึ้น ลดการบันทึกข้อมูลด้วยตนเอง และทำให้สามารถตรวจสอบข้อมูลย้อนหลังและนำข้อมูลไปใช้ประกอบการวิเคราะห์และบริหารจัดการระบบน้ำได้สะดวกยิ่งขึ้น

คำสำคัญ: คุณภาพน้ำ, Internet of Things (IoT), Arduino Nano, Raspberry Pi, Google Sheets, Looker Studio, ระบบตรวจติดตามคุณภาพน้ำ