สถานีตรวจวัดสภาพอากาศ Weather Station 16OCT

วัตถุประสงค์ / เป้าหมาย
1. เพื่อสร้างอุปกรณ์ตรวจวัดสภาพอากาศที่มีประสิทธิภาพในการตรวจวัดสภาพอากาศ ณ สถาบันเทคโนโลยีจิตรลดา
2. เพื่อเก็บข้อมูลสภาพอากาศ ณ บริเวณพื้นที่ของสถาบันเทคโนโลยีจิตรลดาสำหรับใช้ในงานประมวลผลในภายภาคหน้า

เนื้อหาโดยสรุป / วิธีการ / ข้อค้นพบ / ผลการศึกษา
สถานีตรวจวัดสภาพอากาศนี้ถูกออกแบบให้สามารถทำงานได้ด้วยตัวเองแบบอัตโนมัติ ใช้บุคลากรในการดูแลรักษาน้อย สามารถรับค่าข้อมูลจากเซนเซอร์ และส่งออกข้อมูลไปเก็บในฐานข้อมูล พร้อมแสดงผลออนไลน์ผ่านหน้าเว็บแอพพลิเคชั่นแบบเวลาจริง (Real Time) ไปยังผู้ดูแลระบบได้ สามารถนำไปติดตั้งได้หลากหลายสถานที่ โดยมีเงื่อนไขการใช้งานแค่ต้องมีแหล่งจ่ายไฟฟ้ากับอินเตอร์เน็ตไร้สาย (Wi-Fi) ที่ครอบคลุมอุปกรณ์เท่านั้น การทำงานของทั้งระบบตั้งแต่การรับค่าสภาพอากาศ ประมวลผล ส่งข้อมูล เก็บข้อมูล และแสดงผลให้ผู้ใช้งาน ได้อธิบายตามเนื้อหาดังต่อไปนี้
ส่วนที่ 1 เซนเซอร์ : ส่วนเซนเซอร์นี้เป็นส่วนที่ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับ หรือหัววัดต่าง ๆ ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้ประกอบไปด้วย เซนเซอร์วัดแสงซึ่งให้ค่าความสว่างในหน่วยลักซ์ เซนเซอร์วัดปริมาณฝุ่น PM2.5 ให้หน่วยเป็นไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร เซนเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้นของอากาศในหน่วยองศาเซลเซียสและเปอร์เซ็นต์ตามลำดับ เซนเซอร์ตรวจจับความเร็วลมในหน่วยเมตรต่อวินาที และเซนเซอร์วัดความกดอากาศในหน่วยปาสกาล
ส่วนที่ 2 ตัวประมวลผลข้อมูล : ในส่วนการประมวลผลข้อมูลนั้นจะใช้เป็นบอร์ด Rasberry Pi ที่เป็นบอร์ดที่มีความสามารถคล้ายคอมพิวเตอร์ขนาดจิ๋ว ซอฟต์แวร์ประมวลผลจะถูกเขียนลงเข้าไปในตัวหน่วยความจำของบอร์ด บอร์ดจะทำการอ่านข้อมูลเซนเซอร์ทั้ง 5 ตัวเข้ามาทุก ๆ 1 นาทีแล้วแปลงค่าจากเอาต์พุตของเซนเซอร์ที่เป็นแรงดันไฟฟ้า ให้เป็นค่าที่สามารถนำไปใช้ต่อได้ด้วยสมการการแปลงของแต่ละเซนเซอร์ จากนั้นจะทำเรียบเรียงข้อมูลเพื่อเตรียมพร้อมในการส่งข้อมูลไปยังฐานข้อมูลผ่านระบบอินเตอร์เน็ตในรูปแบบ JSON เพื่อให้ข้อมูลสามารถนำไปประมวลผลต่อได้โดยง่าย
ส่วนที่ 3 เน็ตเวิร์ค : เป็นส่วนเครือข่ายที่จะนำข้อมูลจากอุปกรณ์ประมวลผลไปยังฐานข้อมูลของระบบ และนำข้อมูลที่เก็บไว้ไปแสดงผลผ่านเว็บแอพพลิเคชั่นให้ผู้ใช้อีกครั้งหนึ่ง โดยระบบเครือข่ายที่ใช้ในระบบนี้จะใช้ในรูปแบบสัญญาณไร้สาย (Wi-Fi) เพื่อความสะดวกต่อการใช้งานจริง
ส่วนที่ 4 ฐานข้อมูล : ในส่วนนี้เป็นส่วนเก็บข้อมูลทั้งหมดของระบบที่ได้รับมาจากเซนเซอร์ซึ่งในชิ้นงานนี้จะใช้ฐานข้อมูล Firebase: real-time database ซึ่งเป็นฐานข้อมูลแบบกลุ่มเมฆที่เหมาะกับการใช้งานในงานอินเตอร์เน็ตในสรรพสิ่ง หรือ Internet of Things ที่ระบบจะต้องมีการรับ-ส่งข้อมูลตลอดเวลา และต้องการการแสดงผลแบบเวลาจริง (Real Time) โดยฐานข้อมูลจะรับข้อมูลมาจากอุปกรณ์ประมวลผลในรูปแบบ JSON และเก็บรักษาข้อมูล และส่งข้อมูลไปแสดงผลในรูปแบบ JSON เช่นเดียวกัน
ส่วนที่ 5 แสดงผลให้ผู้ใช้ : ระบบสามารถแสดงผลผ่านเว็บแอพพลิเคชั่นได้จากอุปกรณ์ต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์ แท็บเล็ต หรือสมาร์ทโฟน โดยเว็บแอพพลิเคชั่นจะเป็นรูปแบบเว็บไซต์แบบหน้าเดี่ยว (Single Page Web Application) ที่ทำการดึงข้อมูลจากฐานข้อมูลแบบกลุ่มเมฆมาประมวลผลบนหน้าเว็บแล้วแสดงผล