ผู้เขียนบทความ : นายปฐวี ดิษโร COE#15
คณะวิศวกรรมศาสตร์ : สาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์
วิชา : 04-513-201 การโปรแกรมคอมพิวเตอร์ชั้นสูง 1/2566
1.ความเป็นมา
เนื่องจากในปัจจุบันการลักเล็กขโมยหรือการกระทำอาชญากรรมที่เกี่ยวข้องกับการขโมยเป็นปัญหาที่ทำให้คนรู้สึกไม่ปลอดภัยและอาจส่งผลกระทบต่อทรัพสิน การใช้เทคโนโลยี IoT เพื่อเฝ้าระวังการขโมยและประเมินความเสี่ยงอาจเป็นวิธีที่ดีในการเสริมสร้างความปลอดภัยของบริเวณหรืออุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูงต่อการลักเล็กขโมยเช่นบ้านหรือธุรกิจขนาดใหญ่ ดังนั้นจึงได้สร้างระบบเฝ้าระวังภัยอันตรายจากคนโดยใช้IoTขึ้นมา
2.วัตถุประสงค์
2.1 เพื่อพัฒนาระบบการเฝ้าระวังการบุกรุกโดยใช้IoT 2.2 เพื่อเรียนรู้การสร้างระบบการเฝ้าระวังการบุกรุกโดยใช้IoT 2.3 เพื่อนำความรู้ที่ได้ไปประยุกต์ใช้ได้จริง
3.ขอบเขต
3.1 สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวได้ 3.2 หากมีการเคลื่อนไหวจะทำการบันทึกภาพและส่งผ่านแอพพลิเคชั่นไลน์ทันที 3.3 เมื่อตรวจพบการเคลื่อนไหวจะปล่อยแสงไฟกระพริบและไฟล์เสียงที่บันทึกไว้
4.ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ
4.1 สามารถพัฒนาระบบการเฝ้าระวังการบุกรุกโดยใช้IoT 4.2 ได้เรียนรู้การสร้างระบบการเฝ้าระวังการบุกรุกโดยใช้IoT 4.3 สามารถนำความรู้ที่ได้ไปประยุกต์ใช้ได้จริง
5.ความรู้ที่เกี่ยวข้อง
5.1 ESP32 เป็นโมดูลชิพที่ได้รับความนิยมและใช้งานกันอย่างแพร่หลายในโครงการที่เกี่ยวข้องกับ Internet of Things (IoT) หรือการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ กับเครือข่าย Wi-Fi หรือ Bluetooth
5.2 PIR เซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว Motion Sensor Module ตรวจจับความเคลื่อนไหวจากความร้อน เมื่อมีคนเดินผ่านก็จะจับค่าความร้อนที่เปลี่ยนแปลง แล้วส่งค่าสัญญาณมีไฟออกมา เราสามารถนำค่านี้ไปสั่งควบคุม Arduino ได้ สามารถปรับเวลาหน่วงเวลาในการตรวจจับครั้งต่อไปได้ ปรับระยะทางการตรวจจับได้ 3-7 เมตร มีช่องให้ต่อ LDR เพิ่ม เพื่อให้ทำงานตรวจจับแค่ตอนกลางคืน ขา OUT จะให้เอาต์พุตออกมาในรูปของดิจิตอล สามารถปรับลักษณะของสัญญาณขาออกได้จากการเปลี่ยนจั้มเปอร์ มีรูปแบบสัญญาณเอาต์พุต 2 แบบ คือ
- สัญญาณแบบคลื่นพัลส์ต่อเนื่อง
- สัญญาณลอจิก 1 ค้างไว้ จนกว่าจะไม่สามารถจับความเคลื่อนไหวได้ จึงจะกลับมาเป็นลอจิก 0
- ปุ่มปรับ Delay Time Adjust ใช้ปรับการหน่วงเวลาตรวจจับ หากปรับไวมาก จะทำให้ค้างสถานะ 1 ไว้นาน เนื่องจากการตรวจจับไม่ให้ผลแบบทันทีทันใด เมื่อตรวจจับพบ จะให้สถานะทางเอาต์พุตเป็น 1 ค้างไว้ เวลาที่ค้างไว้ขึ้นอยู่กับการปรับ Delay Time Adjust เมื่อหมดเวลาจึงตรวจจับอีกครั้ง หากตรวจจับไม่เจอก็จะให้สถานะเป็น 0 แต่หากจับเจอ จะค้างสถานะ 1 ไว้
5.3 Relay Module 12V 2 Channel ควบคุมเปิด/ปิด รีเลย์ได้ 2 ช่อง ใช้ไฟเลี้ยง 12 โวลต์ ส่งสัญญาณควบคุมแบบ Active Low ใช้ง่าย ถ้าต้องการให้รีเลย์ติดส่งสัญญาณ 0 ไป ถ้าต้องการให้ดับส่งสัญญาณ 1 ไป วงจรเป็นแบบ แยกกราวด์ Opto isolated Relay ปลอดภัยต่อวงจรไมโครคอนโทรเลอร์
- การเชื่อมต่อมาตรฐานที่สามารถใช้ควบคุมได้โดยตรงจากไมโครคอนโทรนเลอร์ เช่น Arduino , 8051, AVR, PIC,DSP,ARM, ARM, MSP430, TTL logic)
- ใช้ไฟฟ้าที่ 12 โวลต์
- ใช้ควบคุมไฟฟ้าแรงสูงได้ที่ DC30V 10A , AC250V 10A
- มีไฟบอกสถานะการทำงานของรีเลย์ทุกตัว
- เชื่อมต่อด้วยขั้วสกรู ทำให้ติดตั้งได้ง่ายและสะดวก
- ใช้กระแสขับ relay แต่ละตัวที่ 15-20 mA
- การส่งสัญญาณควบคุมรีเลย์เป็นแบบ Active low
- วงจรขับรีเลย์เป็นแบบแยกกราวด์ Opto isolated Relay ปลอดภัยต่อวงจรไมโครคอนโทรเลอร์
5.4 DC Boost Converter มีประสิทธิภาพสูงกว่าเนื่องจากความถี่ในการสวิตชืสูงถึง 400kHz และโครงสร้างภายในที่เป็น MOSFET สามารถจ่ายกระแสได้สูงสุด 4A – รับไฟ input ตั้งแต่ 5-32V และสามารถปรับไฟ output ได้ตั้งแต่ 6-36V – วงจรสามารถตั้งค่าไฟ input ตามต้องการได้ ด้วยการปรับค่า R-Trimport หลังจากตั้งค่าแล้ววงจรจะทำการปรับแรงดันไฟฟ้า output ให้คงที่อัตโนมัติแม้แรงดัน input จะแปรผันก็ตามวิธีคิดกระแส output สูงสุดเบื้องต้น = ( volt input x 4A ) / volt output
5.5 การควบคุมกระแสไฟฟ้าเพื่อจัดการกับผู้บุกรุกโดยใช้ ESP32 สามารถทำได้โดยการสร้างระบบควบคุมและการตรวจสอบการบุกรุกทางไฟฟ้าที่มีความปลอดภัยและประสิทธิภาพ ตัวอย่างของวิธีการนี้รวมถึง
- ระบบตรวจจับ: ใช้เซนเซอร์หรืออุปกรณ์ตรวจจับเพื่อตรวจสอบการบุกรุกทางไฟฟ้า เช่น เซนเซอร์การเคลื่อนไหว (Motion Sensor) หรือเซนเซอร์สัญญาณอินฟราเรด (Infrared Sensor) เพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวของบุคคลที่ไม่ถูกต้อง
- การส่งข้อมูล: หากมีการตรวจจับการบุกรุกหรือเหตุการณ์ที่ไม่ปกติ ระบบ ESP32 สามารถส่งข้อมูลแจ้งเตือนไปยังอุปกรณ์หรือแพลตฟอร์มอื่น ๆ ที่คุณต้องการ เช่น โทรศัพท์มือถือหรืออีเมล
- ระบบการควบคุม: คุณสามารถใช้ ESP32 เพื่อควบคุมการทำงานของระบบไฟฟ้า เช่น การปิดหรือเปิดไฟ การควบคุมการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้า หรือการปรับค่าของระบบควบคุมการบุกรุก
5.6 LINE Notify ใช้เพื่อใช้ในการอัปเดตข้อมูลต่างๆ ส่งตรงถึง Line ที่ใช้งานอยู่ในชีวิตประจำวัน แสดงผลเป็นลักษณะข้อความแชทที่แจ้งเตือนแบบเรียลไทม์ ทำให้ผู้ใช้งานสะดวกในการอัปเดตข้อมูลต่างๆ มากยิ่งขึ้น การใช้งานภายในโปรแกรมเริ่มด้วยการประกาศไลบรารี่
จากการประกาศไลบรารี่ข้างต้นทำให้สามารถใช้ฟังก์ชั่นCamera_captureใช้งานได้
เมื่อทำการทดสอบสามารถส่งรูปภาพผ่านLine Notifyได้
6.ผลการทดลอง
Diagram ของระบบ ภาพรวมการทำงานของระบบ เพื่อทำให้เข้าใจการทำงาน
การทำงานจะเริ่มจาก เมื่อเซนเซอร์ตรวจพบการเคลื่อนไหว จะส่งค่า1เพื่อทำการถ่ายภาพจาก ESP32CAMและส่งภาพที่ได้ไปยัง Line Notify ในขณะเดียวกันESP32CAMจะทำการสั่งให้ไฟสปอร์ตไลท์ติดพร้อมทั้งเล่นไฟล์เสียงที่เราบันทึกไว้
โค้ดในการทำงานทั้งหมด
#include <WiFi.h>
#include "esp_camera.h"
#include "esp_system.h"
hw_timer_t *timer = NULL;
void IRAM_ATTR resetModule(){
ets_printf("reboot\n");
esp_restart();
}
#include <TridentTD_LineNotify.h>
#define SSID "WA" //WiFi name
#define PASSWORD "61260000" //PASSWORD
#define LINE_TOKEN "RuxHQ4AgWwUhVyjmxreH08Px6r9Hd88P2OACxmdRZ0e"
// Pin definition for CAMERA_MODEL_AI_THINKER
#define PWDN_GPIO_NUM 32
#define RESET_GPIO_NUM -1
#define XCLK_GPIO_NUM 0
#define SIOD_GPIO_NUM 26
#define SIOC_GPIO_NUM 27
#define Y9_GPIO_NUM 35
#define Y8_GPIO_NUM 34
#define Y7_GPIO_NUM 39
#define Y6_GPIO_NUM 36
#define Y5_GPIO_NUM 21
#define Y4_GPIO_NUM 19
#define Y3_GPIO_NUM 18
#define Y2_GPIO_NUM 5
#define VSYNC_GPIO_NUM 25
#define HREF_GPIO_NUM 23
#define PCLK_GPIO_NUM 22
const int Led_Flash = 4;
const int Led_run = 13;
int PIR_Sensor = 12;
int Spotlight_Relay = 2; // Replace with your actual pin
int MP3_Relay = 15; // Replace with your actual pin
boolean startTimer = false;
unsigned long time_now=0;
int time_capture=0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
while (!Serial) { ; }
pinMode(Led_Flash, OUTPUT);
pinMode(Led_run, OUTPUT);
pinMode(Spotlight_Relay, OUTPUT);
pinMode(MP3_Relay, OUTPUT);
WiFi.begin(SSID, PASSWORD);
Serial.printf("WiFi connecting to %s\n", SSID);
while(WiFi.status() != WL_CONNECTED) { Serial.print("."); delay(400); }
Serial.printf("\nWiFi connected\nIP : ");
Serial.println(WiFi.localIP());
LINE.setToken(LINE_TOKEN);
timer = timerBegin(0, 80, true); //timer 0, div 80Mhz
timerAttachInterrupt(timer, &resetModule, true);
timerAlarmWrite(timer, 20000000, false); //set time in us 15s
timerAlarmEnable(timer); //enable interrupt
camera_config_t config;
config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM;
config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM;
config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM;
config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM;
config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM;
config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM;
config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM;
config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM;
config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM;
config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM;
config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM;
config.pin_href = HREF_GPIO_NUM;
config.pin_sscb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
config.pin_sscb_scl = SIOC_GPIO_NUM;
config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM;
config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM;
config.xclk_freq_hz = 20000000;
config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;
if(psramFound()){
// FRAMESIZE_ +
//QQVGA/160x120//QQVGA2/128x160//QCIF/176x144//HQVGA/240x176
//QVGA/320x240//CIF/400x296//VGA/640x480//SVGA/800x600//XGA/1024x768
//SXGA/1280x1024//UXGA/1600x1200//QXGA/2048*1536
config.frame_size = FRAMESIZE_VGA;
config.jpeg_quality = 10;
config.fb_count = 2;
} else {
config.frame_size = FRAMESIZE_QQVGA;
config.jpeg_quality = 12;
config.fb_count = 1;
}
// Init Camera
esp_err_t err = esp_camera_init(&config);
if (err != ESP_OK) {
Serial.printf("Camera init failed with error 0x%x", err);
return;
}
}
void loop() {
timerWrite(timer, 0); //reset timer (feed watchdog)
long tme = millis();
if(digitalRead(PIR_Sensor) == 1 && startTimer != true){
Camera_capture();
Serial.println("OK");
startTimer = true;
}else if(digitalRead(PIR_Sensor) == 0){
startTimer = false;
time_capture=0;
}
if(millis() > time_now + 1000) {
time_now = millis();
digitalWrite(Led_run, HIGH);
delay(20);
digitalWrite(Led_run, LOW);
}
tme = millis() - tme;
if(digitalRead(PIR_Sensor) == 1){
if(++time_capture > 60){
time_capture=0;
Camera_capture();
Serial.println("Over Time");
}
}
Serial.println(digitalRead(PIR_Sensor));
delay(200);
if (digitalRead(PIR_Sensor) == HIGH) { // PIR sensor detects motion
// Activate the relays
digitalWrite(Spotlight_Relay, HIGH);
delay(50);
digitalWrite(Spotlight_Relay, LOW);
delay(50);// Turn on the spotlight relay
digitalWrite(MP3_Relay, LOW); // Turn on the MP3 relay
} else {
// Deactivate the relays
digitalWrite(Spotlight_Relay, HIGH); // Turn off the spotlight relay
digitalWrite(MP3_Relay, HIGH); // Turn off the MP3 relay
}
}
void Camera_capture() {
digitalWrite(Led_Flash, HIGH);
delay(100);
digitalWrite(Led_Flash, LOW);
delay(100);
digitalWrite(Led_Flash, HIGH);
camera_fb_t * fb = NULL;
delay(100);
// Take Picture with Camera
fb = esp_camera_fb_get();
if(!fb) {
Serial.println("Camera capture failed");
return;
}
digitalWrite(Led_Flash, LOW);
Send_line(fb->buf,fb->len);
esp_camera_fb_return(fb);
// Serial.println("Going to sleep now");
// esp_deep_sleep_start();
// Serial.println("This will never be printed");
}
void Send_line(uint8_t *image_data,size_t image_size){
LINE.notifyPicture("ตรวจพบการเคลื่อนไหว",image_data, image_size);
}
การทดลอง ทดสอบการขยับตัวและการเดินผ่านเซนเซอร์เพื่อให้ส่งรูปภาพไปยัง Line Notify โดยการขยับตัวผ่านเซนเซอร์ 20 ครั้ง เพื่อตรวจสอบการทำงานและการส่งรูปไปทางLine Notify เป็นจำนวน 20 ครั้ง หลังจากนั้นคิดเป็นร้อยละ
ผลการทดลองที่ได้
7.สรุปผลและข้อเสนอแนะ
7.1 สรุปผล จากการทดลองระบบเฝ้าระวังการบุกรุกโดยใช้IoT ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตรงตามที่คาดไว้ กล้องสามารถส่งรูปภาพได้อย่างรวดเร็ว ในส่วนของการขยับตัวและการเดินผ่านเซนเซอร์เพื่อให้ส่งรูปภาพไปยัง Line Notify ผลที่ได้คือร้อยละ 100 7.2 ข้อเสนอแนะ 7.2.1 สามารถนำไปต่อยอดให้ควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นBlynkเพื่อเปิดปิดเซนเซอร์ ทำให้ง่ายต่อการควบคุม 7.2.2 สามารถใช้ร่วมกับระบบเปิด-ปิดประตูอัตโนมัติได้
8. ข้อมูลอ้างอิง
8.1 ต้นฉบับ ESP32 CAM ส่งภาพแจ้งเตือนด้วย LINE Notify เมื่อมีผู้บุกรุก esp32 camera line notify สืบค้นจากhttps://www.youtube.com/watch?v=I-HbdRWwMVY 8.2 วิธีใช้งานวงจรลดแรงดันไฟ Step Down สืบค้นจาก https://www.youtube.com/watch?v=iIbHRrc3uzw 8.3 การต่อโมดูล Relay 12v สืบค้นจาก https://www.allnewstep.com/webboard/viewtopic/1130 8.4 PIR เซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว Motion Sensor Module สืบค้นจากhttps://www.cybertice.com/product/28/pir-%E0%B9%80%E0%B8%8B%E0%B9%87%E0%B8%99%E0%B9%80%E0%B8%8B%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B8%A7%E0%B8%88%E0%B8%88%E0%B8%B1%E0%B8%9A%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B9%80%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%AD%E0%B8%99%E0%B9%84%E0%B8%AB%E0%B8%A7-motion-sensor-detector-module-hc-sr501-2 8.5 Relay Module 12V 2 Channel สืบค้นจาก https://www.cybertice.com/product/2485/arduino-relay-module-12v-2-channel-isolation-control-low-trigger-250v-10a 8.6 DC Boost Converter สืบค้นจาก https://www.igetsolarcell.com/product/140/%E0%B8%A7%E0%B8%87%E0%B8%88%E0%B8%A3%E0%B9%80%E0%B8%9E%E0%B8%B4%E0%B9%88%E0%B8%A1%E0%B9%81%E0%B8%A3%E0%B8%87%E0%B8%94%E0%B8%B1%E0%B8%99%E0%B9%81%E0%B8%9A%E0%B8%9A%E0%B8%9B%E0%B8%A3%E0%B8%B1%E0%B8%9A%E0%B8%84%E0%B9%88%E0%B8%B2%E0%B9%84%E0%B8%94%E0%B9%89-xl6009-4a-5v-32v