องค์ประกอบระบบ IoT

ดร.พนิตา พงษ์ไพบูลย์

พูดถึงการประยุกต์ใช้งาน IoT ในด้านต่างๆ มาหลายตอน หลายคนคงเริ่มมีคำถามแล้วว่าถ้าอยากจะทำระบบหรือผลิตภัณฑ์ IoT จะต้องเริ่มอย่างไร ก่อนอื่นมาดูกันว่าการออกแบบผลิตภัณฑ์ IoT ต้องพิจารณาองค์ประกอบใดบ้าง

องค์ประกอบแรกที่สำคัญ ก็คืออุปกรณ์ หรือ Thing ที่ใช้รับส่งข้อมูล บางทีเรียกว่า Connected Device เช่น ถ้าเราจะทำหม้อหุงข้าวที่สั่งหุงข้าวได้จากนอกบ้าน Thing ของเราก็คือหม้อหุงข้าว แต่คำว่า Thing ในที่นี้ไม่จำกัดเฉพาะสิ่งของที่จับต้องได้ทางกายภาพเท่านั้น

ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ IoT เราต้องเลือกฮาร์ดแวร์ให้เหมาะสมกับงานฮาร์ดแวร์สำหรับงาน IoT ซึ่งมีหลากหลายตั้งแต่ไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาดเล็ก เช่น Arduino ราคาหลักร้อยบาท ซึ่งอาจเพียงพอถ้าเราต้องการใช้เพียงควบคุมสวิตช์หม้อหุงข้าว แต่หากต้องการพัฒนาระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นประมวลผลภาพจากกล้อง เพื่อรู้จำใบหน้าหรือทะเบียนรถอาจเลือกใช้ฮาร์ดแวร์ประเภท Single-board PC เช่น Raspberry Pi ซึ่งมีราคาหลักพันบาท เป็นต้น

องค์ประกอบที่สองคือการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต มีตั้งแต่ระบบ LAN แบบเดินสาย ไปจนถึงการสื่อสารแบบไร้สาย ไม่ว่าจะเป็น 3G/4G WiFi Bluetooth Zigbee Z-Wave โดยต้องพิจารณาในแง่อัตรารับส่งข้อมูล ระยะทางการส่งสัญญาณและอัตราการสิ้นเปลืองพลังงาน

ส่วนที่สาม คือเซิร์ฟเวอร์ ที่จะเป็นตัวประสานงานให้ข้อมูลที่ส่งจากโทรศัพท์ส่งไปถึงหม้อหุงข้าวที่บ้านได้ อุปกรณ์ IoT สมัยใหม่ ใช้วิธีขยับเซิร์ฟเวอร์มาวางไว้ที่ศูนย์ข้อมูลกลาง แนวคิดของการวางเซิร์ฟเวอร์ไว้ที่ใดที่หนึ่งตรงกลางแทนการที่ทุกบ้านต้องมีเซิร์ฟเวอร์ก็คือแนวปฏิบัติของการประมวลผลแบบคลาวด์ (Cloud Computing) นั่นเอง

ส่วนที่สี่ คือถังข้อมูลและการจัดการข้อมูล การเก็บข้อมูลทุกคนคงนึกถึงการใช้ฐานข้อมูลเป็นอันดับแรก  อย่างไรก็ตามอย่าลืมคิดเผื่อด้วยว่า ต้องเตรียมพื้นที่จัดเก็บแค่ไหน อีกทั้งฐานข้อมูลในปัจจุบันก็มีหลากหลายชนิด ฐานข้อมูลแบบสัมพันธ์ (Relational Database) อาจไม่เหมาะสำหรับการเก็บข้อมูล IoT เพราะข้อมูลขนาดเล็กจำนวนมาก ไหลเข้ามาตลอดเวลา เป็นชุดข้อมูลแบบอนุกรมของเวลาเท่านั้น อาจใช้ Time-seriesDatabase หรือ Key-value Database ก็เพียงพอ

คุณค่าของระบบ IoT จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อเราเอาข้อมูลเหล่านี้มาใช้ประโยชน์ จะใช้ข้อมูลอย่างไร เช่นประมวลผลทันทีเพื่อดูว่าเมื่อไรที่เซ็นเซอร์สูงเกินค่าที่กำหนดให้แจ้งเตือน หรือเป็นการวิเคราะห์ย้อนหลังว่าในปีที่ผ่านมาเกิดมลภาวะกี่ครั้งด้วยสาเหตุใด เพราะการวิเคราะห์ในแต่ละแบบจำเป็นต้องใช้เครื่องมือในการจัดการข้อมูลที่แตกต่างกัน

หลังจากพิจารณาทั้งสี่องค์ประกอบ อันได้แก่  1) อุปกรณ์ 2) การเชื่อมต่อ 3) เซิร์ฟเวอร์หรือคลาวด์ 4) การจัดการข้อมูล แล้ว ก็ลงมือพัฒนาระบบ IoT เจ๋งๆตามจินตนาการกันได้เลย