โครงงาน ตรวจจับเปลวไฟระยะไกลโดยใช้ LoRa ส่งข้อมูล

ผู้จัดทำ นาย ภูริชาติ ปิยะญาติ ว.ต.2/1 167404140029 วิศวกรรมคอมพิวเตอร์

1.) ความเป็นมา

ปัจจุบันปัญหาไฟไหม้ในพื้นที่ป่าและเกษตรกรรมเกิดขึ้นบ่อยครั้ง เนื่องจากขาดระบบแจ้งเตือนล่วงหน้าและการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในพื้นที่ห่างไกลซึ่งไม่มีสัญญาณอินเทอร์เน็ต ระบบตรวจจับอันตรายแบบเดิมมักมีต้นทุนสูงและติดตั้งซับซ้อน ทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานในพื้นที่ชนบท

ด้วยเหตุนี้ จึงมีแนวคิดในการพัฒนา ระบบตรวจจับภัย (Hazard Detection System) โดยใช้

• ใช้ ้Heltec WiFi LoRa V3 เป็นหน่วยประมวลผลหลัก
• เทคโนโลยี LoRa (Long Range Communication) ที่สามารถส่งข้อมูลได้ในระยะไกลโดยไม่ต้องใช้อินเทอร์เน็ต
• เซ็นเซอร์ BME280 สำหรับตรวจวัดอุณหภูมิ ความชื้น และความดันอากาศ
• เซ็นเซอร์ SoLi สำหรับวัดความชื่นในดิน

ระบบนี้สามารถตรวจจับอุณหภูมิที่สูงผิดปกติหรือความชื้นที่ลดลง ซึ่งอาจเป็นสัญญาณของการเกิดไฟไหม้ และส่งข้อมูลเตือนไปยังหน่วยรับผ่านเครือข่าย LoRa ได้แบบเรียลไทม์

วัตถุประสงค์หลักของการพัฒนา

1. เพื่อสร้างระบบตรวจจับอันตราย (เช่น ไฟไหม้) ที่สามารถทำงานได้แม้ไม่มีอินเทอร์เน็ต
2. เพื่อออกแบบบอร์ด ESP32 แบบกำหนดเองให้ใช้พลังงานต่ำและส่งข้อมูลได้ระยะไกล
3. เพื่อช่วยลดความเสียหายจากเหตุเพลิงไหม้ในพื้นที่ห่างไกล เช่น ป่าไม้และฟาร์ม

ขอบเขตของโครงงาน (Project Scope)

1. ฮาร์ดแวร์ที่ใช้
   • ใช้ ้Heltec WiFi LoRa V3 เป็นหน่วยประมวลผลหลัก
   • ใช้ เซ็นเซอร์ BME280 สำหรับตรวจวัดอุณหภูมิ ความชื้น และความดันอากาศ
   • มี แบตเตอรี่ Li-Po 3.7V เป็นแหล่งพลังงานหลัก
   • เซ็นเซอร์ SoLi สำหรับวัดความชื่นในดิน
2. การทำงานของระบบ
   • ระบบแบ่งเป็น 2 หน่วยหลัก
     🔹 หน่วยส่ง (Sender Unit) — อ่านค่าจากเซ็นเซอร์ BME280 แล้วส่งข้อมูลผ่าน LoRa
     🔹 หน่วยรับ (Receiver Unit) — รับข้อมูลจากหน่วยส่ง แสดงผลบนจอ OLED และแจ้งเตือนด้วยเสียง (buzzer) และไฟ LED
   • ระบบสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้น เพื่อระบุสภาวะเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้
3. ขอบเขตด้านพื้นที่และระยะทาง
   • รองรับการส่งข้อมูลในระยะทางประมาณ 1–3 กิโลเมตร
   • ทดสอบแล้วสามารถส่งสัญญาณได้แม้มีสิ่งกีดขวาง เช่น ผนังคอนกรีต หรืออาคาร
4. ขอบเขตด้านการใช้งาน
   • เหมาะสำหรับพื้นที่ ป่าไม้, พื้นที่เกษตร, หรือพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีอินเทอร์เน็ต
   • ใช้สำหรับ ตรวจจับอันตรายจากไฟไหม้หรือสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงผิดปกติ
   • เน้นการทำงานแบบ พลังงานต่ำ (Low Power) เพื่อให้ใช้งานได้ยาวนานหลายเดือนต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง
5. ขอบเขตที่ไม่ครอบคลุม
   • ระบบนี้ ไม่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตโดยตรง (ไม่ใช้ Wi-Fi หรือ Cloud)
   • ไม่รองรับการตรวจจับก๊าซหรือควันโดยตรง (ใช้เฉพาะเซ็นเซอร์ BME280 เท่านั้น)
   • ยังไม่รองรับการส่งข้อมูลแบบหลายจุด (multi-node) ในเวอร์ชันนี้

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

1. ช่วยลดความเสียหายจากไฟไหม้ในพื้นที่ป่าและเกษตรกรรม
   ระบบสามารถตรวจจับความร้อนหรือความชื้นที่เปลี่ยนแปลงผิดปกติ และแจ้งเตือนล่วงหน้าได้อย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถเข้าควบคุมสถานการณ์ได้ก่อนเกิดความเสียหายรุนแรง
2. เพิ่มประสิทธิภาพในการเฝ้าระวังภัยในพื้นที่ห่างไกล
   ด้วยการใช้เทคโนโลยี LoRa ที่ส่งข้อมูลได้ระยะไกลโดยไม่ต้องพึ่งอินเทอร์เน็ต จึงสามารถนำไปติดตั้งในพื้นที่ที่ไม่มีสัญญาณหรือโครงสร้างพื้นฐานด้านเครือข่าย
3. ลดต้นทุนการติดตั้งและบำรุงรักษา
   เนื่องจากระบบใช้พลังงานต่ำ อุปกรณ์มีขนาดเล็ก และสามารถทำงานได้ต่อเนื่องเป็นเวลานานโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่
4. ช่วยสนับสนุนการเกษตรอัจฉริยะ (Smart Agriculture)
   ค่าความชื้นและอุณหภูมิจากเซ็นเซอร์สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการควบคุมสภาพแวดล้อมการเพาะปลูก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตทางการเกษตร
5. เป็นต้นแบบสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยี IoT ในอนาคต
   โครงงานนี้สามารถต่อยอดไปสู่ระบบ IoT แบบครบวงจร เช่น ระบบเฝ้าระวังภัยพิบัติ, ระบบจัดการสิ่งแวดล้อม หรือระบบรักษาความปลอดภัยในพื้นที่ห่างไกล