องค์ประกอบของเทคโนโลยี IOT
องค์ประกอบแรก และเป็นพระเอกของเราก็คืออุปกรณ์ หรือ Thing ที่ใช้รับส่งข้อมูล บางทีก็เรียกกันว่า Connected Device เช่นถ้าเราจะทำหม้อหุงข้าวที่สั่งหุงข้าวได้จากนอกบ้าน Thing ของเราก็คือหม้อหุงข้าว อย่างไรก็ตามคำว่า Thing ในที่นี้ไม่จำกัดเฉพาะสิ่งของที่จับต้องได้ทางกายภาพเท่านั้น ถ้าเราจะสั่งงานหม้อหุงข้าวเราทางสมาร์ทโฟน แอปพลิเคชั่นบนโทรศัพท์ก็นับเป็น Thing อีกชิ้นหนึ่ง เพราะเป็นสิ่งที่จะสื่อสารกับหม้อหุงข้าว
ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ IoT เราต้องเลือกฮาร์ดแวร์ให้เหมาะสมกับงาน ฮาร์ดแวร์สำหรับงาน IoT มีหลากหลาย ตั้งแต่ไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาดเล็ก เช่น Arduino ราคาหลักร้อยบาท ซึ่งอาจเพียงพอถ้าเราต้องการใช้เพียงควบคุมสวิตช์หม้อหุงข้าว หรือใช้ต่อเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ ความชื้นในโรงเรือน แต่หากต้องการพัฒนาระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นประมวลผลภาพจากกล้อง เพื่อรู้จำใบหน้าหรือทะเบียนรถ อาจเลือกใช้ฮาร์ดแวร์ประเภท Single-board PC เช่น Raspberry Pi ซึ่งมีราคาหลักพันบาท และหากต้องการประมวลผลสูงขึ้นไปอีกเช่นด้านกราฟิก ก็สามารถเลือกใช้คอมพิวเตอร์หรือเซิร์ฟเวอร์ขนาดใหญ่เลยก็ได้ และแน่นอนว่าหากต้องการพกพาได้ ก็ควรเลือกใช้สมาร์ตโฟนหรืแท็บเล็ตเป็น Thing
องค์ประกอบที่สองที่ระบบ IoT จะขาดไม่ได้เลยคือการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ทางเลือกในการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตมีตั้งแต่ระบบ LAN แบบเดินสาย ไปจนถึงการสื่อสารแบบไร้สาย ซึ่งปัจจุบันมีให้เลือกมากมายหลายหลากวิธี ไม่ว่าจะเป็น 3G/4G WiFi Bluetooth Zigbee Z-Wave การเลือกใช้ต้องพิจารณาในแง่อัตรารับส่งข้อมูล ระยะทางการส่งสัญญาณ (coverage area) และอัตราการสิ้นเปลืองพลังงาน ตัวอย่างเช่น การใช้ 3G เหมาะกับการใช้ภายนอก ครอบคลุมพื้นที่ได้หลายกิโลเมตร ในขณะที่ WiFi เหมาะกับการใช้ภายในอาคาร ระยะส่งสัญญาณอยู่ในระดับสิบเมตร อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ IoT ทั้งแบบ 3G และ WiFi จำเป็นต้องมีไฟเลี้ยงเพราะใช้พลังงานสูง หากต้องการใช้แบตเตอรี่ที่อยู่ได้เป็นเดือนต้องพิจารณาการเชื่อมต่อแบบอื่นเช่น Zigbee 6Lowpan หรือ Lora เป็นต้น
องค์ประกอบที่สาม คือเซิร์ฟเวอร์ ที่จะเป็นตัวประสานงานให้ข้อมูลที่ส่งจากโทรศัพท์ส่งไปถึงหม้อหุงข้าวที่บ้านได้ ถ้าเป็นสมัยก่อนเราต้องตั้งเซิร์ฟเวอร์ไว้ที่บ้าน เปิดพอร์ตรอรับคำสั่ง วิธีนี้ไม่สะดวกเนื่องจากหมายเลขอินเทอร์เน็ต (IP address) ที่บ้านเราเปลี่ยนตลอดเวลา ตามแต่ละ ISP จะจัดการ ทางแก้คือการใช้ Dynamic DNS คือเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์ที่บ้านด้วยชื่อที่ลงทะเบียนไว้ล่วงหน้า ซึ่งวิธีนี้มีค่าใช้จ่ายและขั้นตอนยุ่งยาก อุปกรณ์ IoT สมัยใหม่ จึงหลีกเลี่ยงปัญหานี้โดยการขยับเซิร์ฟเวอร์มาวางไว้ที่ศูนย์ข้อมูลกลาง (Data Center) คำสั่งเปิดหม้อหุงข้าวจากโทรศัพท์จะส่งไปยังเซิร์ฟเวอร์นี้ก่อน ส่วนหม้อหุงข้าวที่บ้านก็จะสร้างการเชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์นี้เพื่อรอรับคำสั่ง แนวคิดของการวางเซิร์ฟเวอร์ไว้ที่ใดที่หนึ่งตรงกลางแทนการที่ทุกบ้านต้องมีเซิร์ฟเวอร์ก็คือแนวปฏิบัติของการประมวลผลแบบคลาวด์ (Cloud Computing) นั่นเอง
องค์ประกอบที่สี่ ส่วนสุดท้าย คือถังข้อมูลและการจัดการข้อมูล ถ้าผลิตภัณฑ์เราคือหม้อหุงข้าว IoT อาจไม่มีข้อมูลอะไรมากให้เก็บ แต่หากระบบนี้คือเซนเซอร์วัดมลภาวะในอากาศ เช่นวัดอุณหภูมิ ความชื้น ฝุ่น แน่นอนเราอยากบันทึกข้อมูลจากเซนเซอร์ทั้งหมด ทุกชั่วโมง ทุกนาที หรือทุกวินาทีด้วยซ้ำ เพื่อนำมาวิเคราะห์ดูแนวโน้มของมลภาวะในแต่ละช่วงเวลา
หรือความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณฝุ่นกับอุณหภูมิอากาศ ฯลฯ การเก็บข้อมูลทุกคนคงนึกถึงการใช้ฐานข้อมูลเป็นอันดับแรก อย่างไรก็ตามอย่าลืมคิดเผื่อด้วยว่า ต้องเตรียมพื้นที่จัดเก็บแค่ไหน อีกทั้งฐานข้อมูลในปัจจุบันก็มีหลากหลายชนิด ฐานข้อมูลแบบสัมพันธ์ (Relational Database) อาจไม่เหมาะสำหรับการเก็บข้อมูล IoT เพราะข้อมูลขนาดเล็กจำนวนมาก ไหลเข้ามาตลอดเวลา เป็นชุดข้อมูลแบบอนุกรมของเวลาเท่านั้น อาจใช้ Time-series Database หรือ Key-value Database ก็เพียงพอ
หลังจากพิจารณาทั้งสี่องค์ประกอบ อันได้แก่ 1) อุปกรณ์ 2) การเชื่อมต่อ 3) เซิร์ฟเวอร์หรือคลาวด์ 4) การจัดการข้อมูล แล้ว ก็ลงมือพัฒนาระบบ IoT เจ๋งๆ ตามจินตนาการกันได้เลย
อันระบบ IoT มีสี่ส่วน
จงใคร่ครวญคิดรอบคอบประกอบร่าง
หนึ่งตัวรับส่งข้อมูลที่ปลายทาง
ดังตัวอย่างเช่นเซนเซอร์มีมากมาย
สองช่องทางการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต
คิดให้เสร็จจะต่อสายหรือไร้สาย
สามเซิร์ฟเวอร์หรือคลาวด์กลางตามสบาย
ส่วนสุดท้ายถังข้อมูลเกื้อกูลกัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น