IOT เบื้องต้น

บทเรยี นอิเลก็ ทรอนิกส์(E-BOOK)เสริมการเรียนรวู้ ชิ าไมโครคอนโทรลเลอร2์
เรื่อง IOT (Internet of Things)

ระดับชัน้ มัธยมศกึ ษาปีท่ี 2
ภาคเรยี นที่ 2 ปกี ารศกึ ษา 2564

โรงเรียนดงเจนวทิ ยาคม

ผลการเรยี นรู้
1. นักเรยี นสามารถอธิบายความหมายของ IOT (Internet of things)ได้
2. นักเรยี นสามารถอธิบายหลกั การทางาน IOT (Internet of things)ได้
3. นกั เรยี นบอกประโยชน์ของ IOT (Internet of things)ได้

เน้ือหา
 นยิ ามและความหมายของ IOT
 ประโยชนแ์ ละการประยกุ ตใ์ ช้งาน IOT ในดา้ นต่าง ๆ
 สถาปตั ยกรรมระบบของ IOT

IOT เบ้ืองตน้

(Internet of Thing)

Internet of Things (IoT) คอื อะไร

Internet of Things (IoT)
คือ"อนิ เตอรเ์ น็ตในทกุ สงิ่ " หมายถงึ
การทอ่ี ปุ กรณ์ตา่ งๆ สง่ิ ตา่ งๆ ไดถ้ กู
เชอื่ มโยงทกุ สง่ิ ทกุ อย่างสโู่ ลกอนิ เตอรเ์ นต็

ทาใหม้ นษุ ย์สามารถสง่ั การควบคมุ การ
ใชง้ านอปุ กรณ์ตา่ งๆ ผา่ นทางเครอื ขา่ ย
อนิ เตอรเ์ น็ตเชน่ การเปิ ด-ปิ ด อปุ กรณ์
เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้ า(การส่ังการเปิ ดไฟฟ้าภายใน
บา้ นดว้ ยการเชอ่ื มตอ่ อปุ กรณ์ควบคมุ เชน่
มอื ถอื ผา่ นทางอนิ เตอรเ์ น็ต) รถยนต์
โทรศพั ทม์ อื ถอื เครอื่ งมอื สอื่ สาร เครอ่ื งมอื
ทางการเกษตร อาคาร บา้ นเรอื น เครอ่ื งใชใ้ นชวี ติ ประจาวนั ตา่ งๆ ผ่านเครอื ขา่ ยอนิ เตอรเ์ นต็
เป็ นตน้

IoT มชี ือ่ เรยี กอีกอยา่ งวา่ M2M ย่อมาจาก Machine to Machine คอื เทคโนโลยี
อนิ เตอรเ์ นต็ ทเี่ ชอื่ มตอ่ อปุ กรณ์กบั เครอื่ งมอื ตา่ งๆ เขา้ ไวด้ ว้ ยกัน

แนวคดิ Internet of Things

เดิมมาจาก Kevin Ashton บิดาแหง่ Internet of Things ในปี 1999 ในขณะท่ีทางาน
วจิ ัยอยู่ทม่ี หาวิทยาลยั Massachusetts Institute of Technology หรอื MIT เขาไดถ้ กู
เชญิ ให้ไปบรรยายเรื่องนี้ใหก้ บั บรษิ ัท Procter & Gamble (P&G) เขาไดน้ าเสนอโครงการ
ท่ีชอ่ื วา่ Auto-ID Center ต่อยอดมาจากเทคโนโลยี RFID ท่ีในขณะนั้นถอื เปน็ มาตรฐาน
โลกสาหรับการจับสัญญาณเซ็นเซอร์ตา่ งๆ( RFID Sensors) ว่าตัวเซ็นเซอรเ์ หล่านัน้
สามารถทาใหม้ นั พดู คยุ เชือ่ มต่อกนั ได้ผา่ นระบบ Auto-ID ของเขา โดยการบรรยายใหก้ บั
P&G ในครงั้ น้ัน Kevin กไ็ ด้ใชค้ าวา่ Internet of Things ในสไลดก์ ารบรรยายของเขาเป็น
ครั้งแรก โดย Kevin นยิ ามเอาไวต้ อนนัน้ วา่ อุปกรณอ์ ิเล็กทรอนกิ สใ์ ดๆก็ตามทส่ี ามารถ
สื่อสารกนั ได้ก็ถอื เปน็ “internet-like” หรือพูดงา่ ยๆก็คืออุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ ส์ทส่ี ื่อสาร
แบบเดียวกันกับระบบอินเตอรเ์ น็ตนั่นเอง โดยคาวา่ “Things” ก็คือคาใชแ้ ทนอุปกรณ์
อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ตา่ งๆเหลา่ นน้ั

ตอ่ มาในยุคหลังปี 2000 มีอปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนิกส์ถูกผลิตออกจดั จาหน่ายเปน็ จานวนมาก
ท่ัวโลก จงึ เริม่ มีการใชค้ าวา่ Smart ซ่งึ ในทีน่ คี้ ือ Smart Device, Smart Grid, Smart
Home, Smart Network, Smart Intelligent Transportation ต่างๆเหล่านี้ ล้วนถกู ฝงั
RFID Sensors เสมอื นกบั การเติม ID และสมอง ทาให้มันสามารถเช่ือมต่อกับโลก
อนิ เตอร์เน็ตได้ ซง่ึ การเชอื่ มต่อเหลา่ น้ันเองกเ็ ลยมาเปน็ แนวคิดทวี่ า่ อุปกรณเ์ หล่านน้ั ก็ยอ่ ม
สามารถสอ่ื สารกันได้ดว้ ยเชน่ กัน โดยอาศัยตวั Sensor ในการสือ่ สารถงึ กัน นั่นแปลวา่
นอกจาก Smart Device ต่างๆจะเชอ่ื มต่ออินเตอร์เน็ตได้แลว้ ยังสามารถเช่อื มตอ่ ไปยงั
อุปกรณ์ตัวอนื่ ไดด้ ้วย

Internet of Things และ Big Data สมั พนั ธ์กันอย่างไร

ปจั จุบนั Internet of Things สามารถตอบสนองความต้องการทางดา้ นการใชง้ านของเรา
ได้มากขึน้ สาเหตเุ พราะอุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ สต์ า่ งๆมีราคาถกู ลง ทาใหเ้ กดิ การใช้งานจรงิ
มากข้นึ มีการคน้ พบ Use Case ใหม่ๆในธุรกิจ ทาให้ผ้ผู ลิตไดเ้ รียนรู้และคอยแกโ้ จทย์ เพ่ือ
เพม่ิ ประสทิ ธิภาพให้ตรงใจผใู้ ช้ กอ่ ใหเ้ กดิ นวัตกรรมใหมๆ่ ย่งิ ไปกวา่ นน้ั Internet of
Things มกี ารเชือ่ มโยงกนั อยา่ งเป็นระบบ เราจงึ เร่ิมเหน็ ธุรกจิ ทห่ี นั มาใหค้ วามสนใจ
Internet of Things ในแงท่ ่มี นั สามารถชว่ ยแก้ปัญหาทางธรุ กจิ ทางสงั คม และช่วยแก้ไข
ปัญหาชีวิตประจาวันได้ โดยการนาเอาขอ้ มูลหรอื Big Data เข้ามาใช้ในการพฒั นาเพ่ือ
ตอบสนองความต้องการของแตล่ ะรปู แบบ

ประโยชน์และการประยุกต์ใชง้ าน IOT ในด้านตา่ ง ๆ

ประโยชน์และความเสยี่ ง

เทคโนโลยี Internet of Things มปี ระโยชนใ์ นหลายดา้ นทงั้ เรอื่ งการเก็บข้อมลู ท่ีแมน่ ยา
และเปน็ ปจั จบุ ัน ชว่ ยลดต้นทนุ แถมยงั ช่วยเพมิ่ ผลผลิตของพนกั งานหรือผู้ใชง้ านได้ แม้วา่
แนวโน้มของ IoT มีแตจ่ ะเพิ่มข้ึนดว้ ยคุณาประโยชนต์ ามที่ได้กล่าวมาแล้ว แต่ประโยชนใ์ ดๆ
น้ันกม็ าพรอ้ มกับความเสี่ยง เพราะความท้าทายในการรกั ษาความปลอดภยั ของเครือขา่ ย
ใหม่ทีเ่ กดิ ขน้ึ นน้ั จะผลกั ดนั ใหผ้ ูเ้ ชีย่ วชาญมีการรับมือทางดา้ นความปลอดภยั มากขึ้น
ในทางตรงกนั ขา้ มแฮกเกอรห์ รือผไู้ ม่หวังดกี ท็ างานหนักเพ่ือทีจ่ ะเขา้ ควบคมุ โจมตเี ครอื ข่าย
หรือเรยี กค่าไถ่ในช่องโหว่ที่ IoT มีอยู่ ฉะนั้นผเู้ ชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยทาง IoT จงึ
จาเป็นตอ้ งพฒั นามาตรการ และระบบรกั ษาความปลอดภยั ไอทคี วบคกู่ นั ไป เพื่อให้ธุรกิจ
และการใชง้ าน IoT สามารถขบั เคล่อื นต่อไปได้

แนวคิดการประยกุ ตใ์ ช้

การประยกุ ตใ์ ช้ Internet of Things ในการจดั การการปลูกพชื โดยใช้เทคนิค
Aquaponics (อควาโปนิกส์) ผา่ นคอมพวิ เตอร์ โทรศัพทม์ อื ถือ หรือสมารท์ โฟน โดยมกี าร
เชือ่ มต่อกับอนิ เตอร์เน็ต ในท่นี ้ีสามารถเช่อื มตอ่ ไดท้ ั้ง แบบ LAN และ WIFI เพ่อื เพิม่ ความ
สะดวกในการใช้งานและการเขา้ ถงึ อุปกรณต์ า่ งๆ ท่เี ราจาเป็นตอ้ งสั่งการตอ่ ไป ในการ
เชอ่ื มต่อน้นั จะผ่านระบบ IoT Could: Cayenne IoT ReadyTM ซ่งึ เป็น Server
ใหบ้ ริการจดั เกบ็ ขอ้ มูล รวมถงึ การดูแลและการส่ังการตา่ งๆ ภายในระบบอีกที ท้งั นใ้ี นการ
ทางานสว่ นใหญจ่ ะมศี นู ยค์ วบคมุ หลัก คอื Raspberry Pi เป็นบอร์ดคอมพิวเตอรข์ นาดเล็ก
ท่สี ามารถเชื่อมตอ่ กบั จอมอนเิ ตอร์ คยี ์บอรด์ และเมาส์ได้ สามารถนามาประยกุ ตใ์ ช้ในการ
ทาโครงงานทางดา้ นอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ การเขยี นโปรแกรม หรือเปน็ เครอ่ื งคอมพิวเตอรต์ ง้ั โต๊ะ
ขนาดเล็ก ไม่วา่ จะเป็นการทางาน Spreadsheet Word Processing ท่องอนิ เทอรเ์ นต็ สง่
อีเมล หรอื เล่นเกมส์ อกี ทง้ั ยังสามารถเลน่ ไฟลว์ ีดีโอความละเอียดสงู (High-Definition) ได้
อีกดว้ ย บอร์ด Raspberry Pi รองรบั ระบบปฏบิ ตั ิการลินกุ ซ์ (Linux Operating System)
ได้หลายระบบ เช่น Raspbian (Debian) Pidora (Fedora) และ Arch Linux เป็นตน้
โดยตดิ ต้งั บน SD Card บอรด์ Raspberry Pi นี้ถกู ออกแบบมาให้มี CPU GPU และ RAM

อยูภ่ ายในชปิ เดียวกนั สามารถเขียนโปรแกรมเพื่อสงั่ งานให้อปุ กรณ์อีเลก็ ทรอนกิ ส์
ทางานได้ เชน่ สงั่ งานให้ Relay ทางานตามเวลาทกี่ าหนด หรอื สง่ั ปิด-เปิด ป้มั นา้ ตาม
เวลาที่ตอ้ งการ เป็นตน้

ทง้ั น้ีระบบ IoT Could: Cayenne Iot ReadyTM สามารถสรา้ งเงือ่ นไข ให้การ
ทางานได้ พรอ้ มกบั การแจง้ เตือนผ่านที่ SMS และ e-Mail ได้อีกด้วย เชน่ การต้ัง
เวลาควบคมุ การทางาน โดยกาหนดให้ เวลา 06.00 น. สัง่ การใหป้ มั้ ทางานเพือ่ รดน้าแปลง
ผกั เมือ่ ถึงเวลา 06.20 น. ส่งั การให้ ปม้ั น้าหยุดทางาน และกาหนดใหส้ ง่ ขอ้ ความแจง้ เตือน
วา่ ได้ปมั้ นา้ เรยี บร้อยแล้วผ่านทาง SMS และ e-Mail เปน็ ต้น นอกจากนนั้ IoT Could:
Cayenne IoT ReadyTM สมารถเกบ็ คา่ การทางานตา่ งๆ ของอุปกรณ์ และนามาทาเป็น
กราฟเพือ่ สังเกตการเปลี่ยนแปลงได้อีกดว้ ย หรอื เปน็ การดคู วามผิดปกติในการทางาน เชน่
การสงั เกตความชน้ื ของดนิ ถ้าหากความชน้ื ตา่ เราสามารถสร้างเง่ือนไขการทางานไดโ้ ดย
การสั่งการใหป้ ั้มทางาน เม่ือดินมคี วามชืน้ ตา่ ตามระดบั ทเี่ รากาหนดไว้ เป็นต้น

ในการทางานของระบบ Aquaponics (อควาโปนิกส)์ มีการใช้อปุ กรณ์
อีเลก็ ทรอนกิ สอ์ ยู่หลายจดุ ซ่งึ สามารถนา IoT Could: Cayenne IoT ReadyTM +
Raspberry Pi มาควบคุมการทางาน เชน่ การควบคุมการทางานของปัม้ นา้ การให้อาหาร
ปลา เปน็ ตน้ สามารถสรปุ กระบวนการไดด้ งั ภาพ

สถาปตั ยกรรมระบบของ IOT

สถาปัตยกรรม IoT มีองค์ประกอบ 3 สว่ นด้วยกนั ประกอบดว้ ยตวั อปุ กรณ์ เกตเวย์ และ
ระบบขอ้ มลู และมกี ารเคลอื่ นย้ายขอ้ มูล และมีการเคล่ือนยา้ ยข้อมลู ระหว่างกนั ผา่ น
ช่องทางส่งสัญญาณ 4 ประเภท

1. อปุ กรณต์ ่ออุปกรณ์ (Device
to Device)
– การตดิ ต่อระหวา่ งสองวัตถุ
อจั ฉรยิ ะ วัตถุสามารถแบ่งปัน
ข้อมลู ไดท้ ันทโี ดยไม่ต้องมคี นกลาง
2. อปุ กรณต์ อ่ เกตเวย์ (Device to
gateway)
-การติดตอ่ ระหวา่ งเซ็นเซอร์และ
โหนดเกตเวย์ เกตเวยม์ หี นา้ ที่หลกั
2 ประการคือรวบรวมขอ้ มลู จากเซ็นเซอรแ์ ละกาหนดเส้นทางไปยงั ระบบข้อมลู
3 อุปกรณ์ต่อเกตเวย์ (gateway to data systems)
-การสง่ ขอ้ มลู จากเกตเวย์ไปยงั ระบบขอ้ มลู การกาหนดโปรโตคอลทีจ่ ะใชค้ วรวเิ คราะหท์
ราฟฟกิ ขอ้ มูล
4. อปุ กรณต์ อ่ เกตเวย์ (Between data systems)

แบง่ กลมุ่ Internet of Things

ปั จจบุ ันมกี ารแบง่ กลมุ่ Internet of Things ออกตามตลาดการใชง้ านเป็ น 2 กลมุ่ ไดแ้ ก่

1. Industrial IoT
คอื แบ่งจาก local network ทม่ี หี ลายเทคโนโลยีทแ่ี ตกตา่ งกันในโครงขา่ ย Sensor
nodes โดยตวั อปุ กรณ์ IoT Device ในกลมุ่ นจ้ี ะเชอื่ มตอ่ แบบ IP network เพอ่ื เขา้ สู่
อนิ เตอรเ์ น็ต

2. Commercial IoT
คอื แบง่ จาก local communication ทเ่ี ป็ น Bluetooth หรอื Ethernet (wired or
wireless) โดยตัวอปุ กรณ์ IoT Device ในกลมุ่ นจี้ ะสอ่ื สารภายในกลมุ่ Sensor nodes
เดยี วกนั เทา่ นนั้ หรอื เป็ นแบบ local devices เพยี งอย่างเดยี วอาจไมไ่ ดเ้ ชอ่ื มสู่
อนิ เตอรเ์ น็ต

แบบทดสอบ

1. อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งหรอื ไอโอที” คาว่า ไอโอที ย่อมาจากข้อใด

ก. Internet of Things ข. Internet of technology

ค. Internet of Thinking ง. Internet of Thailand

2. อินเตอร์เนต็ คืออะไร

ก. เครอื ขา่ ยโทรศัพท์ท่วั โลก ข. เครือขา่ ยวิทยุ

ค. เครอื ข่ายโทรทศั น์ ง. เครือขา่ ยคอมพิวเตอร์

3. ข้อใดอธิบายความหมายของ IOT

ก. ทกุ อยา่ งเชือ่ มต่อกับอนิ เทอร์เน็ต ข. การเชื่อมตอ่ อปุ กรณ์แบบไรส้ าย ทาใหส้ ่ังการได้งา่ ย

ค. เป็นการเชอ่ื มโยงอุปกรณ์ต่างๆเชน่ อุปกรณ์ไฟฟ้า ตัวรบั หรือเซนเซอร์เขา้ กบั โครงข่าย
อินเทอร์เนต็

ง. การวางระบบเครือข่ายอินเทอร์เนต็

4. ขอ้ ใดไม่ใช่ขอ้ ดีของ อนิ เทอร์เน็ตของสรรพสงิ่ หรือไอโอที

ก. สามารถควบคุมอปุ กรณต์ า่ ง ๆ ได้ไม่จากัดระยะทาง

ข. ตอบสนองความตอ้ งการของมนุษย์

ค. กระจายรายไดใ้ หส้ ังคมและชุมชน

ง. ลดเวลาหรอื ลดค่าใช้จ่าย

5. ข้อใดไม่ใชอ่ งคป์ ระกอบของ IOT

ก. อปุ กรณ์ไอโอที (IoT device)

ข. อปุ กรณฮ์ าร์ดแวร์ (Hardware)

ค. อุปกรณเ์ กตเวย์ (gateway)

ง. เครื่องบริการ (server)หรือโบรกเกอร์ (broker)

6. อุปกรณ์ไอโอที มีหน้าที่อะไร

ก. ตรวจวดั สถานะในบริเวณที่สนใจ ข. เช่อื มตอ่ อนิ เทอร์เน็ต

ค. กระจายสญั ญาณอนิ เทอรเ์ นต็ ง. ให้บรกิ ารอนิ เทอร์เน็ต

7. ขอ้ ใดคืออปุ กรณไ์ อโอที (IoT device)

ก. แผนวงจร IPST-WiFi ข. แผนวงจรคอมพิวเตอร์

ค. แผนวงจรวิทยุ ง. แผนวงจรเมาส์

8. อปุ กรณ์เกตเวย์ (gateway) มีหน้าที่อะไร

ก. เป็นอปุ กรณท์ เี่ ป็นทางผ่านให้กบั อปุ กรณไ์ อโอทีเช่อื ม ตอ่ กบั โครงข่ายอินเทอรเ์ น็ต

ข. ตรวจวดั สถานะในบรเิ วณที่สนใจ

ค. ให้บริการอินเทอรเ์ น็ต

ง. เปน็ สว่ นของการแสดงผลสถานะทีต่ รวจวดั ได้

9. ข้อใดตอ่ ไปนีค้ ือ อุปกรณเ์ กตเวย์ (gateway)

ก. เรา้ เตอร์ ข. โทรศพั ท์

ค. server ง. แผนวงจร IPST-WiFi

10. “เปน็ สว่ นของการแสดงผลสถานะที่ตรวจวัดได้จากอปุ กรณไ์ อโอทีใหผ้ ้ใู ช้ได้รบั ทราบในรูปแบบ
แอปพลเิ คชนั ” จากขอ้ ความหมายถงึ องค์ประกอบใดของ IOT

ก. อุปกรณไ์ อโอที (IoT device)

ข. อปุ กรณ์ฝง่ั ผู้ใช้(user device)

ค. อปุ กรณเ์ กตเวย์ (gateway)

ง. เคร่อื งบริการ (server)หรอื โบรกเกอร์ (broker)