Pojectระบบป้องกันฟาร์มจากการโจรกรรมจากสัตว์

ผู้เขียนบทความ : นางสาว ชลธิรา ทองด้วง COE#15

คณะวิศวกรรมศาสตร์ : สาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์

วิชา:04-513-201 การโปรแกรมคอมพิวเตอร์ชั้นสูง 122566

1.ความเป็นมา

ปัจจุบันนี้ในประเทศไทยมีจำนวนประชากรในภาคเกษตรมากถึง 25 ล้านคน หรือคิดเป็นร้อยละ 40 ของประชากรทั้งหมดส่วนใหญ่มีปัญหาทางด้านเกษตรกรรมที่มีมาอย่างต่อเนื่องไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ  การใช้สารเคมี การขาดแคลแรงงาน  และการเข้าถึงเทคโนโลยีและข้อมูลแต่ส่วนมากปัญหาใหญ่ก็คือสัตตรูพืชซึ้งมีผลกระทบอย่างมากต่อเกษตรกรรมเราจึงนำเทคโนโลยีมาช่วยในการป้องกันความเสียหายจากสัตว์ตรูพืชโดยปราศจากการใช้สารเคมี

2.วัตถุประสงค์

• เพื่อเพิ่มรายได้และคุณภาพชีวิตของเกษตรกร : เกษตรกรรมส่งเสริมการเพิ่มรายได้ของเกษตรกร และมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเศรษกิจ การพัฒนาเทคโนโลยีและการปรับใช้นวัตกกรมในด้านเกษตรกรรมเพื่อช่วยเพิ่มความสะดวกในคุณภาพพชีวิต
• เพื่อการจัดการทรัพยากรธรรมชาติ : เกษตรกรรมเป็นผู้จัดการทรัพยากรธรรมชาติในการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพนั้นเป็นสิ่งสำคัญเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมและสร้างความยั่งยืนในการเกษตรกร
•      เพื่อการใช้เสียง : ในการใช้เสียงที่สัตว์ไม่ชอบ เช่นเสียงความดัง หรือสัญญาณสียงต่างๆที่สามารถทำให้สัตว์หลีกเหลี่ยงในพื้นที่นั้น
•      เพื่อการใช้รั้วระบบกั้น : การสร้างและระบบกั้นเป็นวิธีหนึ่งในการป้องกันการเข้ามาของสัตว์ที่อาจเป็นอัตรายต่อเกษตรกรรมเช่นการใช้รั้วรอบบริเวณเพือป้องกันสัตว์เข้ามา
• การใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ : เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เช่นกล้อง หรือระบบเซ็นเซอร์ ที่สามารถใช้ในการาตรวจจับสัตว์และป้องกันการโจรกรรมจากสัตว์

3. ขอบเขต

          เป็นการตรวจจับระยะขอบเขตบริเวณฟาร์มของเราว่ามีการบุกรุกเข้ามาของสัตว์หรือไม่

          -สามารถใช้ตรวจจับระยะควบคุมโดยบอดesp32เป็นตัวควบคุม

          -สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวของสัตวืที่เข้ามาในฟาร์ม

         -สามารถใช้esp32โมดูลกล้องในการถ่ายภาพส่งมายัง Blyngเพื่อแจ้งเตือนเจ้าของฟาร์ม

       -ใช้คำสั่งเสียงในการไล่สัตว์จากแอฟพิเคชั้น Blyng

4.ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

สามารถใช้ประโยนช์ในฟาร์มของเกษตรกรรมไม่ว่าจะเป็นฟาร์มเปิดหรือฟาร์มปิดเพราะประเทศไทยของเรามรประชากรมากกว่าสามสินล้านกว่าคนที่ทำเกษตรและพบเจอกับศัตรูพืชหรือสัตว์เล็กสัตว์ใหญ่ที่ทำให้เกิดความเสียหายในสวนเกษตรของเราจึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เสริมในการเป็นตัวช่วยให้กับชาวสวนหรือชาวเกษตรทั้งหลาย

1. ประหยัดค่าใช้จ่าย:การป้องกันฟาร์มจากการโจรกรรมสัตว์ช่วยลดความเสี่ยงในการสูญเสียสินค้าและสิ่งของ ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการแก้ไขความเสียหายและการสูญเสียที่อาจจะเกิดขึ้นหากไม่มีการป้องกันอย่างเหมาะสม.
2. ความนิยมของผู้บริโภค:การมีระบบการป้องกันที่ดีในฟาร์มอาจช่วยเพิ่มความนิยมของผู้บริโภคต่อผลิตภัณฑ์ที่มาจากฟาร์มของคุณ เนื่องจากพวกเขามั่นใจในความปลอดภัยและคุณภาพของสินค้า.
3. รักษาสินค้าและสัตว์:การป้องกันฟาร์มจากการโจรกรรมสัตว์ช่วยรักษาสินค้าและสัตว์ของคุณในสภาพที่ดี นี้สามารถช่วยเพิ่มผลผลิตและคุณภาพของสินค้า.
4. การปรับปรุงคุณภาพชีวิต: ความรู้สึกของเจ้าของฟาร์มและคนงานในฟาร์มที่มีความปลอดภัยและประทับใจกับสภาพแวดล้อมทำงานส่งผลให้มีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น.
5. รักษาความเป็นมาตรฐาน:การป้องกันฟาร์มจากการโจรกรรมสัตว์ช่วยให้ฟาร์มของคุณรักษามาตรฐานและความเป็นไปได้ที่สูงในการผลิตและส่งออกสินค้า.
6. ความปลอดภัยส่วนบุคคล:การรักษาความปลอดภัยในฟาร์มช่วยป้องกันอุบัติเหตุและความเสี่ยงสำหรับคนงานในฟาร์ม.
7. ส่งเสริมการพัฒนาเศรษฐกิจ:การป้องกันฟาร์มจากการโจรกรรมสัตว์ช่วยในการสร้างงานที่มีความมั่นคงและเสริมสร้างเศรษฐกิจในพื้นที่ของฟาร์ม.
8. การป้องกันฟาร์มจากการโจรกรรมสัตว์มีผลกระทบต่อทั้งเศรษฐกิจและความปลอดภัยของฟาร์มและช่วยให้ฟาร์มมีโอกาสรวยยิ่งขึ้นและเติบโตอย่างยั่งยืนได้.

5.ความรู้ที่เกี่ยวข้อง

การป้องกันฟาร์มจากการโจรกรรมจากสัตว์เป็นเรื่องสำคัญในการจัดการฟาร์มและรักษาการปลอดภัยของสัตว์และพืชที่อยู่ในฟาร์มของคุณไว้ด้วยนี่คือความรู้ที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้:ระบบรักษาความปลอดภัย: การติดตั้งระบบรักษาความปลอดภัยเช่นกล้องวงจรปิด (CCTV), ระบบสัญญาณเตือน, และระบบการแจ้งเตือนอาจช่วยตรวจจับความเคลื่อนไหวของสัตว์ที่ไม่พึงประสงค์ในพื้นที่ของฟาร์มของคุณ.รักษาความเงียบสงบ: เสียงรบกวนอาจทำให้สัตว์ในฟาร์มตกใจและทำให้พวกเขาไม่สงบ ควรรักษาความเงียบสงบในพื้นที่ของฟาร์มให้เหมาะสม.

51 โค้ดภาษา C++ ที่ใช้ในการเขียน

ส่วนแรกจะเป็นคำสั้งเกี่่ยวกับการนำเข้าไลบรารีที่สำคัญเพื่อใช้งานและสื่อสารกับฮาร์ดแวร์และเครือข่าย รวมถึงการนำเข้าไลบรารีHTTP

การและกาศฟังก์ชันresetModule ที่ใช้สำหรับ reset โมดูล (ESP32)และการประกาศตัวแปรที่เก็บข้อมูล เช่น ชื่อและรหัสผ่านของเครือข่ายไร้สาย (WiFi) และโทเคนของ LINE Notify,ขาที่ต่อกับพอร์ตต่าง ๆ บน ESP32กำหนด

 โค้ดทั้งหมดนี้มีลักษณะการใช้งานหลายฟังก์ชันและตัวแปรในการควบคุมการทำงานของ ESP32 ทั้งในด้านการเชื่อมต่อ Wi-Fi, การใช้ sensor (เช่น PIR sensor), การส่งข้อมูลผ่าน Line Notify, และการควบคุมการทำงานของ hardware timer. อาจต้องดูที่ส่วนอื่น ๆ ของโปรแกรมเพื่อเข้าใจว่าฟังก์ชันและตัวแปรเหล่านี้ถูกใช้ไปที่ไหนในโค้ด

การกำหนดค่าสำหรับกล้อง ESP32 โดยใช้ AI-Thinker Camera Module และมีการตั้งค่าสำหรับ HTTP Server สำหรับสตรีมมิ่ง (streaming) รูปภาพจากกล้องไปยังไคลเอนต์ผ่าน HTTP กำหนดขอบเขต (boundary) สำหรับการแยกส่วนของข้อมูลในรูปแบบ multipart ของ HTTPกำหนดค่าต่าง ๆ สำหรับกล้อง ESP32 AI-Thinkerกำหนด Content-Type ของการสตรีมมิ่งกำหนดขอบเขต (boundary) และส่วนของข้อมูลที่จะส่งในแต่ละส่วนประกาศตัวแปร stream_httpd ที่ใช้เก็บ handle ของ HTTP server ที่ใช้สำหรับสตรีมมิ่ง (streaming) รูปภาพ

ฟังก์ชัน stream_handler ถูกเรียกในขณะที่มีการร้องขอ HTTP จากไคลเอนต์เพื่อรับข้อมูลการสตรีมมิ่งของรูปภาพจากกล้อง ESP32. ต่อไปนี้คืออธิบายส่วนของโค้ดที่ได้แสดง

โค้ดที่ได้แสดงนี้เป็นเพียงส่วนเล็กของโปรแกรมและการทำงาน. ส่วนอื่น ๆ ของโปรแกรมคงมีการใช้ camera_fb_t เพื่อจับภาพจากกล้อง, สร้าง buffer สำหรับรูปภาพ JPEG, และส่งข้อมูลในรูปแบบ multipart/x-mixed-replace ไปยังไคลเอนต์ผ่าน HTTP response

(while(true)) และทำงานตลอดเวลาของ ESP32 CAM ลำดับการทำงานนี้จะทำในลูปไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะเกิดข้อผิดพลาด (ถ้า res ไม่เท่ากับ ESP_OK) หรือจนกว่าจะมีการ break ออกจากลูป.

การใช้ฟังก์ชัน setup(), มีการตั้งค่าและเริ่มต้นสถานะต่าง ๆ ของโมดูล ESP32 ปิดการใช้งานตัวตรวจ Brownout ที่อาจทำให้โมดูล reset ตัวเองเมื่อเจอปัญหาในการจ่ายไฟ กำหนด mode ของขา (pin mode) สำหรับ TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, PIR_PIN, RELAY_PIN เริ่มต้น Serial communication ที่ baud rate 115200 และปิดการแสดงผลข้อมูลดีบั๊ก (debug) ผ่าน Serial กำหนดค่าและเริ่มต้น hardware timer ในโมดทัล 0 (timer 0)

การกำหนดค่าและการกำหนดค่าของกล้องที่ใช้กับ ESP32

จากนั้น, มีการตรวจสอบว่า ESP32 มี PSRAM หรือไม่ (ความจุใน RAM ที่เพิ่มเติม). ถ้ามี PSRAM ก็จะให้ค่า frame size เป็น FRAMESIZE_UXGA, JPEG quality เป็น 10, และจำนวน frame buffers เป็น 2. ถ้าไม่มี PSRAM ก็จะตั้งค่า frame size เป็น FRAMESIZE_SVGA, JPEG quality เป็น 12, และจำนวน frame buffers เป็น 1

การเริ่มต้นกล้อง, การเชื่อมต่อ Wi-Fi, และเริ่มต้น HTTP server สำหรับสตรีมมิ่งแสดงข้อความบอกว่ากล้องพร้อมสตรีมมิ่งแล้ว และแสดง URL ที่สามารถเข้าถึงได้ผ่าน Wi-Fและการกำหนด LINE token และเริ่มต้น HTTP server สำหรับสตรีมมิ่ง โดยใช้ startCameraServer ที่เราได้กล่าวถึงก่อนหน้านี้. ทั้งหมดนี้คือการตั้งค่าและเตรียมพร้อมสำหรับการใช้งาน Camera Streaming ของ ESP32.

(loop) นี้มีการทำงานหลักๆ อ่านค่าจากขา PIR_PIN และเก็บไว้ในตัวแปร รีเซ็ตตัวนับเวลา (watchdog timer) และบันทึกเวลาปัจจุบันใน ตรวจสอบค่าของนอกจากนี้, มีส่วนของโค้ดที่ถูกคอมเม้นท์ไว้ที่บน (commented out) ซึ่งเป็นการใช้งาน Ultrasonic sensor (ตรวจวัดระยะ) แต่ถูกปิดการใช้งาน (digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW) ถึง delay(100)). นั่นหมายความว่าในโปรแกรมปัจจุบันนี้, Ultrasonic sensor ไม่ได้ถูกใช้งาน. ถ้าต้องการใช้งาน Ultrasonic sensor, สามารถ uncomment ส่วนโค้ดนั้นและปรับแต่งตามความต้องการได้

ในส่วนของโค้ดที่ไม่ได้ถูกคอมเมนท์ที่มีฟังก์ชัน ฟังก์ชัน PIRCamera_capture

ฟังก์ชัน PIR_Send_line ใช้สำหรับส่งข้อมูลรูปภาพไปยัง LINE Notify โดยใช้ LINE.notifyPicture และส่งข้อความ “ตรวจพบการเคลื่อนไหว” พร้อมกับข้อมูลรูปภาพและขนาดของรูปภาพ

คำสั่งที่ถูกคอมเมนท์ไว้ (commented out), คือฟังก์ชัน UltrasonicCamera_capture และ Ultrasonic_Send_line. ถ้าคุณต้องการเปิดใช้งาน Ultrasonic sensor คุณสามารถ uncomment ส่วนโค้ดนี้และปรับแต่งตามความต้องการได้

5.2 Relay 5v 2ch Ative Low คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรควบคุมอัตโนมัติ ทำหน้าที่เปรียบเสมือนสวิตช์ไฟ ที่ใช้แรงดันไฟฟ้าในการเปิดและปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อควบคุมวงจรต่างๆ หลักการทำงาน การใช้วงจรรีเลย์จะต้องต่อแหล่งจ่าย 2 ชุดขึ้นไป โดยชุดแรกจะจ่ายไฟให้รีเลย์ในที่นี้ จะใช้ไฟ 5v ในการจ่ายให้รีเลย์ทำงาน และชุดที่เหลือ จะต่อให้กับวงจรภายนอก (หรืออาจจะใช้แหล่งจ่ายชุดเดียวแต่แยกสายให้รีเลย์ กับ วงจรภายนอกก็ได้) ซึ่งตัวนี้จะสามารถควบคุมได้ 2 อุปกรณ์ และรีเลย์จะทำงาน เมื่อจ่ายไฟลบให้

5.3 สรุปการทำงานของระบบ

ฟังก์ชัน UltrasonicCamera_capture ทำงานหลังจากทำการกระพริบ LED Flash เพื่อสร้างการเตือนที่มอบเครื่องหมายการทำงานให้ทราบ. จากนั้น, ดึง frame buffer จากกล้อง, ตรวจสอบว่ามีข้อผิดพลาดในการดึงหรือไม่, และส่งข้อมูลภาพไปยัง LINE Notify ด้วยฟังก์ชัน Ultrasonic_Send_line. ท้ายที่สุด, คืน frame bufferฟังก์ชัน Ultrasonic_Send_line ให้ข้อความที่บอกว่ามีอะไรเข้ามาใกล้ในระยะที่วัดได้จาก Ultrasonic sensor และส่งข้อมูลรูปภาพไปยัง LINE Notify พร้อมกับข้อความที่กำหนด

5.4 เทคนิกเสริมเพื่อการใช้งานที่ดียิ่งขึ้น

5.4.1 อุปกรณ์ดังกล่าวนั้นได้ทำงานผ่านอินเตอเนตเพื่อส่งข้อมูลไปยัง LINE หากนำอุปกรณ์ไปใช้งานไกลจากบ้าน ซึ่งอาจทำให้ไม่มีไวไฟ ให้อุปกรณ์ของเราใช้งาน สามารถเพิ่มโมดูลถาดซิม เพื่อซื้อซิมอินเตอเน็ตมาใช้งานร่วมด้วย โมดูลถามซิมนั้นราคาไม่แพงแต่จะต้องเขียวโค้ดเพิ่มเติมเล็กน้อยเพียงเท่านี้ก็สามารถวางอุปกรณ์ ห่างจากตัวบ้านเท่าไหร่ก็ได้

5.4.2 กล่องสำหรับใส่อุปกรณ์นั้นได้ทำจากไม้เพื่อเป็นการทนต่อฝนและแดด จึงจำเป็นต้องใช้สีกันน้ำ กันแดดเพื่อความคงทนและใช้ กาวซิลิโคนร้อนยิงตามข้อต่อต่างๆเพื่อป้องกันการซึมของน้ำ หรือหากทำมาจากกล่องพลาสติกก็ควรมีหลังคาเล็กๆไว้กันแดด เพราะเมื่อพลาสติกโดนความร้อนอาจทำให้เปราะแตกได้ง่าย หลังจากนั้นใช้ปืนกาวซิลิโคนยิงตามข้อต่อเพื่อกันน้ำเช่นกัน

6ผลการดำเนินงาน

6.1Diagram ระบบการทำงาน

6.2วิธีการ ทำกล่องเพื่อติดตั้งอุปกรณ์

ใช้ไม้กระดานอัดตัดตามแบบที่เราได้ออกแบบไว้

6.3 ถาสีและประกอบอุปกรณ์ หลังจากประกอบอุปกรณ์เสร้จหลังากนั้นก็จะทำการเทสอุปกรณ์

เมื่ออุปกรณ์ทำงานเสร็จก็จะมีกาารทดลองและมีแจ้งเตือนส่งมาที่ไลน์

7 สรุปผลการทดลองและข้อเสนอแนะ

7.1 สรุปผลการทดลอง
จากผลการทดลองระบบการป้องกันฟาร์มจากการโจรกรรมจากสัตว์และมนุษย์นั้น ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตรงตามเงื่อนไข ตามที่ทดลองไว้ ดั้งกล่าว

1) การกำหนดให้เซ็นเซอร์เป็นตัวตรสจจับวัตถุ
2) esp32 camเป็นตัวส่งข้องมูลผ่านไลน์ไปยังเจ้าของ
3) แตกเป็นตัวตีสัญญาญเสียง ทำการไล
4) การแจ้งเตื่องทุกอย่างทำตามเงื่อนไขทักตัว

7.2ข้อเสนอเเนะ ควรมีการเพิ่งเซ็นเซอร์และการประยุกต์กล้องให้มีการหมุ่นรอบทิศทางและแม่นยำในการจัดภาพนั้้น

8) อ้างอิง

1.การใช้งาน ESP32
สืบค้นจาก https://github.com/espressif/esp32-camera
2. การใช้งาน เซ้นเซนร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว
สืบค้าจาก https://www.cybertice.com/p/28
3. การใช้งาน ดีเลย์
สืบจาก https://www.cybertice.com/b/108
4. การใช้งาน ไลน์
สืบค้นจาก https://notify-bot.line.me/th/
5. ดับแปลงมาจากตัวอย่าง Project
https://ieeexplore.ieee.org/document/10242416

วิดีโอนำเสนอ อุปกรณ์ทำความสะอาดแว่นอัตโนมัติ