หน้าที่ของ IoT ใน smart city

เซนเซอร์ที่มีการนำมาใช้งานมากที่สุดใน IoT

เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ

มีการนำเซนเซอร์วัดอุณหภูมิไปใช้ในด้านต่างๆ ต่อไปนี้

เกษตรกรรม: เซนเซอร์วัดอุณหภูมิสามารถช่วยเกษตรกรในการตรวจสอบอุณหภูมิในดินและอากาศได้ ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกและเพิ่มประสิทธิภาพในการบริหารจัดการด้านการเกษตรได้เป็นอย่างดี เกษตรกรสามารถบริหารเวลาในการรดน้ำ ปริมาณน้ำที่ต้องใช้ และนำข้อมูลที่มีมาประเมินสถานการณ์เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับอนาคตได้

ห้องเย็น: จำเป็นต้องใช้เซนเซอร์วัดอุณหภูมิเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิให้คงที่อยู่เสมอ เราสามารถตั้งอุณหภูมิสูงสุดหรือต่ำสุดได้ตามต้องการ และจะแจ้งเตือนเมื่อมีความผิดปกติ นิยมใช้ในธนาคารเลือด ห้องแล็บที่ใช้ในทางการแพทย์ และห้องเก็บวัคซีน

อุตสาหกรรมอาหาร: เซนเซอร์ที่ใช้ในระบบ IoT จะช่วยให้อาหารไม่เน่าเสียระหว่างการขนส่งด้วยรถบรรทุกตู้ห้องเย็น สามารถบอกอุณหภูมิได้แบบเรียลไทม์และเก็บข้อมูลเพื่อนำมาใช้ภายหลังได้ ช่วยให้บริการมีความน่าเชื่อถือและมีคุณภาพที่ดียิ่งขึ้น

เซนเซอร์วัดความชื้น

เซนเซอร์วัดความชื้นถูกนำไปใช้ในการวัดปริมาณไอน้ำในอากาศหรือก๊าซชนิดต่างๆ ซึ่งจะแสดงหน่วยเป็น % RH

เซนเซอร์วัดความชื้นสามารถวัดความชื้นสัมพัทธ์ได้ระหว่าง 10-90% RH โดยปกติแล้วจะใช้งานควบคู่กับเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ แต่เนื่องจากขนาดที่เล็กและราคาถูก จึงมักนำไปใช้ทั้งในบ้านและงานอุตสาหกรรม

เซนเซอร์วัดความชื้นเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นในการควบคุมกระบวนการผลิตในหลากหลายอุตสาหกรรม ดังต่อไปนี้

อุตสาหกรรมกระดาษ: เซนเซอร์วัดความชื้นจะถูกนำไปใช้ในการควบคุมความชื้นที่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการอบเยื่อไม้ให้แห้ง ควบคุมความชื้นของแผ่นกระดาษ และช่วยในกระบวนการวิเคราะห์ปัญหาในการผลิตอีกด้วย

อุตสาหกรรมอาหาร: ความชื้นและอุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญในการผลิตอาหารเพราะอาจส่งผลต่อรสชาติได้ อุตสาหกรรมอาหารจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่สามารถควบคุมมาตรฐานได้ เช่น เทอร์โมมิเตอร์ DishTemp สำหรับเครื่องล้างจาน, เทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิอาหาร, และเทอร์โมมิเตอร์วัดน้ำมันทอด อุปกรณ์ทั้งหมดนี้ต่างก็ใช้เซนเซอร์วัดความชื้นเพื่อควบคุมการทำงาน

ห้องคลีนรูม/ห้องเก็บวัคซีน: ห้องคลีนรูมหรือห้องเก็บวัคซีนคือห้องที่ต้องมีการควบคุมเป็นพิเศษ เนื่องจากต้องควบคุมค่าต่างๆ อย่างเข้มงวด เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ความเร็วลม และความกดอากาศ เป็นต้น เพราะค่าเหล่านี้จะไปส่งผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ แบคทีเรีย สิ่งสกปรก และสิ่งปนเปื้อนได้ ดังนั้น เซนเซอร์วัดความชื้นคือสิ่งที่ขาดไม่ได้ในสถานที่อย่างโรงพยาบาล ห้องแล็บ และศูนย์วิจัย เป็นต้น

เกษตรกรรม: เซนเซอร์วัดความชื้นถูกนำไปใช้เพื่อวัดความชื้นในดินหรือใช้เป็นเซนเซอร์สำหรับรดน้ำโดยสามารถต่อพ่วงกับ microcontroller ด้วยการอ่านค่าความชื้นแบบแอนะล็อกหรือใช้สัญญาณดิจิทัลที่ส่งมาจากโมดูลก็ได้ เซนเซอร์เหล่านี้สามารถนำไปสร้างระบบรดน้ำอัตโนมัติได้ ทำให้คุณไม่ต้องเสียเวลารดน้ำต้นไม้ด้วยตัวเอง

เซนเซอร์ตรวจจับก๊าซ

เซนเซอร์ตรวจจับก๊าซถูกนำไปใช้ในการตรวจสอบคุณภาพอากาศรวมถึงก๊าซพิษที่เจือปนในอากาศ เราอาจจะคุ้นเคยกับเซนเซอร์ชนิดนี้มากที่สุดเนื่องจากนิยมนำมันไปใช้ในบ้าน นอกจากนี้ยังนิยมไปใช้ในการขุดแร่ น้ำมัน รวมถึงแล็บที่ใช้ในการวิจัยสารเคมีและโรงงานอุตสาหกรรมเช่นกัน

ก๊าซพิษคือก๊าซที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพไม่ว่าจะเป็นอาการระคายเคือง แสบคัน หรืออาจอันตรายถึงชีวิต ในบางกรณีอาจทำให้เกิดไฟลุกไหม้หรือระเบิดได้ ซึ่งเป็นอันตรายทั้งต่อชีวิตและทรัพย์สิน

เซนเซอร์ตรวจจับก๊าซกับ IoT – ตรวจจับก๊าซอันตรายในอากาศ
โรงงานอุตสาหกรรมมากมาย ไม่ว่าจะเป็นโรงงานผลิตน้ำมัน ก๊าซ ปิโตรเคมี สารเคมี กระดาษ บำบัดน้ำเสีย หลอมเหล็ก ยานยนต์ เซมิคอนดักเตอร์ หรือผลิตสินค้าทั่วไป ต่างก็ใช้เซนเซอร์ชนิดนี้

เนื่องจากโรงงานเหล่านี้มีโอกาสที่จะต้องเจอกับไอระเหยและก๊าซพิษต่างๆ จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องใช้เซนเซอร์ชนิดนี้ในอุปกรณ์ IoT เพื่อตรวจจับก๊าซอันตรายและทำให้พื้นที่ในการทำงานมีความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น

“IoT คือสิ่งสำคัญที่เข้ามาเปลี่ยนแปลงกระบวนการทำงานจากเดิมไปโดยสิ้นเชิง”
-Joerg Grafe

เซนเซอร์อินฟราเรด

เซนเซอร์อินฟราเรดหรือเซนเซอร์แสง คืออุปกรณ์ที่เปลี่ยนค่าแรงต้านทานหรือการนำไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวมันได้ โดยมันสามารถตรวจจับสิ่งกีดขวางด้วยการสะท้อนแสงกับวัตถุรวมถึงตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนไหวอยู่ข้างหน้าเซนเซอร์ได้ด้วย

เซนเซอร์อินฟราเรดมีตัวรับและส่งสัญญาณอินฟราเรด ตัวส่งสัญญาณอินฟราเรดที่เป็นสีขาวจะทำหน้าที่ส่งออกไป เมื่อมีวัตถุมาขวาง สัญญาณอินฟราเรดจะถูกสะท้อนกลับไปยังตัวรับสัญญาณที่เป็นสีดำ ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการตรวจจับวัจถุที่อยู่ข้างหน้าและปรับความไวหรือระยะในการตรวจจับได้ตามต้องการ โดยมีการใช้ในด้านต่อไปนี้

สุขภาพ
มีการนำเซนเซอร์อินฟราเรดมาใช้ทางการแพทย์ในการตรวจสอบอุณหภูมิของร่างกาย โดยกล้องถ่ายภาพอินฟราเรดสามารถเก็บข้อมูลอุณหภูมิโดยรวมของผิวหนังได้ อุณหภูมิของผิวหนังคนเราสามารถบอกข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับปัญหาทางร่างกายในด้านการเผาผลาญและการควบคุมอุณหภูมิร่างกายได้ สิ่งเหล่านี้เป็นข้อมูลสำคัญที่ช่วยให้สามารถวินิจฉัยโรคและการบันทึกข้อมูลการรักษาได้

เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน
เราสามารถนำเซนเซอร์อินฟราเรดมาใช้กับเครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความร้อนในการควบคุมการเคลื่อนไหวหรือสถานะการใช้งานเพื่อประหยัดพลังงานและรักษาอุณหภูมิให้คงที่ได้ เซนเซอร์สามารถสแกนห้องเพื่อเตรียมความพร้อมและควบคุมอุณหภูมิได้ ทั้งยังนำเสนอข้อมูลของสภาพแวดล้อมได้แบบเรียลไทม์และคำนวณความร้อนจากหน้าต่างเพื่อปรับความเย็นหรือความร้อนได้อีกด้วย

ไจโรสโคป

ไจโรสโคป หรือ เซนเซอร์วัดความเร็วเชิงมุม สามารถวัดความเร็วเชิงมุมได้ 3 ทิศทาง โดยระบุหน่วยเป็นองศาต่อวินาที

ปกติแล้วเซนเซอร์ชนิดนี้จะใช้กับอุปกรณ์นำทาง แต่เราสามารถนำมาใช้กับสมาร์ตโฟนเพื่อดูวิดีโอหรือภาพถ่ายแบบ 360 องศาได้ และสามารถหมุนหน้าจอเป็นแนวตั้งหรือแนวนอนได้เช่นกัน

ไจโรสโคปในสมาร์ตโฟน
เราใช้ไจโรสโคปกับสมาร์ตโฟน โดยมันช่วยให้เราสามารถหมุนหน้าจอมือถือแล้วภาพบนหน้าจอหมุนตามแนวตั้งหรือแนวนอนได้อัตโนมัติอย่างที่เราคุ้นเคยกันในปัจจุบัน ซึ่งทำให้เกิดประสบการณ์การใช้งานที่ดีและยังบอกข้อมูลของสภาพแวดล้อมได้อีกด้วย เกมที่ใช้ภาพ 3 มิติอย่าง Pokemon Go ก็ใช้ไจโรสโคปเพื่อแสดงผล augmented reality หรือ AR ซึ่งจะไม่สามารถใช้งานได้เลยหากไม่มีเซนเซอร์ชนิดนี้

โปรแกรมที่ใช้งานไจโรสโคป
มีการนำไจโรสโคปไปใช้กับระบบควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานพาหนะ ระบบกันสั่นของกล้องถ่ายรูปดิจิทัล และระบบการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ เป็นต้น ซึ่งไจโรสโคปที่อยู่ในระบบกันสั่นของกล้องถ่ายรูปช่วยลดแรงสั่นสะเทือนที่อาจทำให้รูปถ่ายเบลอได้

ใช้ไจโรสโคปในทางการแพทย์
ไจโรสโคปยังสามารถนำไปใช้เก็บข้อมูลการเคลื่อนไหวของคนไข้ด้วยการติดเอาไว้ตามจุดต่างๆ ซึ่งจะทำหน้าที่แสดงทิศทางการเคลื่อนไหวที่สัมพันธ์กับระยะเวลา โดยจะแสดงเป็นกราฟ 3 ทิศทาง และนำไปประมวลผลในโปรแกรม ผลลัพธ์ที่ได้จะแสดงออกมาเป็นภาพสามมิติคล้ายๆ กับการจับการเคลื่อนไหวในภาพยนตร์นั่นเอง จากนั้นลักษณะการเคลื่อนไหวของคนไข้ก็จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับการเคลื่อนไหวของคนปกติ ทำให้สามารถวินิจฉัยได้ง่ายขึ้นว่าคนไข้มีการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติหรือไม่ และผิดปกติที่จุดไหนบ้าง

ตัวอย่างการใช้ IoT ใน smart city

ในบรรดา smart city ทั้งหลาย ตอนนี้ทวีปยุโรปถือว่าเป็นผู้นำในด้านนี้ ในขณะที่ทวีปอเมริกาเหนือยังตามหลังอยู่ แม้ว่าจะเป็นทวีปที่มีการขยายตัวของเมืองสูงที่สุดในโลกก็ตาม

อังกฤษ

smart city ในอังกฤษที่คุณควรให้ความสนใจคือเมืองใหญ่อย่าง Milton Keynes ซึ่งอยู่ทางตอนใต้ของอังกฤษ ซึ่ง Milton Keynes ได้รับรางวัล “Smart Cities UK” ถึง 3 สาขาด้วยกัน คือ สาขาข้อมูล การสื่อสาร และพลังงาน

หัวใจสำคัญของโปรเจกต์ smart city ที่เมืองแห่งนี้เกิดจากการสร้าง data hub สมัยใหม่ขึ้นมา ซึ่งรวมเอาข้อมูลทั้งด้านพลังงาน การใช้น้ำประปา การขนส่งมวลชน สังคม เศรษฐกิจ และดาวเทียม ที่มีชุดข้อมูลมากกว่า 700 ชุดเข้าไว้ด้วยกันเพื่อใช้ในการพัฒนาทรัพยากรที่ใช้ในเมือง และทำให้สาธารณชนสามารถเข้าถึงได้มากขึ้น

data hub จะนำไปใช้ในหลายด้าน เช่น การขนส่งสาธารณะที่เชื่อมโยงข้อมูลกับผู้ใช้เข้าไว้ด้วยกัน ซึ่งมีข้อมูลของแอปพลิเคชัน MotionMap ที่บอกข้อมูลการเคลื่อนไหวของประชาชนและยานพาหนะที่อยู่รอบเมือง รวมถึงตารางเดินรถ ลานจอดรถ และประเมินเส้นทางสำหรับเลี่ยงการจราจรติดขัดเพื่อช่วยให้ประชาชนในเมืองสามารถตัดสินใจเลือกเส้นทางขับรถได้ดียิ่งขึ้น

สิงคโปร์

แม้ว่าสิงคโปร์จะเป็นประเทศที่มีอายุมากกว่า 50 ปีแล้ว แต่ก็ไม่ได้ต้องการแค่พัฒนา smart city เท่านั้น พวกเขากลับต้องการสร้าง “Smart Nation” ขึ้นมาแทน ในฐานะที่เป็นประเทศแห่งนวัตกรรม

รัฐบาลสิงคโปร์ตั้งเป้าที่จะใช้ IT ในการเพิ่มการจ้างงานและเพิ่มรายได้ให้กับประเทศมากขึ้น ทั้งยังมีเป้าหมายสำหรับประเทศในการเป็นสังคมไร้เงินสดด้วยการใช้ระบบ e-Payment ที่ครอบคลุมธุรกรรมทุกอย่างของธุรกิจ

สิงคโปร์เน้นการนำเทคโนโลยีไปใช้ในทุกภาคส่วน ไม่ว่าจะเป็นการเก็บข้อมูล Open Government Data ที่ใช้กับทั้งหน่วยงานรัฐและเอกชน หรือการเข้าถึงข้อมูลของรัฐ อย่างไรก็ตาม การที่สิงคโปร์ทำให้เมืองมีความทันสมัยมากยิ่งขึ้นด้วย IT นั้นจำเป็นต้องมีความระมัดระวังด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ด้วยการปกป้องข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะเช่นกัน

นอกจากนี้ โครงการ Smart Nation ยังเน้นการพัฒนาระบบสาธารณสุขอีกด้วย โดยการดูแลด้านสุขภาพของประชาชนและการคมนาคม เนื่องจากรัฐบาลสิงคโปร์มองว่า อีก 15 ปี ประเทศจะเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุนั่นเอง

ซึ่งทำให้ประเทศต้องมีบริการทางสาธารณสุขที่มีประสิทธิภาพในการคมนาคมพร้อมด้วยเทคโนโลยีดีๆ มารองรับ เพื่อช่วยให้ผู้สูงอายุมีชีวิตที่สะดวกสบายมากยิ่งขึ้น ในด้านคมนาคม สิงคโปร์ได้พัฒนารถยนต์ไร้คนขับและระบบ TeleHealth ขึ้นมา ซึ่งยังนำไปใช้ในการช่วยให้คนไข้เข้าถึงระบบสาธารณสุขได้ง่ายขึ้นแม้จะอยู่ที่บ้านก็ตาม

รัฐบาลสิงคโปร์ได้พัฒนาแอปพลิเคชันขึ้นมามากมายที่ต้องการให้นำมาส่งเสริมคุณภาพชีวิตของชาวสิงคโปร์ในทุกๆ ด้าน ไม่ว่าจะเป็นด้านสุขภาพ ด้วยแอปฯ HealthHub ที่ใช้บันทึกข้อมูลสุขภาพ แอปฯ MyResponder ที่คนไข้โรคหัวใจจะได้รับการช่วยเหลือเบื้องต้นและเรียกรถพยาบาลให้ แอปฯ MyTransport.SG app ที่บอกเวลาเดินรถสาธารณะและรายงานอุบัติเหตุบนท้องถนน และแอปฯ อื่นๆ อีกมากมายที่รัฐบาลทำออกมาให้ประชาชนได้ใช้งานกัน

เนเธอร์แลนด์

ประเทศที่น่าอยู่อย่างเนเธอร์แลนด์เองก็ไม่พลาดที่จะสร้างโปรเจกต์พัฒนาเมืองให้ทันสมัยเช่นกัน ตัวอย่างสำคัญคือ กรุงอัมสเตอร์ดัม ที่กลายเป็น smart city ที่สร้างนวัตกรรมมาตั้งแต่ปี 2009 และมีมากกว่า 170 โปรเจกต์ที่พัฒนาร่วมกันระหว่างภาครัฐและเอกชน โดยมีเป้าหมายในการแก้ปัญหาการจราจร การประหยัดพลังงาน และเพิ่มความปลอดภัยให้กับประชาชน

อัมสเตอร์ดัมตั้งเป้าในการเป็นเมืองที่มีการพัฒนาอย่างไม่หยุดยั้งด้วยโปรเจกต์ Circular Amsterdam ที่ต้องการให้เศรษฐกิจในเมืองมีการหมุนเวียนมากขึ้น ทั้งยังมีการลดการทิ้งขยะและลดการสร้างมลพิษด้วยการรีไซเคิล เช่น การนำน้ำฝนมาทำเป็นเบียร์ หรือการสร้างผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุรีไซเคิลในรูปแบบใหม่ๆ และมีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น เป็นต้น

โปรเจกต์หนึ่งที่มีความโดดเด่นมากก็คือ ‘City-zen’ ซึ่งต้องการทำให้เมืองหันมาใช้พลังงานสะอาดทั้งหมด ทั้งจากพลังงานแสงอาทิตย์ ลม ชีวมวล และความร้อนใต้พิภพ ทั้งยังต้องการนำพลังงานเหล่านี้มาใช้งานร่วมกันในระบบและอาคารต่างๆ ของเมือง รวมถึงประชาชน เช่น โรงเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ ที่สามารถนำพลังงานส่วนที่เหลือใช้ไปขายต่อได้

มีอีกหลายโปรเจกต์ในด้านโครงสร้างพื้นฐาน เทคโนโลยี การศึกษา การสื่อสารไร้สาย คมนาคม และการพัฒนาคุณภาพชีวิต นอกจากนี้ การเป็น smart city ทำให้เราสามารถติดตามรายละเอียดข้อมูลของโปรเจกต์ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นผู้รับผิดชอบ เป้าหมาย การติดตามผล และการเข้าร่วม ได้ผ่านทางเว็บไซต์ของเมืองอีกด้วย

สรุปทิ้งท้าย

เซนเซอร์กับ IoT กลายมาเป็นส่วนสำคัญในชีวิตประจำวันของเราและเป็นหลักสำคัญในการดำเนินงานของเมืองที่เราอาศัยอยู่ด้วย ดังนั้น หากจะสรุปประเด็นของเราว่า IoT มีหน้าที่อะไรบ้างใน smart city ก็คือ IoT จะคอยเก็บรวบรวม แลกเปลี่ยน และวิเคราะห์ข้อมูล จากนั้นจึงสร้างโซลูชันให้สาธารณชน การที่ smart city ทั้งหลายมีอุปกรณ์เหล่านี้ไว้ใช้ทำให้เมืองเหล่านั้นสามารถพัฒนาคุณภาพทั้งทางด้านเศรษฐกิจและสังคมให้กับประชาชนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เราสามารถรวบรวมข้อมูลและบริหารจัดการงานบางอย่างได้ดียิ่งขึ้น

ศักยภาพของ smart city นั้นไม่มีที่สิ้นสุด เพราะมีแต่จะพัฒนาอย่างก้าวกระโดดในทุกๆ ปี แต่ไม่ได้มีแค่เรื่องเหล่านี้เท่านั้นที่ IoT จะสร้างความเปลี่ยนแปลงได้อย่างชัดเจน เพราะยังมีความเป็นไปได้อีกมาก

มีธุรกิจมากมายที่กำลังศึกษาเกี่ยวกับเทคโนโลยีและกระบวนการทำงานของเซนเซอร์ใน IoT หากคุณเข้าใจว่า IoT สามารถทำอะไรได้บ้างจากบทความนี้ของเรา คุณก็จะกลายเป็นตัวเลือกแรกๆ ของลูกค้าได้ไม่ยาก