vwhpv yld wkh lqwhuqhw qhwzrun¸£ะบบควบคุม... · ¦³ ª »¤°» ¦ rÅ¢¢oµ...

$: VWHPV YLD WKH LQWHUQHW QHWZRUN¸£ะบบควบคุม... · ¦³ ª »¤°» ¦ rÅ¢¢oµ nµ ¦³ Á ¦°º nµ¥° ·Á °¦rÁ È (ohfwulf frqwuro v\vwhpv yld wkh lqwhuqhw$
ระบบควบคมอปกรณไฟฟาผานระบบเครอขายอนเตอรเนต

Electric control systems via the internet network

วนชย รองาม Wunchai Rowngam

สารนพนธฉบบนเปนสวนหนงของการศกษา หลกสตรวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรมเครอขาย

คณะวทยาการและเทคโนโลยสารสนเทศ มหาวทยาลยเทคโนโลยมหานคร

ปการศกษา 2558

I

หวขอ ระบบควบคมอปกรณไฟฟาผานระบบเครอขายอนเตอรเนต ชอนกศกษา วนชย รองาม รหสนกศกษา 5717660003 หลกสตร วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรมเครอขาย ปการศกษา 2558 อาจารยทปรกษา ผศ. ดร.วรพล ลลาเกยรตสกล

บทคดยอ วตถประสงคของสารนพนธฉบบนเปนการศกษาการออกแบบและพฒนาระบบควบคมอปกรณไฟฟาทเปนอปกรณพนฐานภายในอาคารบานเรอน โดยการประยกตอปกรณอเลกทรอนกสทมอยในทองตลาดเชน Raspberry Pi , Arduino มาผสมผสานกนกบอปกรณเครอขายและอปกรณไฟฟา เพอใหอปกรณการสอสารกนบนระบบเครอขายอนเตอรเนต และสามารถทจะควบคมอปกรณไฟฟาเหลานไดจากการควบคมผานเวบเบราเซอร ซงเมออปกรณไฟฟาถกเชอมตอเขากบระบบเครอขายเนตเวรคแลวทาใหเราสามารถทจะควบคมอปกรณจากทใดกไดในขณะทผใชยงสามารถเขาถงเครอขายอนเตอรเนตไดอย ทาใหเกดความสะดวกสบายและเพมประสทธภาพในการบรหารจดการ ซงการทดลองนจะชวยใหเกดแนวคดในการพฒนาอปกรณและซอฟตแวรทใชในการควบคมและสงการระบบไฟฟาไดอยางมประสทธภาพ

II

กตตกรรมประกาศ

สารนพนธนไดทาการออกแบบ ทดลอง พฒนา จนสาเรจลงดวยด เพราะไดรบความ

ชวยเหลอ รบแรงบนดาลใจ และไดรบกาลงใจ มากมายจากผมพระคณหลายทาน ขาพเจาขอขอบพระคณเปนอยางสงมา ณ ทนดวย

ขาพเจาขอขอบพระคณ ผศ.ดร.วรพล ลลาเกยรตสกล อาจารยทปรกษาโครงงานทกรณาเสยสละเวลาใหคาแนะนาถงขนตอนการดาเนนงาน ขนตอนการทดลอง และใหคาปรกษาทางดานเทคนค และคอยตรวจสอบโครงงานอยสมาเสมอ อกทงใหคอยใหคาแนะนาชวยชแนวทางการแกไขปญหาให จนขาพเจาประสบความสาเรจไปไดดวยด

ขอขอบพระคณอาจารยทกๆ ทานทชวยประสทธประสาทวชาแกขาพเจาตงแตขาพเจาเขามาศกษาในทแหงน อกทงยงใหคาปรกษาในยามทขาพเจาตดปญหา

ขอขอบพระคณทกแหลงความรทกแหลง ทขาพเจาไดใชขอมลในการทาการทดลองในครงน ไมวาจะเปนจาก บทความทางอนเตอรเนต จากหนงสอ จากงานบรรยาย

ขอขอบคณพอและคณแมและ พๆ เพอนๆ นองๆ ตลอดจนเพอนรวมงานทชวยใหกาลงใจตลอดระยะเวลาทผมไดศกษาทมหาวทยาลยเทคโนโลยมหานคร ทาใหผมเกดความมานะบากบน และสามารถมาถงจดนได

วนชย รองาม

พฤษภาคม 2558

III

สารบญ หนา

บทคดยอ I กตตกรรมประกาศ II สารบญ III สารบญรป V สารบญตาราง VIII บทท 1 บทนา 1

1.1 กลาวนา 1 1.2 ปญหาและแรงจงใจ 2 1.3 วตถประสงค 2 1.4 ขอบเขตของโครงงาน 3 1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3 1.6 โครงสรางสารนพนธ 4

บทท 2 พนฐานและทฤษฎทเกยวของ 2.1 Near Field Communication (NFC) 5

2.2 ระบบปฎบตการ Android 11 2.3 บอรดไมโครคอนโทรลเลอร Arduino Uno R3 22 2.4 อนฟราเรดรโมทคอนโทรน (infrared remote control) 26

บทท 3 โครงสรางและการออกแบบ 3.1 การออกแบบระบบโดยรวม 30 3.2 การออกแบบโปรโตคอลในการตดตอสอสาร 31 3.3 การออกแบบกระบวนการในการสอสารขอมล 34 3.4 การออกแบบการทางานของเครองแมขาย 34 3.5 การออกแบบการทางานบนตวอปกรณกลองควบคม 43 3.6 การออกแบบอปกรณสาหรบระบบ NFC เพอใชเปนระบบเปดปดประต 44 3.7 การออกแบบอปกรณรโมทคอลโทรล 45 3.8 การออกแบบอปกรณควบคมไฟฟา 47 3.9 การออกแบบฐานขอมลทใชในระบบ 48 3.10 การออกแบบสวนควบคมผานเวบเพจดวยภาษา ASP.NET 53

บทท 4 การทดลองและผลการทดลอง 4.1 อปกรณทใชในการทดสอบ 57 4.2 เงอนไขและสภาวะในการทดลอง 57

IV

สารบญ(ตอ)

หนา 4.3 ทดสอบการเชอมตอเครองขายไวเลสแลนของอปกรณเปดปดประต 57 4.4 ทดสอบการเชอมตอระหวางอปกรณเปดปดประตและเครองแมขาย 60 4.5 ทดสอบการสงผานขอมลเขาอปกรณดวยเทคโนโลย NFC 61 4.6 ทดสอบการสงผานขอมลจากเวบแอพพลเคชนเขาอปกรณเปดปดประต 62 4.7 ทดสอบการเชอมตอเครอขายไวเลสแลนของอปกรณรโมท 63 4.8 ทดสอบการการทางานของอปกรณรโมท 64 4.9 ทดสอบการการทางานของอปกรณรโมทผานเวบแอพพลเคชน 66

บทท 5 สรปผลการดาเนนงาน 5.1 สรปผลการดาเนนงาน 67 5.2 ปญหาทเกดและแนวทางการแกไข 68 5.3 ขอเสนอแนะ 68

เอกสารอางอง 69 ผนวก ก 71

V

สารบญรป หนา

รปท 2.1 โครงสรางการทางานของระบบ 6 รปท 2.2 ตารางมาตรฐานของแทก 7 รปท 2.3 แสดงรปแบบขอความใน NFC message 8 รปท 2.4 แสดงโครงสรางของ NDEF records 8 รปท 2.5 แสดงตารางชนดของคา TNF 9 รปท 2.6 แสดงคาใน Variable length type 9 รปท 2.7 แสดงภาพลาดบชนการทางานของ NFC 11 รปท 2.8 โครงสรางของระบบ 15 รปท 2.9 แสดงลาดบขนตอนการคอมไพล 17 รปท 2.10 แสดงรปแบบวงจรชวตของแอคทวต 19 รปท 2.11 แสดงชวงเวลาของแอคทวต 20 รปท 2.12 ขนตอนการคนหาแทก 22 รปท 2.13 แสดงตารางเปรยบเทยบบอรดรนตางๆ 23 รปท 2.14 Arduino Uno R3 24 รปท 2.15 NFC Shield V2.0 25 รปท 2.16 แสดงการรบสงขอมลของรโมทกบตวรบ 26 รปท 2.17 รปแบบลอจกศนยกบลอจกหนงของ RC5 Protocol 27 รปท 2.18 ตวอยางการสงคาของ RC5 Protocol 27 รปท 2.19 รปแบบลอจกศนยกบลอจกหนงของ SIRC Protocol 27 รปท 2.20 ตวอยางการสงคาของ SIRC Protocol 27 รปท 2.21 รปแบบลอจกศนยกบลอจกหนงของ RECS-80 Protocol 28 รปท 2.22 ตวอยางการสงคาของ RECS-80 Protocol 28 รปท 2.23 รปแบบลอจกศนยกบลอจกหนงของ NEC Protocol 29 รปท 2.24 ตวอยางการสงคาของ NEC Protocol 29 รปท 2.25 ตวอยางการสงคาซาของ NEC Protocol 29 รปท 3.1 แสดงภาพการทางานโดยรวมของระบบ 30 รปท 3.2 แสดงภาพเฟรมการอานขอมล 31 รปท 3.3 แสดงภาพเฟรมการเขยนขอมล 31 รปท 3.4 แสดงภาพเฟรมการตอบกลบ 31 รปท 3.5 ตวอยางการสงขอมลเพอคนหาอปกรณ 32 รปท 3.6 ตวอยางการตอบกลบคาสงคนหาอปกรณ 32

VI

สารบญรป(ตอ) หนา

รปท 3.7 ตวอยางการสงคาสงเพออานคาขนมาจากอปกรณ 32 รปท 3.8 ตวอยางการตอบกลบคาสงเพออานคาขนมาจากอปกรณ 33 รปท 3.9 ตวอยางการสงเพอเขยนคาลงอปกรณ 33 รปท 3.10 ตวอยางการตอบกลบคาสงเขยนคาลงอปกรณ 33 รปท 3.11 แสดงภาพกระบวนการคนหาอปกรณ 34 รปท 3.12 แสดงภาพกระบวนการอานและเขยนอปกรณ 34 รปท 3.13 แสดงภาพกระบวนการคนหาอปกรณ 35 รปท 3.14 แสดงภาพสวนการตรวจสอบอปกรณลงทะเบยน 36 รปท 3.15 แสดงภาพสวนตรวจสอบคาสงจากผใชงาน 37 รปท 3.16 แสดงภาพสวนสงขอมล 38 รปท 3.17 แสดงภาพสวนปรบปรงสถานะของอปกรณ 39 รปท 3.18 แสดงภาพสวนรบขอความจากอปกรณ 40 รปท 3.19 แสดงภาพสวนตรวจสอบเงอนไข 41 รปท 3.20 แสดงภาพกระบวนการทางานของโปรแกรมแมขายโดยภาพรวม 42 รปท 3.21 แสดงภาพกระบวนการทางานกลองควบคมโดยภาพรวม 43 รปท 3.22 ลกษณะการทางานแบบนาสมารทโฟนมาสมผส 43 รปท 3.23 ลกษณะการทางานโดยรวมของระบบเปดปดประต 43 รปท 3.24 แสดงภาพวงจรของกลองควบคมการเปดปดประต 44 รปท 3.25 ลกษณะการทางานโดยรวมของอปกรณรโมทคอลโทรล 44 รปท 3.26 แสดงภาพวงจรของกลองควบคมรโมท 46 รปท 3.27 ลกษณะการทางานโดยรวมของอปกรณควบคมไฟฟา 47 รปท 3.28 แสดงภาพวงจรของกลองควบคมอปกรณควบคมไฟฟา 47 รปท 3.29 แสดงภาพ ER Diagram 48 รปท 3.30 แสดงภาพเคารางฐานขอมลเชงสมพนธ 49 รปท 3.31 แสดงภาพสวนของการยนยนตวบคคลเพอเขาใชระบบ 53 รปท 3.32 แสดงภาพสวนของหนาหลก (Main) แสดงแผนผงของบาน 53 รปท 3.33 แสดงสวนของการเลอกแผนผง 54 รปท 3.34 แสดงสวนของแผนผงพรอมตาแหนง 54 รปท 3.35 แสดงสวนของรายการอปกรณทถกตดตงไวในแผนผง 55 รปท 3.36 สวนแสดงเมนตางๆ 55 รปท 3.37 แสดงผลอปกรณทถกคนพบในระบบ 55

VII

สารบญรป(ตอ) หนา

รปท 3.38 แสดงหนาตดตงอปกรณ 55 รปท 3.39 หนา Device แสดงผลอปกรณทถกตดตงในระบบ 55 รปท 3.40 สวนหนา Plan แสดงสวนจดการแผนผงตางๆ 56 รปท 3.41 แสดงสวนการจดการวางตาแหนงของอปกรณ 56 รปท 4.1 แสดงภาพอปกรณควบคมการเปดปดประต 58 รปท 4.2 แสดงภาพวงจรการทางานใหโหมดตงคา 58 รปท 4.3 แสดงภาพ SSID ทอปกรณเปดไว 58 รปท 4.4 แสดงภาพแอพพลเคชนสาหรบการตงคาอปกรณ 59 รปท 4.5 แสดงภาพการตงคาอปกรณและการเรยกดคาในอปกรณ 59 รปท 4.6 แสดงภาพวงจรการทางานใหโหมดทางาน 60 รปท 4.7 แสดงภาพโปรแกรมควบคมคนพบอปรณ 60 รปท 4.8 แสดงภาพโปรแกรมสาหรบใสรหสผานประต 61รปท 4.9 แสดงภาพโปรแกรมแสดง “แตะเพอบม” เพอสงขอมล 62 รปท 4.10 แสดงภาพโปรแกรมผลการสงขอมลผาน NFC 62 รปท 4.10 แสดงภาพอปกรณควบคมรโมท 52 รปท 4.11 แสดงภาพอปกรณการ Accress Point 52 รปท 4.12 แสดงภาพรายการ SSID 63 รปท 4.13 แสดงภาพการตอ Logic Analyzer เขากบบอรดทดลอง 63 รปท 4.14 แสดงภาพคาสงสรางสญญาณอนฟราเรด 64 รปท 4.15 แสดงภาพสญญาณโดยรวม 64 รปท 4.17 แสดงภาพแสดงจดเรมของ NEC Protocol 64

VIII

สารบญตาราง หนา

ตารางท 2.1 เวอรชนของแอนดรอยด 12 ตารางท 2.2 เวอรชนของแอนดรอยด 13 ตารางท 2.3 เวอรชนของแอนดรอยด 14 ตารางท 2.4 บอรดอาดยโน รน Arduino Uno R3 24 ตารางท 2.5 แสดงรปแบบการกาหนดคาแอดเดรสของ RECS-80 Protocol 28ตารางท 3.1 แสดงพจนานกรมขอมล AccessDevice 50 ตารางท 3.2 แสดงพจนานกรมขอมล device_found 50 ตารางท 3.3 แสดงพจนานกรมขอมล device_type 50 ตารางท 3.4 แสดงพจนานกรมขอมล device_installed 51 ตารางท 3.5 แสดงพจนานกรมขอมล device_values 51 ตารางท 3.6 แสดงพจนานกรมขอมล IR_Remote_Default 51 ตารางท 3.7 แสดงพจนานกรมขอมล ON_OFF_Condition 52 ตารางท 3.8 แสดงพจนานกรมขอมล plan 52 ตารางท 3.9 แสดงพจนานกรมขอมล request_command 52 ตารางท 3.10 แสดงพจนานกรมขอมล user 53

1

บทท 1 บทนา

1.1 กลาวนา

ในปจจบนเครอขายเนตเวรคนนเขาไปเปนสวนหนงของสงคมปจจบนมาก อปกรณเครองใชตางๆมากๆ ถกเชอมตอกบระบบเครอขายเนตเวรคและชวยอานวยสะดวกใหอยางมากมาย เชนการทาธรกรรมการเงนผานระบบเครอขายเนตเวรค(e-banking) การซอขายของผานเครอขายเนตเวรค (e-commerce) การเรยนการสอนผานระบบเครอขายเนตเวรค (e- learning) เปนตน นอกจากนระบบเครอขายเนตเวรคยงเขามาสนบสนนการทางานและลดความซบซอนของขนตอนการทางานเชน การนาระบบเครอขายเนตเวรคมาชวยบรหารจดการระบบโลจสตกส เชนการ ตดตามสนคาและบรการ และหากมองเขาไปในระดบอตสาหกรรมเชนในโรงงานอตสาหกรรม ระบบเครอขายเนตเวรคไดเขามามบทบาทสาคญอยางมากในปจจบน ตวอยางเชนตวอยางเชนระบบควบคมอตโนมต (Scada system) ทใชในโรงงานอตสาหกรรมปจจบนกมการเชอมตออปกรณตางๆ เขากนผานระบบเครอขายเนตเวรค ซงแตเดมเคยเชอมตอผานสายสญาณ RS-232 หรอ RS-485 กเปลยนมาใชสายทวสแพร (Twisted Pair) หรอใชเทคโนโลยไวเลสแลน (Wireless LAN : WLAN) ททางานบนมาตรฐานการสงขอมลแบบ TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ซงมอตราการรบและสงขอมลทรวดเรวกวาและมการบรหารจดการทดกวา เพอเพมขดความสามารถในการใชงานและเพมประสทธภาพในการทางานใหดขน

หากเรามองการใชงานระบบเครอขายเนตเวรคใหแคบลงมาในระดบอาคารบานเรอนทวไป การนาระบบเครอขายเนตเวรคเขามาใชกจะเพมความสะดวกสบายใหไมนอยเลยทเดยวเชนถาหากเรานามาใชในการควบคมการเปด-ปด อปกรณใหแสงสวาง ใชเปด-ปดอปกรณทาความเยน ใชระบบเครอขายเนตเวรคในการตรวจสอบสถานะตางๆ เชนคาอณหภม คาความชน ปรมาณฝ นละออง หรอในระบบเตอนภยตาง ๆ เชนวดปรมาณแกสเพอตรวจสอบการรวซมของแกส การจดเกบปรมาณการใชไฟฟา จดเกบปรมาณการปรมาณการใชนา การตงเงอนไขในการเปด-ปดไฟฟา หรอหากนาอปกรณตาง ๆ มาทางานรวมกนโดยการเขยนโปรแกรมสงการคอยคมการทางานของอปกรณตางๆใหเปนไปตามเงอนไขระบบเครองใชไฟฟาภายในบานกสามารถกลายเปนระบบความคมอตโนมต(Scada system) ขนาดเลกๆไดเลยทเดยว

จากเหตผลดงทกลาวมาทาใหเกดแนวคดทจะออกแบบและพฒนาระบบควบคมอปกรณไฟฟาผานระบบเครอขายเนตเวรค เพอผใชตามบานเรอนหรอผใชทวไปได มโอกาสไดเขาถงเทคโนโลยประเภทนไดมากขนโดยใชระบบเครอขายทมอยแลวตามบานเรอน และยงสามารถควบคมและตรวจสอบอปกรณเครองใชไฟฟาภายในบานจากทไหนกไดทสามารถเขาถงระบบอนเตอรเนตได

2

1.2 ปญหาและแรงจงใจ ในปจจบนอปกรณควบคมการทางานของอปกรณไฟฟาไมวาจะเปนตามบานหรอตามอาคารสานกงานนนจะถกควบคมโดยผใชโดยการควบผานทางอปกรณทางกายภาพเปนหลกเชน สวตช (switch) ซงบางครงไมสะดวกสบายและไมคลองตว และอาจจะมบอยครงทอาจจะลมปดไฟฟาหลงจากออกจากบานซงทาใหเกดการสนเปลองพลงงานโดยไมจาเปน หรอในบางครงอาจจาไมไดวาไดถอดปลกไฟหรอยงซงอาจเปนเรองวนวายตามมา หรอในบางครงเราอาจไมไดอยทพกอาศยไดนานๆ เชนการเดนทางไปพกผอนตางจงหวด การเดนทางไปทางานตางประเทศแตเรามเหตผลทตองการควบคมเครองใชไฟฟา เชน ผทชนชอบการเลยงปลากจะมตปลาอยในบานการไมอยนานๆ อาจทาใหปลานนเสยชวตได หากแตจะไปรบกวนคนอน กเกรงใจ ดงนนหากสามารถควบคมอปกรณเครองใชไฟฟาภายในบานผานระบบเครอขายเนตเวรคได ไมวาจะเปน ควบคมผาน LAN หรอผาน WIFI นนจะเปนสงทดมาก เพออานวยความสะดวกและตอบสนองความตองการไดดทเดยว อกทงเรายงสามารถประยกตไปใชเพอตอบสนองความตองการทางธรกจ เพอเพมความสามารถในการแขงขนไดอกดวยเชน โรงเพาะเหดทตองความคมอณหภมและความชนในโรงเพาะ หรอในธรกจบอปลาหรอบอกงทจาเปนตองสงเกตคณภาพของนาอยตลอดเวลา การนาอปกรณพวกนไปใชกชวยไดเยอะเลยทเดยว 1.3 วตถประสงค

1.3.1 เพอศกษาและพฒนาอปกรณควบคมไฟฟาผานระบบเครอขายเนตเวรค 1.3.2 เพอศกษาและพฒนาระบบการสอสารของอปกรณควบคมไฟฟากบเครองแมขาย

เพอใหงายตอการนาไปใชงาน 1.3.3 เพอศกษาวธการควบคมและสงการไมโครคอนโทรลเลอรโดยใชภาษาซในการ

พฒนาเพอใชเปนอปกรณทถกควบผานระบบเครอขาย 1.3.4 เพอศกษาการการควบคมการใชงานบอรด Raspberry pi 3 โดยใชภาษา Python

เพอใชเปนอปกรณทถกควบผานระบบเครอขาย 1.3.5 เพอศกษาการเขยนโปรแกรมบนอปกรณพกพาททางานบนระบบปฏบตการ

Android เพอใชเปนอปกรณควบควบและมอนเตอรรง (Monitoring devices) 1.3.6 เพอศกษาวธการควบคมและสงระบบผานเบราเซอร (Browser) โดยใช ASP.NET

เปนภาษาในการพฒนา

3

1.4 ขอบเขตของโครงงาน 1.4.1 สามารถควบคมและตรวจสอบการทางานของอปกรณไฟฟาผานทางเครอขาย

เนตเวรคได 1.4.2 สามารถควบคมและตรวจสอบการทางานผานทางแอพพลเคชนบน

ระบบปฏบตการ Android ได 1.4.3 สามารถควบคมและตรวจสอบการทางานผานทางเวบ ASP.NET ได 1.4.4 สามารถตงเงอนไขใหอปกรณทางานอตโนมตได 1.4.5 สามารถจดเกบขอมลคาตางๆ เพอใชในการตรวจสอบยอนหลงได

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1.5.7 ไดศกษาการออกแบบกระบวนการสอสารระหวางอปกรณกบเครองแมขาย 1.5.8 ไดศกษาวธการเขยนโปรแกรมเพอควบคมการทางานใหกบชด

ไมโครคอนโทรลเลอร 1.5.9 ไดศกษาวธการเขยนโปรแกรมบอรด Raspberry pi 3 โดยใชภาษา Python 1.5.10 ไดศกษาวธการเขยนโปรแกรม ASP.NET บนเครองแมขายเพอควบคมการ

ทางาน 1.5.11 ไดศกษาวธการเขยนโปรแกรมบนอปกรณพกพาททางานบนระบบปฏบตการ

Android 1.5.6 สามารถนาความรในการควบคมผานเครอขายคอมพวเตอร ไปประยกตใชกบ

งานดานเครองจกรหนยนตอปกรณปองกนและเตอนภย รวมถงประยกตใชควบคมกบงานทมอนตรายหรอมความเสยงในการทางานสง หรอเปนงานทไมสามารถทาไดดวยตวเองในขณะเวลานน

1.5.12 สามารถควบคม เปด-ปด อปกรณ ผานทางระบบเครอขายได 1.5.13 สามารถเรยกดคาตางๆ ในอปกรณแตละประเภทผานทางระบบเครอขายได

4

1.6 โครงสรางสารนพนธ สารนพนธนไดแบงเนอหาออกเปน 5 บท โดยมรายละเอยดดงตอไปน บทท 1 : กลาวถงบทนา อธบายถงปญหาและแรงจงใจ วตถประสงคของโครงงาน ประโยชนทคาดวาจะไดรบเปนตน บทท 2 : กลาวถงพนฐานและทฤษฎทเกยวของกบการทดลองซงเปนเนอหาอธบายเกยวกบการทางานของเทคโนโลยตางๆ ทใชในการทดลอง บทท 3 : กลาวถงโครงสรางและการออกแบบโครงงาน เชนการออกแบบระบบ การออกแบบโปรโตคอล การออกแบบการทางาน การออกแบบอปกรณ เปนตน บทท 4 : กลาวถงการทดลองและผลการทดลองเชน อปกรณทใชในการทดสอบ เงอนไขและสภาวะในการทดลอง ทดสอบการการทางานของอปกรณ เปนตน บทท 5 : กลาวถงสรปผลการทดลองเชน ปญหาทเกดและแนวทางการแกไข ขอเสนอแนะเพมเตม เปนตน

5

บทท 2 พนฐานและทฤษฎทเกยวของ

2.1 Near Field Communication (NFC) [1][2][3][18][19] เทคโนโลยสนามสอสารระยะใกล Near Field Communication (NFC) คอเทคโนโลยทมกระบวนการสอสารผานคลนวทยระยะสนประมาณ 4-10 ซ.ม. ซงถกพฒนาขนในป ค.ศ. 2002 โดยบรษท NXP และบรษทโซน โดยใชคลนความถยาน 13.56 MHz.บนพนฐานมาตรฐาน ISO 14443 หรอ RFID นนเอง และตอมาในป ค.ศ. 2004 บรษทโนเกย บรษทโซน และ NXP กไดรวมกนกาหนดมาตรฐานของเทคโนโลย NFC ทใชกนอยในปจจบนน เทคโนโลย NFC ไดถกพฒนาเพอชวยในการสอสารระหวางอปกรณ เพยงแคนาอปกรณทสนบสนนการทางานของ NFC เชนโทรศพทมอถอสมารทโฟนในปจจบนไปแปะไวกบเครองอานขอมลหรอแถบปายขอมลแสดงตวตนดวยคลนวทยอยาง RFID tag (Radio Frequency Identification) กสามารถสงขอมลระหวางกนไดทนทโดยไมจาเปนตองมการตงคาใดๆ ตางจากเทคโนโลยไรสายประเภทอน เชน Wi-Fi หรอ Bluetooth ทตองมตงคาตางๆ กอนการใชงาน และไมจาเปนตองมเครอขายอนเตอรเนต เนองจากแถบปายขอมล NFC (NFC tag) จะมอปกรณอานและแลกเปลยนขอมลทเกบไวในรปแบบทถกเรยกวา NFC Data Exchange Format-NDEF ซงเปนกฎเกณฑทถกพฒนาขนโดยองคกร NFC Forum

จากแนวคดของ NFC ทเนนความงายตอการใชงานในการนามาใชยนยนตวตนหรองายตอการแลกเปลยนขอมลระหวางอปกรณ ทาใหบรษทผผลตมอถอสมารทโฟน (Smart Phone) ไดนาเทคโนโลย NFC ไปบรรจไวในสมารทโฟน เพออานวยความสะดวกใหกบผใชในการสอสารระหวางอปกรณดวยกน ในปจจบนไดมการประยกตเทคโนโลย NFC ไปใชงานมากขนโดยเฉพาะงานทตองการความรวดเรว เชนระบบการชาระเงนในรานสะดวกซอ ระบบการขายตวของบรษทการบนตาง ๆ ซงจะทาใหงายและรวดเรว ลดการเขาคว นอกจากระบบการชาระเงนแลวบรษทหางรานตางๆ กไดมการนาเทคโนโลยนไปใชในสอโฆษณาสนคา หรอโปสเตอรรวมถงสอประกอบในการจดนทรรศการตาง ๆ โดยการผนก NFC tag ทบรรจขอมลขาวสารทตองการแจงใหผใชบรการหรอลกคาไดทราบลงใน NFC tag เมอลกคาตองการทราบรายละเอยดสนคา กเพยงแตนาโทรศพทมอถอมาวางไวใกล ๆ และหลงจากนนรายละเอยดของขอมลทตองการจะปรากฏบนหนาจอโทรศพทมอถอทนท ซงสอโฆษณาแบบนจะเปนทสะดดตาแกผทเดนผานไปมาไดเปนอยางด ในประเทศไทยเองไดเรมนาเทคโนโลย NFC มาประยกตใชงาน โดยผใหบรการบตรเครดตวซา นาเอาระบบ PayWave มาใช ซงกมพนธมตรรายใหญอยางธนาคารกสกรไทยและผใหบรการเครอขายอยาง AIS ในชอ GSM Mobile payWave เปนบรการชาระเงนดวยเทคโนโลย Near Field Communication (NFC) หรอรถไฟฟา BTS เองกนาระบบ NFC มาใชงานดวยเชนกน

6

2.1.1 หลการทางานของ NFC [1][2] หลกการทางานของของอปกรณ NFC ไดแสดงไวในรปท 2.1 โดยไดมการ

ออกแบบใหทางานทางานได 3 แบบหลกๆคอ 1. Card emulation mode ( passive mode ) ในโหมดนอปกรณ NFC จะ

ทางานเปนเหมอนการดแบบ contactless และใชงานรวมกบมาตรฐานเดมได

2. Peer-to-peer mode ทโหมดน อปกรณ NFC สองตวจะสามารถแลกเปลยนขอมลกนได ตวเรมตน (initiator device) หรอเรยกวาตวพอลลง (polling device) จะใชพลงงานนอยกวาเมอเทยบกบโหมดอาน/เขยน เนองจากตวเปาหมายหรอเรยกวาตวคอยรบคา (listener) จะมแหลงจายพลงงานของมนเอง

3. Reader/writer mode (active mode) อปกรณ NFC จะทางานในโหมดแอคทฟ และสามารถอานหรอเขยนขอมลกบ RFID Tag แบบพาสซฟทใชทวไปได

โดยทกโหมดการทางาน (card emulation, peer-to-peer, reader/writer mode) สามารถทางานโดยใชรปแบบเทคโนโลยการสอสารดงตอไปนได

1. NFC-A (เขากนไดกบมาตรฐาน ISO/IEC14443A) 2. NFC-B (เขากนไดกบมาตรฐาน ISO/IEC14443B) 3. NFC-F (เขากนไดกบมาตรฐาน JIS X6319-4)

รปท 2.1 โครงสรางการทางานของระบบ[1]

7

2.1.2 แทก ( Tag ) [2][3] แทก ( Tag ) ของ NFC จะเปนลกษณะอปกรณแบบพาสซฟทจะใชตดตอสอสาร

กบอปกรณ NFC ทเปนแบบแอคทฟ สามารถประยกตใชแทก NFC กบงานไดหลายรปแบบ เชน แผนปายโฆษณา และพนทอน ๆ ทมการสอสารขอมลจานวนไมมากทสามารถนามาจดเกบและสอสารกบอปกรณ NFC แบบแอคทฟได มการกาหนดแทก พนฐานไว 4 แบบ เพอใหเหมาะสมกบรปแบบการสอสารและความจขอมลทตองการใช โดยรปแบบทงหมดของแทก NFC จะองตามมาตรฐานของ ISO 14443 แบบ A, B และ Sony FeliCa ดงทแสดงตามรปท 2.2

รปท 2.2 ตารางมาตรฐานของแทก[2]

2.1.3 กระบวนการแลกเปลยนขอมล NFC Data Exchange Format (NDEF)[3] เทคโนโลย NFC นนอาจจะเรยกวาเปนสวนขยายของเทคโนโลย RFID แตวา

NFC นนไมไดทาไดแคอาน UID หรอเขยนอานขอมลจากแทกทเปนเปาหมายอยางเดยวเทานนแตตวเทคโนโลยนยงสามารถแลกเปลยนขอมลระหวางอปกรณกบอปกรณ โดยรปแบบในการแลกเปลยนขอมลทใช โดยรปแบบในการแลกเปลยนกนนนจะมรปแบบของของการสงขอมลทถกเรยกกวา NFC message ซงในอปกรณอยางแอนดรอยด (Android) นน จะมการจดการรปแบบขอความทใชรบสงกนโดยใชรปแบบทเรยกวา NFC Data Exchange Format หรอ NDEF โดยท NDEF เปนรปแบบในการแลกเปลยนขอมลระหวางอปกรณกบแทก และอปกรณกบอปกรณ ซงเปนรปแบบพนฐานในการเขาถงอปกรณ NFC ไดทกอปกรณทใชมาตรฐานเดยวกน

8

2.1.4 รปแบบ NFC message[3] NFC message คอรปแบบขอความทใชในการรบสงขอมลระหวางอปกรณ โดย

ทขอมลทอยภายใน NDEF message นนจะถกเรยกวา NDEF records โดยทภายในของ NDEF message นนสามารถบรรจ NDEF records ไดมากวาหนงเรคคอรดดงแสดงไวในรปท 2.3

รปท 2.3 แสดงรปแบบขอความใน NFC message[3]

รปท 2.4 แสดงโครงสรางของ NDEF records[3]

โดยแตละเรคคอรดจะบรรจขอมลเชน TNF , unique ID , length , payload ตามรปท 2.4 โดยมรายละเอยดดงตอไปน

1. 3-bit TNF (Type Name Format) ใชบงบอกวาจะแปลความหมายของขอมลอยางไรโดยมความเปนไปไดของขอมลอยประมาณเจดประเภท ดงรปตารางท 2.5 โดยสวนใหญทนยมใชกนจะเปน TNF 01 (Well-Known) หรอ TNF 02 (MIME media-type) สวน TNF 04 (External) ซงในอปกรณ แอนดรอยด จะใชคานเพอเปนทรกเกอร ( Trigger ) สงเปดแอพพลเคชนใหทางาน

9

รปท 2.5 แสดงตารางชนดของคา TNF[3]

2. Variable length type ใชอธบายประเภทของเรคคอรดเพมเตมจากคา TNF โดยถาเราใชขอมลขอมลใน TNF เปน 01 (Well-Known) กจะมขอมลของลกษณะของขอความทเรานยมใชกนทวไปทเรยกวา The Record Type Definition (RTD) ซงมคาตางๆดงรปท 2.6

รปท 2.6 แสดงคาใน Variable length type[3]

3. Variable length ID ใชระบตวตนของเรคคอรดซงคานใชไมบอยนกแตถาตองการทจะระบตวตนของแทกกสามารถตงคาไดจากคาน

4. Variable length payload เปนสวนของขอมลจรงทเราตองการทจะอานหรอเขยน

5. MB (Message Begin) ขอมลนจะเปนจรงเมอเปนเรคคอรดแรกในแมสเสจ 6. ME (Message End) ขอมลนจะเปนจรงเมอเปนเรคคอรดสดทายในแมส

เสจ

10

7. CF (Chunk Flag) ขอมลนจะเปนจรง เมอขอมลทจะสงมขนาดเปนกอนขนาดใหญ

8. SR (Short Record) ขอมลนจะเปนจรง เมอถกใชสงขอมล payload ขนาดใหญ

2.1.5 Record Chunking[3] การทาการสงขอมลแบบ Record Chunking คอถามความตองการทจะสงขอมล

ทมเนอหาขนาดใหญกวา 232 - 1 byte เราสามารถสงขอมลไปลงไปในหลายๆ เรคคอรดโดยการกาหนดคา CF เปน 1 ในเรคคอรดแรก แตไมสามารถทจะสง chunk ลงไปในหลายๆ NDEF messages ได และคาของ TNF ตองมคา 06 (Unchanged) และความยาวของ type length ในเรคคอรดทสองจนถงสดทายจะตองมคา 0

2.1.6 The Simple NDEF Exchange Protocol (SNEP) และ Logical Link Control

Protocol (LLCP)[3] การสอสารแบบ Peer-to-Peer Exchange เปนรปแบบการสอสารระหวาง

อปกรณกบอปกรณดวยกนเอง ซงแตกตางจากการทางานของ RFID ซงทางานในโหมด Reader/writer เปนการพตนาทสาคญททาให NFC เปนเทคโนโลยทนาสนใจและถกนามาใชงานกนอยางแพรหลาย ในปจจบนการทางานของโหมดนเชนเราอานขอมลจากแทกแลวทาการเกบขอมลไวในเครองหลายๆขอมล เสรจแลวกทาการแลกเปลยนขอมลเหลานนกบอปกรณอกอปกรณนงซงอาจมหนาทสาหรบประมวลผลคาแทกทเราอานมาไดนนเอง การทางานของ Peer-to-peer exchanges นนจะทางานบนโปรตอลทมชอวา The Simple NDEF Exchange Protocol (SNEP). ซงท าห น าท เ ปน request-and-response protocol โดยตวเรมตนจะสง request ระบประเภทของขอมลทตองการแลกเปลยนไปยงตวเปาหมาย และตวเปาหมายจะ response กบมา โปรโตคอล SNEP ตงอยบนชนการทางานของ NFC Forum’s Logical Link Control Protocol (LLCP) อกท ซงสาหรบการพฒนาโปรแกรมนนเราไมตองเขาใจการทางานของทงสองโปรโตคอลนกไดเพราะตวโปรแกรมจะทาหนาทจดการตรงสวนนใหเรา แตหลกๆคอโปรตอลคอลทงสองตวนทาหนาทในการควบคมการรบสงขอมลระหวางอปกรณนนเอง ดงทแสดงไวในรปท 2.7

11

รปท 2.7 แสดงภาพลาดบชนการทางานของ NFC[3]

2.2 ระบบปฎบตการ Android [4][5][6][7][8][9][10][20] แอนดรอยด (Android) เปนระบบปฏบตการสาหรบอปกรณพกพาททางานอยบนพนฐานของระบบปฎบตการลนกซ(Linux) โดยทระบบปฏบตการแอนดรอยดถกพฒนาขนโดยบรษทกเกล (Google) ซงจบมอกบกลมบรษททผลตงานดานฮารดแวรสอสารเชน Intel, HTC, LG, Texas โดยจดตงเปนองคกรความรวมมอทมชอวา Open Handset Alliance Instruments โดยมวตถประสงคในการสรางแพรตฟอรม (Platform) สาหรบอปกรณพกพาทเปนมาตรฐานแบบเปด (Open standard) แอนดรอยดเปนระบบปฏบตทไมมผ ใดถอครองกรรมสทธ บรษทผผลตอปกรณตางๆ สามารถนาไปใชงานไดโดยทไมตองเสยคาใชจายทางดานลขสทธ นอกจากนนระบบปฏบตการแอนดรอยด ยงเปนระบบเปดหรอ (Open source) ทาใหผผลตสามารถปรบแตงตวระบบใหเหมาะสมกบฮารดแวรของบรษทตนเองได ในการพฒนาแอพพลเคชนใหทางานบนระบบปฏบตการแอนดรอยดนนจะใชภาษาจาวา (Java) เปนภาษาในการพฒนา โดยการเขาถงความสามารถตางๆ จะทาไดโดยการเรยกผานจาวาไลบราร (Java library) ทอยใน Android SDK หรอชดพฒนาซอฟตแวรสาหรบระบบปฎบตการแอนดรอยด ซงสามารถดาวนโหลดไดฟร ตวระบบปฎบตการแอนดรอยดนนไดถกพฒนามาอยางตอเนอง ซงปจจบนไดพฒนามาถงเวอรชน 6 (marshmallow) ซงในการพตนาแตละเวอรชนจะมชอรหสและโคดเนม และ API level ทแตกตางกนไปตามตารางท 2.1 ถงตารางท 2.3

12

ตารางท 2.1 เวอรชนของแอนดรอยด[4]

Version name Release date Market share API Level 6 Marshmallow 2015 Oct 5 - 23

5.1.1 Lollipop 2015 Apr 21 5.10%

22 5.1 Lollipop 2015 Mar 9 22

5.0.2 Lollipop 2014 Dec 19 21 5.0.1 Lollipop 2014 Dec 2 21

5 Lollipop 2015 Dec 2 15.90% 22 4.4.4 KitKat 2014 Jun 23

39.20% 19

4.4.3 KitKat 2014 Apr 14 19 4.4.2 KitKat 2013 Dec 5 19 4.4 KitKat 2013 Oct 31 19 4.3 Jelly Bean 2013 Jul 24 4.50% 18

4.2.2 Jelly Bean 2013 Feb 11 15.20%

17 4.2.1 Jelly Bean 2012 Nov 27 17 4.2 Jelly Bean 2012 Nov 13 17

4.1.2 Jelly Bean 2012 Oct 9 12.10%

16 4.1.1 Jelly Bean 2012 Jul 23 16 4.1 Jelly Bean 2012 Jul 9 16

4.0.4 Ice Cream Sandwich 2012 Mar 28 3.70% 15

3.2.6 Honeycomb 2012 Feb 15 0% 13

13


Version name Release date Market share API Level

4.0.3 Ice Cream Sandwich 2011 Dec 16 3.70% 15

3.2.4 Honeycomb 2011 Dec 15 0% 13

4.0.2 Ice Cream Sandwich 2011 Nov 28 0% 14

4.0.1 Ice Cream Sandwich 2011 Oct 19 0% 14

4 Ice Cream Sandwich 2011 Oct 18 0% 14

3.2.2 Honeycomb 2011 Sep 30 0% 13 2.3.7 Gingerbread 2011 Sep 21 4.10% 10 3.2.1 Honeycomb 2011 Sep 20 0% 13 2.3.6 Gingerbread 2011 Sep 2 4.10% 10 2.3.5 Gingerbread 2011 Jul 15 4.10% 10 3.2 Honeycomb 2011 Jul 15 0% 13

2.3.4 Gingerbread 2011 May 10 4.10% 10 3.1 Honeycomb 2011 May 10 0% 12 3 Honeycomb 2011 Feb 22 0% 11

2.3.3 Gingerbread 2011 Feb 9 4.10% 10 2.3 Gingerbread 2010 Dec 6 0% 9 2.2 Froyo 2010 May 20 0.20% 8

14


Version name Release date Market share API Level 2.1 Eclair 2010 Jan 12 0% 7

2.0.1 Eclair 2009 Dec 3 0% 6 2 Eclair 2009 Oct 26 0% 5

1.6 Donut 2009 Sep 15 0% 4 1.5 Cupcake 2009 Apr 30 0% 3 1.1 Banana bread 2009 Feb 9 0% 2 1.0 Apple pie 2008 Sep 23 0% 1

2.2.1 คณสมบตและความสามารถของระบบปฎบตการแอนดรอย [20] คณสมบตและความสามารถตางๆของตวระบบปฏบตการแอนดรอยมมากมายและยงถกพฒนาอยางตอเนองเพอใหตวระบบมความสามารถมากวาเดม โดยในทนจะขอยกตวอยางความสามารถหลกๆดงตอไปน

1. สนบสนนการการเชอมตอเชน GSM/EDGE , IDEN , CDMA , EV-DO , UMTS , Bluetooth , Wi-Fi , LTE , NFC และ WiMAX

2. ส น บ ส นน ร ะบ บ Messaging เ ช น SMS, MMS, Threaded Text Messaging และ Cloud To Device messaging Framework (C2MD)

3. สนบสนนการจดเกบขอมล เชน มฐานขอมล SQLite ทเปนฐานขอมลเชงสมพนธทมขนาดเลกแตมประสทธภาพสง

4. สนบสนนระบบมเดย (Media) เ ชน MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG เปนตน

5. สนบสนนสตรมมง (Streaming) เช RTP/RTSP , HTML progressive download (HTML5)

6. สนบสนนจาวา ในการพฒนาแอพพลเคชนบนแอนดรอยจะใชภาษาจาวาโดยทตวโคดจาวาทผานการคอมไพลแลวจะไมไดทางานบน Java Virtual Machine (JVM) เหมอนภาษาของจาวาทวๆไปแตจะไปทางานบน Dalvik Virtual Machine ซงเปน VM ททางกเกลพฒนาขนมาสาหรบอปกรณพกพาโดยเฉพาะ

15

7. สนบสนนการทามลตทช (Multi-touch) ซงรองรบการสมผสหนาจอเพอสงการไดพรอมกนมากกวาหนงจด

8. สนบสนนการทางานแบบมลตทาสกง (Multi-tasking) ซงทาใหแอพพลเคชนทางานไดหลายอนพรอมกน

9. สนบสนนการทา Mobile Hotspot คอความสามารถในการแชรอนเตอรเนตผานอปกรณแอนดรอย

10. สนบสนนฮารดแวรเสรมอนๆ เชนกลองถายรป, GPS, Accelerometer และเทอรโมมเตอร เปนตน

11. สนบสนนการทางานหลายภาษา 2.2.2 สถาปตยกรรมของระบบปฎบตการแอนดรอยด [20] โครงสรางการทางานของระบบปฏบตการแอนดรอยนนจะประกอบกนเปนชนๆโดยแตละชนจะเรยกใชบรการของชนทอยดานลางและจะใหบรการกบชนทอยดานบน โดยโครงสรางทงหมดจะเปนดงรปท 2.8 โดยมรายละเอยดเปนดงน

รปท 2.8 โครงสรางของระบบ[5]

1. Linux Kernel สวนทเปนแกนหลกหรอเคอรเนล (kernel) ของแอนดรอยดนนความจรงคอ kernel ของลนกซซงสวนของ Linux Kernel นจะทาหนาทเปน ตวกลางระหวางฮารดแวรกบสวนของซอฟตแวรทอยในชนถดขนไป ทาหนาทบรหารจดการทรพยกรตางๆของเครองเชน จดการกบหนวยความจา จดการกบโพรเซส เปนตน ผผลตอปกรณสามารถทาใหแอน

16

ดรอยดไปทางานบนฮารดแวรแบบตางๆได โดยการดดแปลงสวนของ Linux Kernel นเอง

2. เนทฟไลบราร (Native Libraries) เปนสวนทเขยนขนจากภาษา C หรอ C++ ทงหมดและถกคอมไฟลมาสาหรบฮารดแวรแตละรนโดยมรายละเอยดดงน 2.1 Surface Manager คอสวนจดการสวนแสดงผลทมความสามารถในการ

ผสมกราฟกทง 2 มตและ 3 มตเขาดวยกนทาใหสามารถสรางเอฟเฟค เชนวนโดวทสามารถมองทะลไปขางหลงได

2.2 Media libraries คอสวนทจดเตรยมบรการในการเลนและบนทกเสยง วดโอ รปภาพ เชน MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG เปนตน

2.3 SQLite คอ database engine ทมขนาดเลกแตมประสทธภาพสงเพอใหเราสามารถจดเกบขอมลของแอพพลเคชนไวในรปแบบฐานขอมลชงสมพนธ (relational database)

2.4 WebKit คอสวยทใชแสดงเนอหาเวบเพจ ซงเปนตวเดยวกบทใชใน Google Chrome และ Apple Safari

3. Android Runtime เปนสวนทประกอบไปดวย core library สาหรบภาษาจาวาและ Dalvik ซงเปน Java Virtual Machine ในแบบของแอนดรอยดเองโดยถกออกแบบมาสาหรบอปกรณทใชพลงงานจากแบตเตอรและมหนวยความจาจานวนนอยโดยเฉพาะ ในการทางานนนแตละแอพพลเคชนจะทางานอยในโพรเซลของตวเอง และม Dalvik VM เปนของตวเองดวย ดงนนโคดของแตละแอพพลเคชนจงทางานอยใน VM ทแยกออกจากกน

4. Application Framework เปนสวนทใชพฒนาแอพพลเคชน ซงประกอบไปดวยคอมโพเนนตพนฐานทใชในการสรางแอพพลเคชน 4.1 Activity Manager คอสวนควบคม lifecycle ของแอพพลเคชน 4.2 Content providers คอสวนททาใหแอพพลเคชนตางๆนนสามารถแชร

ขอมลกนได 4.3 View System คอสวนทใชตดตอผใชงาน (UI) เชนป ม เทกซบอกซ

เปนตน 4.4 Resource Manager คอสวนจดการทรพยากรของแอพพลเคชน 4.5 Notification Manager คอสวนททาใหแอพพลเคชนสามารถแสดง

ขอความแจงเตอนผใชออกมาทแถบสถานะได 4.6 Applications สวนบนสดคอแอพพลเคชนตางๆทตดตงมากบเครอง

รวมถงแอพพลเคชนทเราไดสรางขนมาดวย

17

2.2.3 กระบวนการ Build System [6][20] กระบวนการ Build System หมายถงการบวนการคอมไพล (compile) ไฟลโคด

จาวาและไฟลตางๆทเกยวของ แลวนามารวมกนเปนไฟล .apk หรอ Android Package ทสามารถนาไปตดตงและเปดทางานบนอปรณแอนดรอยดได โดยมลาดบขนตอนดงทแสดงในรป 2.9

รปท 2.9 แสดงลาดบขนตอนการคอมไพล[6] 1. Android Asset Packaging Tool (aapt) จะรบไฟลตางๆทใชในอยภายใน

แอพพลเคชนทมการประกาศใชงานไว เชน AndroidManifest.xml รวมถงไฟล XML ตางๆทถกใช เพอทาการคอมไพล และในขนตอนนไฟล R.java จะถกสรางขนเพอใหเราสามารถอางองถงรซอรสตางๆจากโคดจาวาได

18

2. เครองมอ aidl ทาการรวบรวมไฟล .aidl (Android Interface Definition Language) ซงเปนไฟลทควบคมการสงขอมลผานแอพพลเคชนหนงไปสอกแอพพลเคชนหนง แปลงเขาไปจาวาอนเตอรเฟส (Java interfaces)

3. ไฟลจาวาทงหมดจะรวมถง R.java และ .aidl ถกรวมและทาการคอมไพลดวยจาวาคอมไพลเลอร (javac) ออกมาเปนไฟล .class

4. เครองมอ dex จะแปลงไฟล .class ไปเปน Dalvik byte code (.dex) ทเปนรปแบบของแอนดรอยดซงในขนตอนนไลบารไฟลทมาจากภายนอก (3rd party) จะถกรวบรวมเขาไปดวย

5. ขอมลทยงไมไดถกคอมไฟลเชน รปภาพ และขอมลทผานการคอมไพลรวมถง .dex ไฟลจะถกสงไปให apkbuilder เพอทาการรวมเปน .apk ไฟล

6. หลงจากทได apk ไฟลออกมาแลวจะตองทาการ sing ดวย debug key หรอ release key กอนจงจะสามารถตดตงลงบนอปกรณได

7. สดทายในกรณทแอพพลเคชนพรอมใชงานแลวจะตองผานการจดการ .apk ไฟลดวย zipalign เพอชวยลดการใช เมมโมร ขณะทางานบนอปกรณ

2.2.4 Lifecycle ของแอคทวต [7][8][20] แอพพลเคชนบนแอนดรอยดจะมการจดการแอคทวตตางๆในแบบสแตค

(stack) คอแอคทวตทเรมทางานขนมาจะถกวางไวดานบนสด และกลายเปนแอคทวตททางาน (running activity) สวนแอคทวตทมากอนจะถกผลกไวดานหลงถดลงไปตามลาดบ และเมอแอคทวตชนบนสดจบการทางาน แอคทวตในลาดบถดลงกอนหนา จะกลบขนมาอยดานบนตามเดม เราไมสามารถทจะควบคมสถานะของแอคทวตได เนองจากแอนดรอยดจะจดการให แตตวแอนดรอยดจะแจงใหเราทราบถงสถานะของแอคทวตทเปลยนไปผานทางเมธอด เชน onStart(), onRestart(), onResume(), onPause(), onStop(), onDestroy() เปนตน รปแบบและขนตอนการทางานจะแสดงไวในรปท 2.10 โดยมรายละเอยดดงตอไปน

19

รปท 2.10 แสดงรปแบบวงจรชวตของแอคทวต[7]

1. เมทธอด onCreate(Bundle) จะถกเรยกใชเมอแอคทวตเรมตนทางาน

เมทธอดนมพารามเตอรหนงตวคอ Bundle ซงจะมคาเปน null แตถาในกรณทแอคทวตถกทาลายเนองจากระบบตองการใชหนวยความจา พารามเตอรตวนจะถกเกบขอมลสถานะเดมของแอคทวตไว

2. เมทธอด onStart() จะถกเรยกเมอแอคทวตกาลงจะแสดงใหผใชเหน 3. เมทธอด onResume() จะถกเรยกใชเมอแอคทวตอยดานบนสดของสแตค

และพรอมรบอนพคตางจากผใชงาน 4. เมทธอด onPause() จะถกเรยกใชเมอแอคทวตกาลงจะลงไปอยดานหลง

เนองจากมแอคทวตอนขนมาอยบนสดของสแตคแทน 5. เมทธอด onStop() จะถกเรยกใชเมอแอคทวตไมไดแสดงผลใหผใชเหนแลว

ในกรณทระบบตองการใชหนวยความจาแอคทวตอาจถกระบบทาลายทงไดเลยตอนเรยกใช onPause() ดงนนในบางครง onPause() จะเปนเมธอดสดทายของ lifecycle ของแอคทวต

20

6. เมทธอด onRestart() จะถกเรยกใชเมอแอคทวตกาลงจะกลบมาแสดงผลใหผใชเหนอกครงหลงจาก พกลงไปอยดานหลง

7. เมทธอด onDestroy() จะถกเรยกเปนเมทธอดสดทายกอนทแอคทวตจะถกทาลายไป ซงอาจจะเปนเพราะจบการทางาน หรอถกระบบทาลายเพอนาหนอยความจามาใชงานแตในกรณท ระบบเหลอหนวยความจานวนนอยมาก ระบบอาจจะทาลายแอคทวตทงเลยโดยทไมเขามาทเมทธอดน

โดยทวไปแลวชวงเวลาของแอคทวตจะมอยสามรปแบบดงทแสดงในรป 2.11 คอ ชวงเวลาทงหมด, ชวงเวลาทแอคทวตแสดงผล, และชวงเวลาทแอคทวตอยเบองหนา

รปท 2.11 แสดงชวงเวลาของแอคทวต[8]

2.2.5 แอนดรอยดกบเทคโนโลย Near Field Communication (NFC)[19] ในอปกรณแอนดรอยดมการรองรบการทางานของ NFC มาตงแตเวอรชน 2.3

ซงในขณะนนรองรบเพยงการอานคาจากแทคเทานนตอมาไดมการพฒนาเพอเพมความสามารถขนมา ซงในปจจบนมความสามารถรองรบการทางานไดสามรปแบบดงน

1. Reader/writer mode. 2. P2P mode. 3. Card emulation mode.

ซงตวแอนดรอยดหากทางานรวมกบมาตรฐานการสงขอมลแบบ NDEF จะมรปแบบการทางานอยดวยกนสองแบบคอ

21

1. อานและเขยนขอมลจาก NFC แทก 2. ทาการบม (Beaming) NDEF messages จากอปกรณนงไปยงอกอปกรณ

นงโดยใชฟงชนทเรยกวา Android Beam™ โดยกระบวนการอานขอมลจากแทคนนจะถกจดการโดยกระบวนการทเรยกวา

Tag dispatch system ดวยการวเคราะห NFC แทกทคนพบและเลอกแอพพลเคชนทเกยวของในรายการแอพพลเคชนทถกตดตงอยบนเครองและแอพพลเคชนนน ไดทาการประกาศคาไวใน AndroidManifest.xml วามสวนเกยวของกบฟงชนของ NFC สวนในฟงชนของ Android Beam นนอนญาตใหอปกรณสงขอมล NDEF เขาไปยงอปกรณตวอนไดโดยการแทบปง (tapping) อปกรณทงสองตวเขาดวยกนซงเปนกระบวนการทงายกวาการสงขอมลอยางอนอยางเชนบลทธ (Bluetooth) เพราะ NFC นนไมตองมการตงคา หรอการจบคอปกรณกอนทาการสงขอมลโดยเมออปกรณทงสองตวเขามาอยในระยะทาการ Android Beam จะเรมทางานผานทางชดโปรแกรมของ NFC APIs ดงนนทกแอพพลเคชนจงสามารถสงขอมลระหวางอปกรณไดเชน สงขอมลรายชอผตดตอ ขอมลเวบไซต เปนตน 2.2.6 หลกการทางานของกระบวนการ Tag Dispatch System [21][9]

ปกตแลวอปกรณแอนดรอยหากไดทาการเปดการทางานของระบบ NFC ไวตวระบบจะทาการคนหาแทคอยตลอดเวลาถงแมวาตวอปกรณนนจะอยในโหมดลอคสกรน (lock screen) กตาม จนกวาจะมการทาการปดการทางานในเมนตงคา เมอตวอปกรณไดคนพบ NFC tag กจะทาการเลอกแอพพลเคชนขนมาทางานทนทโดยไมถามผใชงานเพราะระยะการทางานของการแสกน NFC นนใกลมากจนดเหมอนวาผใชตงใจเอาอปกรณไปวางไวใกลกนเอง ดงนนในการพฒนาแอพพลเคชนควรจะมการจดการเฉพาะแทกทสนใจเทานน เพอไมใหแอพพลเคชนนนแสดงขนมาโดยไมจาเปน และเพอใหการทางานมประสทธภาพระบบปฎบตการแอนดรอยด จงนาระบบ Tag dispatch system มาเพอใชในการวเคราะหขอมลและพยายามคนหาแอพพลเคชนทมความสนใจในขอมลทสแกนไดมา โดยมขนตอนดงไวในรปท 2.12 และมรายละเอยดงตอไปน

1. ทาการวเคราะหขอมลใน NFC tag และแยกออกมาวาขอมลทไดมาเปนชนด MIME type หรอวาเปน URI เพอระบขอมลใน payload ของแทก

2. ทาการเขารหสขอมล MIME type หรอ URI และ payload และสงขอมลเขาไปไวในอนเทรนด (intent)

3. เปดแอพพลเคชนทตรงตาม อนเทรนด ขนมา โดยทหากเนอหาทไดมามแอพพลเคชนหลายตวททางานไดระบบจะทาการแสดงหนาตางใหผใชงานเลอกวาจะเปดกบแอพพลเคชนใด โดยในการคดเลอกแอพพลเคชนนนจะมรปแบบการพจารณา อยสามชนดซงเรยงตามลาดบความสาคญดงน

22

3.1 ACTION_NDEF_DISCOVERED ใชกบขอมลของแทกทไดร บมามรปแบบ NDEF payload เปนชนดขอมลทไดร บการยอมรบ และมความสาคญสงสด และตวระบบ Tag dispatch system จะพยายามทาสวนนกอนสวนอนๆ

3.2 ACTION_TECH_DISCOVERED เมอไมมแอพพลเคชนใดททาไดในสวนของ ACTION_NDEF_DISCOVERED คอไมสามารถแยกแยะไดวาเปนขอมล MIME type หรอวาเปน URI หรอขอมลทไดรบมาไมไดอยในรปแบบของ NDEF message แตตวระบบรจกเทคโนโลยของแทกชนดน

3.3 ACTION_TAG_DISCOVERED ถาหากทงสองสวนแรกยงไมมการทางานระบบ จะเขาใชงานสวนนแทนซงเปนสวนสดทายในการตรวจสอบ ถายงไมมแอพพลเคชนไหนทางานงานได ระบบกจะไมทาอะไรกบขอมลนนเลยและทงไป

รปท 2.12 ขนตอนการคนหาแทก[9] 2.3 บอรดไมโครคอนโทรลเลอร Arduino Uno R3 [3][10][11][12]

บอรดอาดยโนเปนบอรดไมโครคอนโทรลเลอรแบบเปด (Open-source) ซงมการเปดเผยขอมลทงฮารดแวรและซอฟตแวร ถอกาเนดขนในป 2005 ทประเทศอตาลเพอใชในการเรยนการสอนโดยตงใจวานกเรยกสามารถซอมาใชไดในราคาไมเกน 100 ดอลลารสหรฐแตในปจจบนราคาถกลงกวานนมาก บอรดอาดยโนถกออกแบบมาเพอใหงายตอการใชงานทงฮารดแวรและซอฟตแวร โดยผใชงานสามารถดดแปลงเพมเตม เพอตอยอดความสามารถของบอรดของตวเองไดอกดวย โดยบอรดอาดยโนเปนบอรดทใชไมโครคอนโทรลเลอรทตระกล AVR ใของบรษท Atmel การประมวลผล และใชภาษา C++ ในการเขยนโปรแกรม และมตวโปรแกรม

23

คอมไพลเลอรทใหใชงานไดแบบฟรๆ ทาใหบอรดอาดยโนไดรบความนยมอยางแพรหลายและไดรบความนยมเพมขนอยางรวดเรว โดยมจดเดนตางๆดงตอไปน

1. งายตอการพฒนา มรปแบบคาสงพนฐานไมซบซอน 2. มกลมและสงคมผใชงานทแขงแกรงทาใหมตวอยางมากมายในโลกอนเตอรเนต 3. เปนลขสทธแบบโอเพนซอรสทาใหสามารถนาไปพฒนาในเชงธรกจได 4. ราคาตา 5. สามารถทจะพฒนาบนระบบปฏบตการใดกได 6. มหลายรนหลายขนาดเพอใชงานตามวตถประสงค

บอ รดอ าด ย โ นมหลากหลายร นและแต ล ะ ร น มขนาดของบอรดและสามารถของไมโครคอนโทรลเลอรทแตกตางกนไปเพอตอบสนองตามความตองการของผใชงานโดยมตวอยางจากรปท 2.13 ดานลาง

รปท 2.13 แสดงตารางเปรยบเทยบบอรดรนตางๆ[10]

สาหรบบอรดอาดยโน รน Arduino Uno R3 ดงทแสดงในรปท 2.14 เปนบอรดทไดรบความนยมมากทสด เนองจากราคาไมแพง และสวนใหญโปรเจคและไลบารตางๆ ทถกพฒนาขนมา สนบสนนการทางานของบอรดอาดยโนจะถกอางองจากบอรดนเปนหลก และขอดของบอรดนคอสามารถทจะซอ MCU มาเปลยนเองไดในกรณทเสย

24

รปท 2.14 Arduino Uno R3[10]

ตารางท 2.4 บอรดอาดยโน รน Arduino Uno R3 มความสามารถตางๆ ดงน[11] Microcontroller ATmega328P Operating Voltage 5V Input Voltage (recommended) 7-12V Input Voltage (limit) 6-20V Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output) PWM Digital I/O Pins 6 Analog Input Pins 6 DC Current per I/O Pin 20 mA DC Current for 3.3V Pin 50 mA Flash Memory 32 KB (ATmega328P)

of which 0.5 KB used by bootloader SRAM 2 KB (ATmega328P) EEPROM 1 KB (ATmega328P) Clock Speed 16 MHz Length 68.6 mm Width 53.4 mm Weight 25 g

2.3.1 NFC Shield V2.0 สาหรบอาดยโน [21]

NFC Shield V2.0 ตามรปท 2.15 เปนบอรดเสรม (Shield) ของอาดยโนทไดนาเอาตวเทคโนโลยการสอสารระยะใกล NFC (Near Field Communication) มาปรบใชกบบอรดอาดยโน ทาใหบอรดอาดยโนสามารถทจะตดตอสอสารกบ NFC แทก หรอสรางการสอสารแบบ point to point (P2P) เพอแลกเปลยนขอมลระหวางอปกรณได

25

โดยใชชพประมวลผลเบอร PN532 เปนตวควบคมการตดตอ ตวบอรดถกพฒนาโดยบรษท seeedstudio ซงในปจจบนมการปรบปรงตวบอรดขนมาเปนเวอรชนสอง ซงมความสามารถดงน

1. มการใชงาน ICSP header เพอใหสามารถตดตอสอสารดวย SPI กบบอรดอาดยโน ไดหลายแบบเชน Uno, Mega, Leonardo

2. ใชความถวทยท 13.56MHz ในการสอสาร 3. ใชแหลงจายไฟฟากระแสตรง 5 โวลตจากบอรดของอาดยโน 4. กนกระแสไฟฟา 100 มลลแอมป 5. สอสารไดไกลสด 5 เซนตเมตร 6. รองรบการสอสารแบบ point to point (P2P) 7. สนบสนนการทางานของโปรโตคอล ISO14443 Type A และ Type B

รปท 2.15 NFC Shield V2.0[10]

2.3.2 ESP8266-01 Wi-Fi Module [12]

ESP8266 คอโมดลไวเลสแลนทมขนาดเลก ใชพลงงานนอย และรองรบการใชงานไดหลากหลายรปแบบทง Client, Access Point และ Client+AP โดย ESP8266-01 ใชการเชอมตอดวย Serial (UART 3.3V) จงทาใหงายตอการนาไปใชงานรวมกบไมโครคอนโทรลเลอรและยงมรปแบบคาสงแบบ AT Command เพอใชในการสอสาร ทาใหสามารถเขยนโปรแกรมควบคมการเชอมตอไดสะดวกและเรยบงาย ซงตวชพ ESP นนผลตโดยบรษท Espressif System จากประเทศจน ซงมองกนวาชปตวนจะเปนอนาคตของอปกรณแบบฝงตวกนเลย ตวชพมาพรอมกบซอฟตแวรพนฐานทใชในการเชอมตอกบ TCP/IP ไดทนท หรอหากใครตองการพฒนาซอฟตแวรบนตวชพโดยตรงกสามารถใช GCC มาคอมไพลซอฟตแวรได โดยทาง Seeed Studio ซงไดซอรสโคดตวอยางออกมาดวย ความสามารถตางๆ ของ ESP8266 มดงตอไปน

26

1. รองรบการทางานของมาตรฐาน 802.11 b/g/n 2. สนบสนนการทางานแบบ P2P และ Access Point 3. มโปรโตคอลสแตก (TCP/IP protocol stack) ในตว 4. มหนวยประมวลผลขนาน 32 บตอยภายใน 5. รองรบการสอสารแบบ SPI และ UART 6. รองรบการเขารหสแบบ WEP, TKIP, AES

จนถงตอนนชพ ESP มดวยกน 16 รนดงตารางเปรยบเทยบท 2.16 ไดแสดงไว ตารางท 2.5 ตารางเปรยบเทยบรนตางๆของ ESP [12]

2.4 อนฟราเรดรโมทคอนโทรน (infrared remote control) [13] อนฟราเรดรโมทคอนโทรนเปนอปกรณอเลกทรอนกสประเภทนงทใชในการควบคมแบบไรสายกบอปกรณเชน โทรทศน วทย เครองเลนดวด ในระยะทางใกลๆ มไวเพออานวยความสะดวกใหกบผใชงาน โดยรปแบบการทางานของอนฟราเรดรโมทคอนโทรนนนจะใชแสงอนฟราเรดในการสงขอมลแบบดจตอลในรปแบบสญญาณพลส (pulse) ดงทแสดงในรปท 2.16 โดยทวไปใชความถท 38kHz เพอใชในการควบคมการทางานของอปกรณเชน ควบคมระดบเสยง ควบคมชองรบสญญาณ ควบคมอณหภม เปนตน

รปท 2.16 แสดงการรบสงขอมลของรโมทกบตวรบ[13]

27

ในการรบสงขอมลระหวางตวรบและตวสงจะมรปแบบทตกลงกนไวโดยผานกระบวนการมอดเลชน (Modulation) เพอสรางรปแบบสญญาณ โดยรปแบบการมอดเลชนทใชอยในปจจบนมมากมายแตทพบเหนกนบอยๆ ตวอยางเชน

1. RC5 Protocol เปนโปรโตคอลทนยมใชมากทสด พฒนาโดยบรษทฟลปส (Philips) ทางานบนความถ 36 kHz. มรปแบบการกาหนดคาลอจกศนยกบลอจกหนงดงรปท 2.17 ม 6 บตเปนคาคาสง (command) และม 5 บตเปนคาตาแหนง (address)

รปท 2.17 รปแบบลอจกศนยกบลอจกหนงของ RC5 Protocol[14]

ยกตวในรปท 2.18 เปนการสงคาคาสงทมคา 0x35 ลงบนตาแหนงท 0x05

รปท 2.18 ตวอยางการสงคาของ RC5 Protocol[14]

2. SIRC Protocol เปนโปรโตคอลทพบในอปกรณยหอโซน (Sony) ทางานทความถ 40kHz มใหเหนสามเวอรชนคอ

1. เวอรชน 12 บต ม 7 บตคาสง และ 5 บตตาแหนง 2. เวอรชน 15 บต ม 7 บตคาสง และ 8 บตตาแหนง 3. เวอรชน 20 บต ม 7 บตคาสง และ 5 บตตาแหนงและม 8 บตเสรม

SIRC Protocol มรปแบบการกาหนดคาลอจกศนยกบลอจกหนงดงรปท 2.19

รปท 2.19 รปแบบลอจกศนยกบลอจกหนงของ SIRC Protocol[15] ตวอยางในรปท 2.20 เปนการสงคาคาสงทมคา 0x19 ลงบนตาแหนงท 0x01 โดยในตวโปรโตคอลนจะเรมสงจากคา LSB กอน

28

รปท 2.20 ตวอยางการสงคาของ SIRC Protocol[15]

3. RECS-80 Protocol ถกออกแบบโดยบรษทฟลปสททางานรวมรบบรษทเอสท (ST) ทางานบนความถ 38 kHz. มตาแหนงแอดเดรส 20 ตาแหนงและม คาสง 64 คาสง ในตวโปรโตคอลนมความแตกตางทเหนคอในสวนของตาแหนงแอดเดรสคาไบนารจะไมสามารถอานคาตรงๆ ได แตจะมรปแบบดงตารางท 2.5 ตารางท 2.5 แสดงรปแบบการกาหนดคาแอดเดรสของ RECS-80 Protocol[16]

Binary Decimal Binary Decimal 1 1 1 1 1 1 0 0 11 0 0 0 2 0 0 0 1 12 0 0 1 3 1 0 0 1 13 0 1 0 4 0 1 0 1 14 0 1 1 5 1 1 0 1 15 1 0 0 6 1 0 1 0 16 1 0 1 7 0 1 1 0 17

0 0 0 0 8 1 1 1 0 18 1 0 0 0 9 0 1 1 1 19 0 1 0 0 10 1 1 1 1 20

โดยโปรโตคอล RECS-80 Protocol มรปแบบการกาหนดคาลอจกศนยกบลอจกหนงดงรปท 2.21 ดานลาง

รปท 2.21 รปแบบลอจกศนยกบลอจกหนงของ RECS-80 Protocol[16]

โดยตวอยางในรปท 2.22 เปนการสงคาคาสงทมคา 0x23 ลงบนตาแหนงท 0x0A

29

รปท 2.22 ตวอยางการสงคาของ RECS-80 Protocol[16]

4. NEC Protocol ถกออกแบบโดยบรษทเอนอซ (NEC) ทางานบนความถ 38 kHz พบเหนโปรโตคอลนไดตามอปกรณของบรษทซนโย (Sanyo) ม 8 บตสาหรบคาสงและ 8 บตสาหรบตาแหนง มรปแบบการกาหนดคาลอจกศนยกบลอจกหนงดงรปท 2.23

รปท 2.23 รปแบบลอจกศนยกบลอจกหนงของ NEC Protocol[17]

โดยตวอยางในรปท 2.24 เปนการสงคาคาสงทมคา 0x16 ลงบนตาแหนงท 0x59 โดยในตวโปรโตคอลนจะเรมสงจากคา LSB กอน และจะมการสงขอมลซาอกครงโดยการกลบรปแบบจากหนงเปนศนยเพอเพมความหนาเชอถอ แตหากเราไมสนใจฟงชนนเราสามารถขยายการสงขอมลเปนรปแบบ 16 บตได

รปท 2.24 ตวอยางการสงคาของ NEC Protocol[17]

และในการสงขอมลของ NEC Protocol นนหากมการสงขอมลซาหรอมการกดป มทรโมทคางไวจะไมมการสงขอมลเดมซาอกแตจะใชการสงคาสงใหทาซาจากชดคาสงลาสดตามรปท 2.25

รปท 2.25 ตวอยางการสงคาซาของ NEC Protocol[17]

30

บทท 3 โครงสรางและการออกแบบ

3.1 การออกแบบระบบโดยรวม การทางานของระบบทแสดงไวรปท 3.1 เปนการใหบรการผานระบบเครอขายเนตเวรคโดยตวอปกรณมงเนนไปทการเชอมตอแบบไวเลสแลนเปนหลกเพอใหงายตอการตดตงและใชงาน สวนการควบคมจากผใชงานนนเรมแรกจะเนนควบคมผานเบราเซอร (Browser) เปนหลกโดยมเซฟเวอรเปนเครองแมขายทาหนาทเปนตวกลางในการตดตอระหวางผใชงานกบอปกรณควบคม โดยมการควบคมเชน ควบคมการเปด-ปดของไฟฟา ควบรโมทคอนโทรลโทรทศน ควบคมการปลดลอคประต เปนตน

รปท 3.1 แสดงภาพการทางานโดยรวมของระบบ โดยจากรปท 3.1 จะแบงการทางานออกเปนสามสวนซงทาหนาทแตกตางกนไปคอสวน

แรกคอสวนของกลองควบคม (control box) ททาหนาทตดตอกบเครองแมขาย(server) เพอทาการแลกเปลยนสถานะระหวางกนและเปนสวนทคอยควบอปกรณใหทางานตามความตองการของผใชงานโดยในสวนนจะใชโปรโตคอลทออกแบบมาเพอชวยในการสอสารกน สวนทสองคอสวนเครองแมขายทาหนาทรบคาสงจากผใชงานหรอจากการประมวลผลเงอนไขภายในและนาคาสงเหลานนสงตอใหอปกรณกลองควบคม สวนทสามคอสวนผใชงานซงเปนสวนทแสดงผลเพอใชผใชงานสงการ หรอควบคมอปกรณกลองควบคมได โดยในสวนนจะใชเทคโนโลยเวบเพจเปนตวกลางในการตดตอ ทงสามสวนจะตองประสานงานกนเพอทาใหระบบทางานไดตามตองการ

31

3.2 การออกแบบโปรโตคอลในการตดตอสอสาร ในการแลกเปลยนขอมลระหวางเครองแมขายและอปกรณควบคมนนจาเปนตองมขอตกลงกนกอนวาจะสอสารกนอยางไรและมรปแบบขอความเปนอยางไรเพอใหทงสองฝายสามารถเขาใจความหมายของขอความซงกนและกน โดยในทนไดมการออกแบบโปรโตคอลไวดงน

3.2.1 รปแบบเฟรมสอสารเพอใชในการอานขอมลขนมาจากกลองควบคมโดยมรปแบบดงแสดงในรปท 3.2

รปท 3.2 แสดงภาพเฟรมการอานขอมล

3.2.2 รปแบบเฟรมสอสารเพอใชในการเขยนขอมลลงกลองควบคมโดยมรปแบบดงแสดงในรปท 3.3

รปท 3.3 แสดงภาพเฟรมการเขยนขอมล

3.2.3 รปแบบเฟรมสอสารเพอใชในการอานขอมลขนมาจากกลองควบคมโดยมรปแบบดงแสดงในรปท 3.4

รปท 3.4 แสดงภาพเฟรมการตอบกลบ

3.2.4 คาตางๆในชองมความหมายและรายละเอยดดงน 1. Header เปนสวนเรมตนของขอความจะถกกาหนดคาคงทไวท 0x42 2. sequent number เปนสวนทใชบอกลาดบของขอความในการรบและสง 3. Command เปนสวนคาสงวาตองการทจะอานหรอเขยนขอมลโดยคา

ดงน - 0x00 เปนเพอใชในการหาอปกรณในเครอขายทงหมดเมอสง

คานออกไปอปกรณทกตวทไดรบจะสงคากลบมารายงานตว - 0x01 เปนการเรยกอานคาจากอปกรณ - 0x02 เปนการเขยนคาลงคาจากอปกรณ

4. Address เปนสวนระบตาแหนงการของคาทตองการอานหรอเขยน 5. Byte count คอจานวนของขอมลทอยภายในวามจานวนเทาไรมหนวย

เปนไบต

Header sequent number Command Address CRC END

Header sequent number Command Address Byte count DATA Start DATA Stop CRC END

Header sequent Error Code Command Address Byte count DATA Start DATA Stop CRC END

32

6. Error Code เปนคาระบผลขอคาสงวาสงทไดรองขอไป นนสามารถประมวลผลไดหรอไมโดยจะมคาตางๆดงน

- 0x00 คอปกตไมมขอผดพลาด - 0x01 คอมตาแหนงแอดเดรสผดพลาด - 0x02 คอคา CRC ผดพลาด - 0x03 คอรปแบบของโปรโตคอลผดพลาด

7. CRC เปนคาทไดจากการคานวนเพอใชในการตรวจสอบความสมบรณของขอความเพอตรวจสอบความถกตองโดยนาเอาคาตงแตไบตแรกจนถงไบตกอนหนาของคา CRC มาบวกกนโดยท CRC มคาหนงไบต

8. END เปนสวนจบของขอความจะถกกาหนดคาไวทคงทไวท 0x14 3.2.5 ตวอยางการสงขอมลเพอคนหาอปกรณทอยบนเครอขายดวยคาสง “00”

1.รปแบบคาสงทสงแสดงดงรปท 3.5

รปท 3.5 ตวอยางการสงขอมลเพอคนหาอปกรณ

2.รปแบบการตอบกลบแสดงดงรปท 3.6

รปท 3.6 ตวอยางการตอบกลบคาสงคนหาอปกรณ

3.2.6 ตวอยางการสงคาสงเพออานคาขนมาจากอปกรณดวยคาสง “01” 1.รปแบบคาสงทสงแสดงดงรปท 3.7

รปท 3.7 ตวอยางการสงคาสงเพออานคาขนมาจากอปกรณ

Header sequent number Command Address CRC END0x42 0x01 0x01 0x00 0x44 0x14

Header sequent Error Code Command Address Byte count ID0x42 0x01 0x00 0x01 0x00 0x0A 0x01

CRC END0x0F 0x08 0x00 0x01 0x01 0x01 0x0A 0x00 0x00 0x72 0x14

cashserial number

Headersequent numberCommand Address CRC END0x42 0x01 0x01 0x01 0x45 0x14

33


รปท 3.8 ตวอยางการตอบกลบคาสงเพออานคาขนมาจากอปกรณ

3.2.7 ตวอยางการสงเพอเขยนคาลงอปกรณดวยคาสง “02” 1.รปแบบคาสงทสงแสดงดงรปท 3.9

รปท 3.9 ตวอยางการสงเพอเขยนลงคาอปกรณ


รปท 3.10 ตวอยางการตอบกลบคาสงเขยนลงคาอปกรณ

Header sequent Error Code Command Address Byte count CRC END0x42 0x01 0x00 0x01 0x00 0x00 0x44 0x14

Header sequent Command Address Byte count CRC END0x42 0x01 0x02 0x01 0x02 0x01 0x02 0x4B 0x14

DATA

Header sequent Error Code Command Address Byte count CRC END0x42 0x01 0x00 0x02 0x00 0x00 0x45 0x14

34

3.3 การออกแบบกระบวนการในการสอสารขอมล ในการสอสารขอมลนอกจากจะตองมโปรโตคอลในการตดตอกนแลวยงตองมวธการ

ตดตอกนอกซงในทนใชการสอสารแบบ UDP ในการตดตอโดยมพอรตทรบขอมลหมายเลข 60400 และพอรตทใชสงขอมลหมายเลข 60401 โดยมขนตอนและกระบวนการดงน

3.3.1 กระบวนการในการคนหาอปกรณ กระบวนการนเกดขนบนเครองแมขายซงจะตองคอยคนหาอปกรณทอยในเครอขายตลอดเวลาโดยการบอรดแคสคาคาสงหมายเลข “00” ตามรปท 3.11 ถาตวอปกรณไดรบกจะรายงานตวกลบมา หากอปกรณไมตอบสนองคาสงในชวงเวลานงกจะถอวาอปกรณนนขาดการตดตอ

รปท 3.11 แสดงภาพกระบวนการคนหาอปกรณ

3.3.2 กระบวนการอานและเขยนขอมลบนอปกรณจะใชการตดตอกบหมายเลขไอพแอดเดรส (IP Address) ของอปกรณโดยตรงโดยหมายเลขของไอพแอดเดรสนนไดมาจากขนตอนการคนหาตามรปท 3.12

รปท 3.12 แสดงภาพกระบวนการอานและเขยนอปกรณ

3.4 การออกแบบการทางานของเครองแมขาย เครองแมขายทาหนาทเปนตวกลางในการตดตอระหวางผใชงานและอปกรณกลองควบคม

โดยการพฒนาโปรแกรมบนเครองแมขาย โดยใชภาษาซชารป (C#) ในการพฒนาและพฒนาในรปแบบของกราฟฟก ยสเซอร อนเตอรเฟซ (Graphical User Interface) หรอ จยไอ (GUI) ซงมกระบวนการทางานแบงออกเปนสวนๆ ดงตอไปน

35

3.4.1 เปนสวนททาหนาทคนหาอปกรณในระบบเครอขายเฝามองและตดตาม เพอระบวาปจจบนมอปกรณไหนอยบางและปจจบนมอปกรณไหนหายไปบางมลกษณะการทางานดงรปท 3.13

เรมตน

ประมวลผลขอความ

บอรดแคส คาสง 00 ออก 255.255.255.0:60400

รบขอความตอบกลบคาสง “00"

แสดงรายการอปกรณ

จบ

มขอความเขามา

จบการทางาน

ใช

ไมใช

ไมใช

ใช

รปท 3.13 แสดงภาพกระบวนการคนหาอปกรณ

3.4.2 สวนการตรวจสอบวาอปกรณถกลงทะเบยนแลวหรอยงเพอแสดงใหผใชเหนอปกรณทถกเพมมาใหม และในสวนสงงานจะทางานกบอปกรณทถกลงทะเบยนแลวเทานนลกษณะการทางานดงรปท 3.14

36

เรมตน

รบรายชออปกรณทพบ

แสดงรายการอปกรณทยงไมลงทะเบยน

จบ

มการลงทะเบยน


ใช

ไมใช

ไมใช

ใช

รบรายชออปกรณในฐานขอมล

ตรวจสอบการลงทะเบยน

รปท 3.14 แสดงภาพสวนการตรวจสอบวาอปกรณลงทะเบยน

3.4.3 สวนตรวจสอบคาสงจากผใชงานสวนนจะมหนาทตรวจสอบวาผใชมการสง

อะไร หรอไมหากมสวนนจะทาหนาทสรางชดคาสงระบเปาหมายและสงตอคาสงใหสวนสงขอมลตอไปลกษณะการทางานดงรปท 3.15

37

เรมตน

รบคาสงจากฐานขอม ล

จบ

มคาสงในฐานขอมล


ใช

ไมใช

ไมใช

ใช

ตรวจสอบคาสงในฐานขอมล

รบรายการอปกรณ

สรางชดคาสง

สงชดคาสงใหฝายสงขอมล

รปท 3.15 แสดงภาพสวนตรวจสอบคาสงจากผใชงาน

3.4.4 สวนสงขอมลเปนสวนทคอยสงคาสงออกไปหาอปกรณและคอยตรวจสอบวาอปกรณไดทาตามทสงไปหรอไม หากไมทาตามเนองจากสาเหตใดสาเหตนงเชนขอมลหายระหวางทาง กจะทาการสงคาสงใหมโดยการตรวจสอบวาอปกรณนนทาตามสงไวหรอไมนนตรวจสอบจากคาแคช (Cache) ซงไดมาจากกระบวนการตรวจสอบสถานะของอปกรณซงทางานกอนหนาและกระบวนการคนหาอปกรณททางานหลงจากสงคาสงออกไปแลว ทาใหสามารถเปรยบเทยบคาแคชเกาและคาแคชใหมไดลกษณะการทางานดงรปท 3.16

38

เรมตน

รบคาแคชปจจบน

จบ

มคาสงในฐานขอมล


ใช

ไมใช

ไมใช

ใช

สงขอความออก ControlboxIP:60400

คานวนแคชใหม

รบคาสงจากฐานขอมล


หนวงเวลา

เปรยบเทยบแคช ตรงกน

ใช

ไมใช

รปท 3.16 แสดงภาพสวนสงขอมล

3.4.5 สวนปรบปรงสถานะของอปกรณเปนกระบวนททาใหผใชงานรบรถงสถานะ

ตางๆของอปกรณแตละตวไดโดยกระบวนการนจะใชประโยชนจากคาแคชทไดรบมาตอนขนตอนการคนหาโดยตรวจสอบคาแคชเกากบปจจบนวามคาตรงกนหรอไมหากไมตรงกนกจะเขาสกระบวนการสรางคาสงเพอรองขอการอพเดทและสงตอคาสงใชฝายสงขอมลตอไป ลกษณะการทางานดงรปท 3.17

39

เรมตน


เปรยบเทยบแคช ตรงกนใช

ไมใช

รบคาแคชกอนหนา


จบ

จบการทางาน ไมใช

ใช



รปท 3.17 แสดงภาพสวนปรบปรงสถานะของอปกรณ

3.4.6 สวนรบขอความการอปกรณเปนกระบวนการททาหนาทรบขอมลทวงเขามาทยดพพอรต 60401 สวนนจะทาการตดขอความเพอแยกแยะวาจะสงขอความนไปใหการทางานสวนไหนเชนถาเปนรหส “00” ใหสงตอไปทสวนคนหาอปกรณ รหส “01” สงไปทสวนอพเดทอปกรณ รหส “02” สงไปทสวนสงงานอปกรณ ลกษณะการทางานดงรปท 3.18

40

เรมตน

สวนคนหาอปกรณ

รบขอความจากพอรต UDP 60401

จบ

คาสง 00


ใช

ไมใช

ไมใช

ใช

คาสง 01

คาสง 02

ไมใช

ใช

ใชสวนอพเดทอปกรณ

สวนสงการอปกรณ

ประมวลผลขอความ

รปท 3.18 แสดงภาพสวนรบขอความของอปกรณ

3.4.7 สวนตรวจสอบเงอนไขทาหนาท ตรวจสอบใหอปกรณทางานตามเงอนไขท

ผใชงานกาหนดไวเชนเปด-ปดตามเวลา เปด-ปดตามอณหภมเปนตนและหากเงอนไขเปนจรงเมอไรกจะทาการสรางคาสงขนมาและสงตอใหฝายรบสงขอมลตอไป ลกษณะการทางานดงรปท 3.19

41

เรมตน

จบ

ตรงเงอนไข


ใช

ไมใช

ไมใช

ใช

ตรวจสอบเงอนไขการทางานเชน วน เวลา




รปท 3.19 แสดงภาพสวนตรวจสอบเงอนไข

จากทงหมดทแสดงมาเปนขนตอนการทางานและหนาทของสวนการทางานตางๆของตวโปรแกรมททางานบนเครองแมขายซงมหนาทเปนตวเชอมตอระหวางอปกรณและผใชงานและเปนตวจดการเงอนไขตางๆ โดยสรปแลวการทางานของโปรแกรมจะทางานตามตามลาดบขนตอนทไดแสดงไวในภาพท 3.20

42

เรมตน

จบ

ออนไลน


ใช

สวนคนหาอปกรณ

สวนสวนลงทะเบยนอปกรณ

สวนปรบปรงอปกรณ

สวนตรวจสอบคาสงจากผใชงาน

สวนตรวจสอบเงอนไข

สวนรบขอความ

สวนสงคาสง

สวนรบขอความ

ลงทะเบยน ไมใช

ใช

ใชไมใช

รปท 3.20 แสดงภาพกระบวนการทางานของโปรแกรมแมขายโดยภาพรวม

43

3.5 การออกแบบการทางานบนตวอปกรณกลองควบคม กลองควบคมคออปกรณทอยตดกบอปกรณไฟฟาเปนอปกรณสดทายในระบบทาหนาทาสงงานอปกรณไฟฟาตามทไดรบคาสงมาจากเครองแมขาย ในอปกรณกลองควบคมนนเนองจากออกแบบมาใหทางานกบเครอขายไรสายจงจาเปนตองมการตงคาแอคเซสพอยต (Access Point) กอนเพอทจะสามารถเชอมตอกบระบบได ดงนนตวกลองควบคมจงมโหมดการทางานอยสองโหมดหลก ตามรปท 3.21 และมรายเอยดดงน

เรมตน

จบ

โหมดทางาน


ใช

โหมดทางาน โหมดตงคา

ใช

ไมใช

สวตชโหมด

รปท 3.21 แสดงภาพกระบวนการทางานกลองควบคมโดยภาพรวม

1. โหมดการตงคา ในโหมดนตวอปกรณจะทาหนาทเปนแอคเซสพอยตและจายไอพ

แอดเดรสใหกบอปกรณทมาเกาะเพอทาการตงคา โดยคาทจาเปนตองมการตงคาไดแก ชอแอคเซสพอยตทจะเกาะ (SSID) , รหสเชอมตอ (Password) ,ไอพแอดเดรสของเครองแมขายเพอใชในการทาทรกเกอรอพเดท (Trigger update)

2. โหมดทางาน ในโหมดนอปกรณจะทาหนาทรบคาสงจากเครองแมขายเพอมาสงงานตวเองโดยโหมดนจะสามารถตงคาตางๆ ทอยในโหมดตงคาไดแตอปกรณจะไมนาคานนไปใชโดยทนทแตจะรอผใชงานไปกดป มเพอยนยนทตวอปกรณเองอกท

44

3.6 การออกแบบอปกรณสาหรบระบบ NFC เพอใชเปนระบบเปดปดประต 1. รปแบบการทางานของอปกรณทใชเปนระบบเปดปดประตมลกษณะการทางานอย

สองแบบคอแบบแรก ผใชสงมาจากระบบควบคมเชนเวบเบราวเซอร ตามรปท 3.22 แบบทสองคอผใชงานนาสมารทโฟนทถกตดตงแอพพลเคชนไวมาสมผสกบตวกลองควบคมทม NFC จากนนตวกลองควบคมจะทาการตดตอกบเครองแมขายเพอรองขอการอนมต โดยการทางานทงสองแบบมรปแบบการทางานตามรปท 3.23

รปท 3.22 ลกษณะการทางานแบบนาสมารทโฟนมาสมผส[23]

รปท 3.23 ลกษณะการทางานโดยรวมของระบบเปดปดประต

2. การเตรยมอปกรณสาหรบระบบ NFC เพอใชเปนระบบเปดปดประตโดยใชการ

ปอนรหสผานจากอปกรณพกพาทางานบนระบบปฎบตการแอนดรอยดเขาสกลองควบคมโดยอาศยบอรดอาดยโนในการประมวลผลการทางาน โดยกลองควบคมมการออกแบบวงจรภายในดงภาพท .24

45

รปท 3.24 แสดงภาพวงจรของกลองควบคมการเปดปดประต

3.7 การออกแบบอปกรณร โมทคอลโทรล

1. รปแบบการทางานของอปกรณทใชเปนรโมทคอลโทรลมลกษณะการทางานคอ ผใชสงงานมาจากระบบควบคมเชน เวบเบราวเซอร โดยแบบมรปแบบการทางานตามรปท 3.25

รปท 3.25 ลกษณะการทางานโดยรวมของอปกรณรโมทคอลโทรล

2. ในการควบคมจะใชบอรด raspberry pi 3 Model B ทเปนตวควบคมการทางาน โดย

ทางานอยบนระบบปฏบตการ Raspbian และใชภาษาโปรแกรมไพธอนเวอรชน 3.4 ใน

46

การควบคมการทางานของโปรแกรม โดยทบอรด raspberry pi 3 Model B มขอมลจาเพราะดงน

2.1 ซพย : Broadcom BCM2837 ARMv8 Quad-Core 1.2GHz 64-bit 2.2 แรม : LPDDR2 SDRAM 1GB @ 450MHz 2.3 จพย : VideoCore IV 3D Graphic Core 2.4 ม 4 พอรต USB 2.0 2.5 มชองใส Micro SD 1ชอง 2.6 พอรต HDMI 2.7 รองรบ 802.11 b/g/n Wirelesss Lan 2.8 รองรบ Bluetooth 4.1 2.9 รองรบ Windows 10 IoT

โดยในการควบคมรโมทคอลโทรลนนจะนาไลบารทมชอวา LIRC ซงยอมาจาก Linux Infrared Remote Control ซง เ ปนไลบารททา ใหเราสามารถรบและส งสญญาณ อนฟราเรดไดโดยทเราไมจาเปนตองรจกวาใชโปรโตคอลไหนในการรบสง อกทงยง สามารถปรบแตงคาทเราตองการสงไดอกดวยโดยไลบาร LIRC นนรองรบการทางาน รวมกบอปกรณไดมากถง 2500 รายการเลยทเดยว โดยเมอนาบอรด raspberry pi มา ใชและจะมการออกแบบวงจรดงรปท 3.26

รปท 3.26 แสดงภาพวงจรของกลองควบคมรโมท

47

3.8 การออกแบบอปกรณควบคมไฟฟา

1. รปแบบการทางานของอปกรณทใชเปนมอปกรณควบคมไฟฟา มลกษณะการทางานคอ ผใชสงมาจากระบบควบคมเชนเวบเบราวเซอร โดยแบบมรปแบบการทางานตามรปท 3.27

รปท 3.27 ลกษณะการทางานโดยรวมของอปกรณควบคมไฟฟา

2. การเตรยมอปกรณสาหรบอปกรณควบคมไฟฟาเพอใชเปนระบบเปดปดไฟฟา โดย

กลองควบคมไดอาศยบอรดอาดยโนในการประมวลผลการทางาน โดยกลองควบคมมการออกแบบวงจรภายในดงภาพท .28

รปท 3.28 แสดงภาพวงจรของกลองควบคมอปกรณควบคมไฟฟา

48

3.9 การออกแบบฐานขอมลทใชในระบบ

1. การออกแบบ ER Diagram เปนไปตามทแสดงไวในรปท .

รปท 3.29 แสดงภาพ ER Diagram

2. การแปลงแผนภาพ ER Diagram มาเทยบแปลงเปนเคารางฐานขอมลเชงสมพนธ

(Mapping ER-Diagram to Relations Schema) เปนไปตามทแสดงไวในรปท 3.30

49

รปท 3.30 แสดงภาพเคารางฐานขอมลเชงสมพนธ

3. พจนานกรมขอมล (Data Dictionary)

3.1 ตาราง AccessDevice เปนตารางเกบขอมลอปกรณสมารทโฟนทใชในการเปดปดประต ตามตารางท .

3.2 ตาราง device_found เปนตารางชวคราวสาหรบเกบอปกรณทตรวจพบในเครอขาย ตามตารางท .

3.3 ตาราง device_type เปนตารางทใชเกบประเภทของอปกรณ ตามตารางท . 3.4 ตาราง device_installed เปนตารางเกบอปกรณทถกลงทะเบยนไวในระบบ ตาม

ตารางท . 3.5 ตาราง device_values เปนตารางทใชเกบคาของอปกรณ ตามตารางท . 3.6 ตาราง IR_Remote_Default เปนตารางตงคารโมทพนฐานสาหรบอปกรณประเภท

ททาหนาทเปนรโมทคอนโทรล ตามตารางท . 3.7 ตาราง ON_OFF_Condition เปนตารางตงคาเงอนไขการเปดปดอปกรณตามเวลา

ทกาหนด ใชกบอปกรณเปดปดไฟฟา ตามตารางท . 3.8 ตาราง plan เปนตารางเกบภาพแผนผงของอาคาร ตามตารางท .

50

3.9 ตาราง request_command เกบคาสงทไดรบจากผใชงาน ตามตารางท . 3.10 ตาราง user เปนตารางทใชเกบผใชงาน ตามตารางท .

ตารางท 3.1 แสดงพจนานกรมขอมล AccessDevice

ตารางท 3.2 แสดงพจนานกรมขอมล device_found

ตารางท 3.3 แสดงพจนานกรมขอมล device_type

ลาดบ แอตทบว(Attribute)

ความหมาย(Descript ions)

ชนด/ขนาด(Type/Size)

ค ย (Key)

ขอก าหนด(Constraint)

1 idDevice รหสของอปกรณ VARCHAR(45) PK Not Null2 fkUser รหสเจาของอปกรณ VARCHAR(45) FK Not Null3 Password รหสผาน VARCHAR(45) Not Null4 Active สถานะเปดใชงาน VARCHAR(1) Not Null




ค ย (Key)


1 SerialNumber รหสของอปกรณ VARCHAR(14) PK Not Null2 FirmwareVersion รนของเฟรมแวร VARCHAR(2) Not Null3 IPAddress หมายเลขไอพ VARCHAR(15) Null4 OldCash คาแคชในฐานขอมล VARCHAR(4) Not Null5 NewCash คาแคชจากอปกรณ VARCHAR(4) Not Null6 LastFound เวลาทออนไลนลาสด DATETIME Not Null7 Online สถานะออนไลน VARCHAR(1) Not Null8 Install สถานะการตดตง VARCHAR(1) Null




ค ย (Key)

ขอกาหนด(Constraint)

1 id_type รหสประเภทอปกรณ INT(11) PK Not Null2 type_name ชอประเภทอปกรณ VARCHAR(45) Not Null3 type_detail รายละเอยดประเภท VARCHAR(45) Null

51

ตารางท 3.4 แสดงพจนานกรมขอมล device_installed

ตารางท 3.5 แสดงพจนานกรมขอมล device_values

ตารางท 3.6 แสดงพจนานกรมขอมล IR_Remote_Default




ค ย (Key)


1 SerialNumber รหสของอปกรณ VARCHAR(14) PK Not Null2 FirmwareVersion รนของเฟรมแวร VARCHAR(2) Not Null3 device_Name ชอของอปกรณ VARCHAR(45) Null4 Location_X ตาแหนงวางอปกรณ INT(11) Null5 Location_Y ตาแหนงวางอปกรณ INT(11) Null6 fk_id_type ประเภทของอปกณ INT(11) FK Not Null7 fk_idUser รหสผตดตงอปกรณ VARCHAR(12) FK Not Null8 fk_idPlan รหสแผนผงอาคาร INT(11) FK Null




ค ย (Key)


1 fk_SerialNumber รหสของอปกรณ VARCHAR(14) PK,FK Not Null2 Address รหสขอมล INT(11) Not Null3 value ขอมล INT(11) Not Null




ค ย (Key)


1 fkSerialNumber รหสของอปกรณ VARCHAR(14) PK,FK Not Null2 Brand ยหอของรโมท VARCHAR(45) Not Null3 Code รหสของรโมท VARCHAR(45) Not Null4 RemoteName ชอของรโมท VARCHAR(45) Not Null

52

ตารางท 3.7 แสดงพจนานกรมขอมล ON_OFF_Condition

ตารางท 3.8 แสดงพจนานกรมขอมล plan

ตารางท 3.9 แสดงพจนานกรมขอมล request_command




ค ย (Key)


1 idCondition รหสของเงอนไข INT PK Not Null2 fk_SerialNumber รหสของอปกรณ VARCHAR(14) Not Null3 Time เวลาทาเงอนไข TIME Not Null4 Action สถานะของเงอนไข VARCHAR(1) Not Null5 command ชดคาสง BLOB Not Null




ค ย (Key)


1 idPlan รหสแผนผง INT(11) PK Not Null2 PlanName ชอแผนผง VARCHAR(45) Not Null3 PlanDetail รายละเอยดแผนผง VARCHAR(45) Null4 planLayout รปของแผนผง MEDIUMBLOB Null5 fk_idUser รหสผสรางแผนผง VARCHAR(12) FK Not Null




ค ย (Key)


1 request_id รหสรองขอ INT(11) PK Not Null2 fk_SerialNumber รหสอปกรณ VARCHAR(14) Not Null3 command ชดคาสง BLOB Not Null4 request_Time เวลาทรองขอ DATETIME Not Null5 fk_idUser รหสผรองขอ VARCHAR(12) FK Not Null6 done สถานะการรองขอ VARCHAR(1) Not Null

53

ตารางท 3.10 แสดงพจนานกรมขอมล user

3.10 การออกแบบสวนควบคมผานเวบเพจดวยภาษา ASP.NET

สาหรบสวนทในในการควบคมนนในการทดลองไดพฒนาใหควบคมผานเวบแอพพลเคชนโดยใชเทคโนโลยเวบของ ASP.NET โดยใชภาษา C# ในการพฒนาโดยมสวนตางๆของเวบดงตอไปน

1. สวนของการยนยนตวบคคลเพอเขาใชระบบ (Login) ดงแสดงในรปท 3.31

รปท 3.31 แสดงภาพสวนของการยนยนตวบคคลเพอเขาใชระบบ

2. สวนของหนาหลก (Main) แสดงแผนผงของบานทไดทาการบนทกไวในระบบ

พรอมแสดงรายการอปกรณทถกลงทะเบยนในแผนผงนน ดงแสดงในรปท 3.32

รปท 3.32 แสดงภาพสวนของหนาหลก (Main) แสดงแผนผงของบาน




ค ย (Key)


1 idUser รหสผใช VARCHAR(12) PK Not Null2 password รหสผาน VARCHAR(12) Not Null3 Active สถานะผใช VARCHAR(1) Not Null

54

3. ในหนาหลกนนมสวนตางๆแยกออกมาเพอใหแสดงภาพไดชดเจนมสวนตางๆดงตอไปน

3.1 แสดงสวนของการเลอกแผนผงตามชนตางๆแสดงในรปท 3.33

รปท 3.33 แสดงสวนของการเลอกแผนผง

3.2 แสดงสวนของแผนผงพรอมตาแหนงของอปกรณทตดตงอยดงแสดงในรปท 3.34

รปท 3.34 แสดงสวนของแผนผงพรอมตาแหนง

3.3 แสดงสวนของรายการอปกรณทถกตดตงไวในแผนผงนนพรอมบอกสถานะ

ตางๆดงแสดงในรปท 3.35

รปท 3.35 แสดงสวนของรายการอปกรณทถกตดตงไวในแผนผง

55

3.4 สวนแสดงเมนตางๆเพอไปหนาการควบคมอนดงแสดงในรปท 3.6

รปท 3.36 สวนแสดงเมนตางๆ

4. สวนหนา Online แสดงผลอปกรณทถกคนพบในระบบนนโดยอปกรณตวไหนยง

ไมไดถกลงทะเบยนจะพบคาวา Install ปรากฏใหเหนดงแสดงในรปท 3.37 และเมอกดป ม Install จะเขาไปพบหนาตดตงอปกรณดงแสดงในรปท 3.38

รปท 3.37 แสดงผลอปกรณทถกคนพบในระบบ

รปท 3.38 แสดงหนาตดตงอปกรณ

5. สวนหนา Device แสดงผลอปกรณทถกตดตงในระบบเรยบรอยแลวพรอมแสดง

สถานะตางๆ ตามรปท 3.39 และจะมป ม Manage แสดงขนมาเพอเขาแกไขตาแหนงของอปกรณซงแสดงเหมอนรปท 3.38 กอนหนา

รปท 3.39 หนา Device แสดงผลอปกรณทถกตดตงในระบบ

56

6. สวนหนา Plan แสดงสวนจดการแผนผงตางๆดงแสดงในรปท 3.40 และจะมป ม Create plan เมอกดเขาไปจะเปนสวนกาหนดคาตางๆของแผนผงและการอพโหลดรปแผนผงดงแสดงในรปท 3.41

รปท 3.40 สวนหนา Plan แสดงสวนจดการแผนผงตางๆ

รปท 3.41 สวนกาหนดคาตางๆของแผนผง 7. สวนหนา Position แสดงสวนการจดการวางตาแหนงของอปกรณ ตามทตางๆใน

แผนผงโดยจะแสดงรายการอปกรณทางซาย และเลอกตาแหนงทจะวางทางขวาดงรปท 3.42

รปท 3.41 แสดงสวนการจดการวางตาแหนงของอปกรณ

57

บทท 4 การทดลองและผลการทดลอง

4.1 อปกรณทใชในการทดสอบ

4.1.1 เครองแมขาย โดยเครองแมขายมการตดตงซอฟตแวรตางๆดงน Microsoft Windows 10 .Net framework 4.5 Internet Information Services (IIS) MySQL เวอรชน 5.7

4.1.2 บอรด Arduino uno r3 และ NFC Shield V2.0 ทาหนาทเปนอปกรณเปดปดประต

4.1.3 บอรด Raspberry Pi 3 model B ทาหนาทเปนอปกรณควบคมรโมทคอนโทรล 4.1.4 สมารทโฟนยหอ Samsung รน galaxy a7 ทางานบนระบบปฎบตการแอน

ดรอยดเวอรชน 5.0.2 4.1.5 Jiankun Logic Analyzer รน LA1016 สาหรบตรวจสอบสญญาณของรโมท

4.2 เงอนไขและสภาวะในการทดลอง

4.2.1 อปกรณกลองควบคมทกตวสามารถสรางการสอสารกบเครองแมขายได 4.2.2 อปกรณกลองควบคมทกตวสามารถทาหนาทเปน WIFI Access Point ได 4.2.3 อปกรณกลองควบคมทกตวสามารถตงคา Access Point ไดจากอปกรณแอน

ดรอยดได 4.2.4 อปกรณกลองควบคมททาหนาทเปนตวเปดปดประตสามารถสอสารดวย

เทคโนโลย NFC กบอปกรณแอนดรอยดได 4.2.5 อปกรณกลองควบคมทกตวททาหนาทเปนรโมทควบคมสามารถสงคาสงผาน

อนฟราเรดเพอสงงานโทรทศนได

4.3 ทดสอบการเชอมตอเครองขายไวเลสแลนของอปกรณเปดปดประต ในอปกรณกลองควบคมนนถกออกแบบใหทางานบนเครอขายไวเลสแลนดงนนกอนท

จะสามารถทดลองอยางอนไดจาเปนตอนากลองอปกรณควบคมเชอมตอกบเครอขายไวเลสแลนใหไดเสยกอนโดยการตงคาตางๆ สามารถตงคาไดจากอปกรณแอนดรอยดซงมแอพพลเคชนททาหนาทตงคาอปกรณ ขนแรกจะทดสอบกบอปกรณควบคมการเปดปดประต ดงแสดงในรปท 4.1 โดยในขนแรกใหทางานใหโหมดตงคาในโหมดตงคาเพอใหตวอปกรณทาหนาทเปน Access Point เมอตงโหมดแลวโหมดแสดงขอมลออกดงรปท 4.2

58

รปท 4.1 แสดงภาพอปกรณควบคมการเปดปดประต

รปท 4.2 แสดงภาพวงจรการทางานใหโหมดตงคา

โดยในโหมดนอปกรณ ESP8266 จะแสดง CWMODE เปนคา 2 ซงเปนการทางานในโหมด Access Point และเตรยมตวตอบกลบการสอสารแบบ UDP ดวย IP address หมายเลข 192.168.4.2 เมอใชอปกรณแอนดรอยดสแกนหา AP จะพบ SSID ชอวา MSNE08 แสดงขนมาซงเปน SSID ทตวอปกรณเปดไวดงแสดงในรปท 4.3

รปท 4.3 แสดงภาพ SSID ทอปกรณเปดไว

59

เมอทาการเชอมตอแลวเราจะไดรบ IP address หมายเลข 192.168.4.2 มาจากนนทาการเปดโปรแกรมทใชในการตงคาซงเปนโปรแกรมทเขยนขนมาเพอใชในการตงคาการทางานโดยเฉพาะดงรปท 4.4

รปท 4.4 แสดงภาพแอพพลเคชนสาหรบการตงคาอปกรณ

โดยในการตงคามคามคาหลกๆททาการตงอยสามคาคอ SSID ของ Access Point ท

เราตองการไปเกาะ คา Password ของ Access Point นน และคา Server IP ซงเปน IP Address ของเครองแมขายทเราใช คา Server IP มไวเพอทาทรกเกอรอพเดทในกรณทมการเปลยนแปลงคาทตวอปกรณโดยผใช

เมอเราตองการตรวจสอบวามคาทถกตงไวในตวอปกรณมคาเปนอยางไรเราสามารถเรยกดโดยกดป ม GET ตามหวขอตางๆ ไดเลย เชนเดยวกน เราสามารถตงคาไดโดยการกดป ม SET ตามหวขอตางๆไดเชนกน ดงรปท 4.5 เปนเรยกดคาและเปลยนคาในตวอปกรณ

รปท 4.5 แสดงภาพการตงคาอปกรณและการเรยกดคาในอปกรณ

60

4.4 ทดสอบการเชอมตอระหวางอปกรณกลองควบคมการเปดปดประตและเครองแมขาย

หลงจากทาการตงคาการเชอมตอแลวขนตอนตอไปจะเปนการเชอมตออปกรณกบเครองแมขายโดยใหปรบอปกรณกลองควบคมไปยงโหมดทางานเพอใหตวอปกรณทาการเชอมตอกบ Access Point หลกททางานบนเครอขาย โดยเมอปรบการทางานมาทโหมดทางานแลวอปกรณจะแสดงผลดงรปท 4.46

รปท 4.6 แสดงภาพวงจรการทางานใหโหมดทางาน

ในโหมดทางาน จะแสดง CWMODE เปนคา 2 ซงเปนโหมด Client ซงตวอปกรณจะวง

ไปเกาะ Access Point ทไดตงคาไวในโหมดน ตวอปกรณจะพรอมรบคาสงจากเครองแมขาย ตอจากนนทาการเปดโปรแกรมในเครองแมขายเพอใหเครองแมขายทาการคนหาอปกรณทอยในวงแลนเดยวกบตวเองวามอะไรบาง ซงแสดงในรปท 4.7

รปท 4.7 แสดงภาพโปรแกรมควบคมคนพบอปรณ

61

จะเหนวาโปรแกรมควบคมนนคนพบอปกรณหนงตวทอยบนเครอขาย ซงเปนอปกรณเปดปดประตนนเอง โดยมคาตางๆทไดรบมาเชน คา SerialNumber ซงบอกหมายเลขของอปกรณ คา FirmwareVersion ซงบอกเวอรชนของอปกรณ คา IPAddress บอกคาหมายเลข IP ของอปกรณทใชอย คา NewCash ซงเปนคาบอกสถานะของอปกรณ LastFound เปนเวลาทพบคนพบลาสดซงใชในการคานวนเวลาทอปกรณไมตดตอกลบมาเพอบงบอกวาอปกรณไดหายไปแลว ในตอนนอปกรณควบคมการเปดปดประตไดตดตอกบเครองแมขายไดแลว 4.5 ทดสอบการสงผานขอมลจากอปกรณแอนดรอยดเขาอปกรณดวยเทคโนโลย NFC ทดสอบโดยการใหอปกรณควบคมอยในโหมดทางานและทาการกดป มเพอเปดใชงานฟงชน NFC โดยเมอกดแลวอปกรณจะทาการเปดโหมดการสอสารแบบ P2P เพอรอรบการเชอมตอกบอปกรณอน ซงตอนนใหนาเอาอปกรณแอนดรอยดททาการตดตงแอพพลเคชนไวตามแสดงในรปท 4.8

รปท 4.8 แสดงภาพโปรแกรมสาหรบใสรหสผานประต

มาวางทาบลงบนตวเสาอากาศของอปกรณ ทงสองกจะทาการเชอมตอกนทนท และบนอปกรณแอนดรอยดนนกจะขนความวา “แตะเพอบม” ดงรปท 4.9

62

รปท 4.9 แสดงภาพโปรแกรมแสดง “แตะเพอบม” เพอสงขอมล

หลงจากทาการสมผสหนาจอขณะแสดงขอความ อปกรณทงสองจะทาการแลกเปลยนขอมลกนโดยอปกรณแอนดรอยดจะสงหมายเลขเครองพรอมกบรหสปลดลอกทผใชงานพมพเขามาไปใหอปกรณดงแสดงในภาพท 4.10

รปท 4.10 แสดงภาพโปรแกรมผลการสงขอมลผาน NFC

4.6 ทดสอบการสงผานขอมลจากเวบแอพพลเคชนเขาอปกรณเปดปดประต ทาการเขาเวบแอพพลเคชนในสวนของอปกรณเปดปดประตดงรปท 4.11 ทาการกดป ม ON จะสงคาสงไปยงตวอปกรณและแสดงผลดงรปท 4.12

รปท 4.11 แสดงภาพเวบแอพพลเคชนในสวนของอปกรณเปดปดประต

63

รปท 4.12 แสดงภาพอปกรณเปดปดประตไดรบคาสง

4.7 ทดสอบการเชอมตอเครองขายไวเลสแลนของอปกรณร โมท เชนเดยวกนกบการเชอมตออปกรณททาหนาทเปดปดประต แตการทางานของทงสองอปกรณนนมการทางานทแตกตางกนแตไดผลออกมาเหมอนกน เพราะทงสองอปกรณทางานกบบอรดทดลองทตางกนโดยในอปกรณควบคมการเปดปดประตทางานกบบอรดทดลอง Arduino แ ต ใ น อปกรณ ค วบค ม รโ มทท า ง านบนบอรด ทดลอ ง Raspbery Pi 3 ซ ง มระบบปฏบตการทแตกตางกนโดย Raspbery Pi 3 จะทางานบนระบบปฏบตการ Raspbian และจะใชภาษา Python ในการเขยนโปรแกรมควบคมดงรปท 4.13

รปท 4.13 แสดงภาพอปกรณควบคมรโมท

เรมตนดวยการสงใหทาบอรดทางานในโหมดตงคา และเมอบอรดไดเขาสโหมดตงคาแลว ตวบอรดจะไปแกไขคอนฟกใน ไฟล /etc/network/interface เพอตง IP Address ใหมและทาการเรมทาตวเองเปน Access Point ดงรปท 4.14

64

รปท 4.14 แสดงภาพอปกรณการ Accress Point

เมอทาการสแกนหา AP กจะเหน SSID ชอ My_AP ซงเปนของตวอปกรณไดเปดไว ดงแสดงในรป 4.15 ดงนนเราจงสามารถแอพพลเคชนตงคาอปกรณได

รปท 4.15 แสดงภาพรายการ SSID

4.8 ทดสอบการการทางานของอปกรณรโมท ทดสอบการสงการอปกรณรโมทโดยการทดสอบสญญาณวามรปแบบของสญญาณเปนอยางไรโดยการใชอปกรณสาหรบจบสญญาณอยาง Logic Analyzer ในรปท 4.16 มาจบเพอใหมองเหนลกษณะของสญญาณทวงออก

รปท 4.16 แสดงภาพ Logic Analyzer

65

ทาการตอตว Logic Analyzer เขากบอปกรณรโมทเพอจะจะจบสญญาตามภาพท 4.17

รปท 4.17 แสดงภาพการตอ Logic Analyzer เขากบบอรดทดลอง

การนนทาการทดลองสงคาสง KEY_OK ซงมคาทจะสงทบรรจอยในไฟล irlcde.conf เทากบ 0xbb44 และเพอตรวจสอบวาคาทไดจะตรงกนหรอไม โดยคาสงทใชมดงรปท 4.18

รปท 4.18 แสดงภาพคาสงสรางสญญาณอนฟราเรด

และเมอสงขอมลออกไปแลวจะไดรปแบบสญญาณโดยภาพรวมจะเปนดงรปท 4.19 และเมอทาการขยายดเพอดความถทถกใชในการสงจะไดความถท 37.88 KHz ดงภาพท 4.20

รปท 4.19 แสดงภาพสญญาณโดยรวม

รปท 4.20 แสดงภาพความถ

เมอมองจากรปแบบการสงและดจากคาสงเรมตน ทใชเวลาชวงแรกประมาณ 9 ms และชวงท 2 อก 4.5 ms ดงรปท 4.21 จงตความวาเปนการสงแบบ NEC Protocol

รปท 4.21 แสดงภาพแสดงจดเรมของ NEC Protocol

66

4.9 ทดสอบการการทางานของอปกรณรโมทผานเวบแอพพลเคชน

ทาการเขาเวบแอพพลเคชนในสวนของอปกรณรโมทดงรปท 4.22 เลอกคาสงทตองการสงคาสงไปยงตวอปกรณผลของการสงแสดงดงรปท 4.19

รปท 4.22 แสดงภาพสวนควบคมของอปกรณรโมท

67

บทท 5 สรปผลการดาเนนงาน

5.1 สรปผลการดาเนนงาน

ในออกแบบและพฒนาระบบควบคมอปกรณไฟฟาผานระบบเครอขายเนตเวรค

วตถประสงคหลกคอเพอใหเราสามารถทจะควบคมอปกรณไฟฟาตางๆทมอยภายในบานไดสะดวกและรวดเรวขนอกทงยงสามารถเพมความสามารถในการแขงขนในตลาดอตหกรรมได หากเรานาเอาระบบไปประยกตใชงาน เชนการตงเวลาอตโนมตหรอการควบคมจากสถานทไกลๆ เราสามารถตรวจสอบชวโมงการทางาน ตรวจสอบคาตางๆไดเพอนาไปวเคราะหและปรบปรงประสทธภาพ อกทงยงสามารถเพมประสทธภาพในการรกษาความปลอดภยไดหากนาไปประยกตใชกบระบบกลอง ระบบเตอนไฟไหม ระบบเตอนแกส เปนตน

ในการทางานของตวระบบถกวาทางานคอนขางนาพอใจ เพราะอปกรณใชระบบ

ไวเลสแลนทงหมดทาใหไมจาเปนตองเดนสายสญญาณ ทาใหงายตอการอพเกรดระบบเดมขนมา แตขอเสยอยางทหนงทมองเหนคอยงไงกตองเดนสายไฟฟาเพอเลยงตวอปกรณ ในขอเสยอยางทสองคอเมอใชเครอขายไวเลสเนตเวรคในการทางาน ดงนนสญญาณไวเลสจะตองครอบคมทวพนทการทางานซงอาจจะตองใชเงนทนในการทา ขอเสยอยางทสามคอในอปกรณประเภทควบคมการเปดปดประตทใชเทคโนโลย NFC ตอนนใชระบบ P2P ซงเมอใชงานกบระบบปฏบตการแอนดรอยดแลว เมอเรานาทงสองมาใกลกนจะตองแตะหนาจอกอนเพอสงขอมลซงไมสะดวก ขอเสยอยางทสคอในเครองแมขายทปจจบนทางานบนระบบปฏบตการ Windows ซงระบบปฏบตการทเสยเงนอกทงการใชงาน ขอเสยอยางทหาคอในอปกรณททาหนาทเปนรโมทคอนโทรนซงเปนบอรดทดลอง Raspberry Pi ซงมราคาคอนขางแพงเมอเทยบกบประโยชนทไดแลว

โดยสรปโดยรวมแลวปญหาสวนใหญเกดกบตวบอรดทดลองซงราคาและขนาดของตว

อปกรณอาจจะยงดไมเหมาะสมกบประโยชนทไดรบ แตภาพรวมของระบบททางานนนทางานไดตามวตถประสงคและเปาหมายทไดวางไวนนคอการควบคมอปกรณตางๆจากหนาจออปกรณพกพาตางๆ ซงในปจจบนถอเปนสงตดตวสาหรบทกคนไปเสยแลว

68

5.2 ปญหาทเกดและแนวทางการแกไข

5.2.1 ตองพตนาแอพพลเคชนทสามารถสอสารไดโดยตรงกบเครองแมขายเพอทจะไมจาเปนตองเขาจากเวบเบราวเซอรแคทางเดยว เปนการเพมชองทางการควบคมระบบไปในตว อกทงยงเพมตวเลอกใหผใชไดใชงานตามทตองการได

5.2.2 เปลยนระบบปฏบตการบนเครองแมขายใหทางานบนระบบทเปนฟรอยางเชน Linux และเปลยนภาษาทใชพฒนาเวบเปนภาษาอนเชน PHP และเปลยนภาษาทใชพฒนาโปรแกรมควบคมเปนภาษาอนเชนภาษา Java หรอภาษา Python เปนตน เพอลดภาระคาใชจายดานลขสทธซอฟแวร

5.2.3 ในอปกรณเปดปดประตจากเดมทใชแบบ P2P กเปลยนมาใชงานแบบ Card emulation mode แทนเพอทจะสามารถแตะแลวประมวลผลไดเลยโดยไมตองสมผสหนาจออกเพอเพมควมสะดวกในการใชงาน

5.2.4 เปลยนอปกรณควบคมรโมทจากใชบอรด Raspberry Pi มาเปนการใชงานเปนแบบไมโครคอนโทรลเลอรเพอลดคาใชจาย อกทงยงสามารถออกแบบเพอยอขนาดใหเลกลงไดอก

5.2.5 พฒนาวงจรเชอมตอกบวงจรไฟฟากาลง เพอใหสามารถรองรบภาระโหลดไดสงเพอหลกเลยงปญาหาดานไฟใหม

5.3 ขอเสนอแนะ

ในการทาสารนพนธนไดเนนหนกไปทางดานจะทาอยางไรจงจะสามารถควบคมอปกรณไฟฟาตางๆได โดยผานระบบเครอขายเนตเวรค และไดมองหาอปกรณทเบองตนทควรมบางตวเขามาเพอศกษาและออกแลวการกระบวนการทางานของระบบเพอใหเหนผลการทดลองออกมาจรง ซงสงตางตางนนสามารถทจะนาไปดดแปลงและพฒนาใหมรปแบบและประสทธภาพการทางานทดขน ไมวาจะเปนดานความเรว ดานความปลอดภย ขนาดของอปกรณ และราคาของอปกรณ เพอตอบสนองกลมผใชงานใหมากทสด

69

เอกสารอางอง [1] Architecture & Development of NFC Applications ,http://www.slideshare.net/ contactsarbjeet/architecture-development-of-nfc-applications [2] ผศ.ดร.นภทร สระเอยม, ผศ.ดร.ธเนศ พฒนธาดาพงษ , ทศทางและแนวโนมการใชงาน เทคโนโลย Near Field Communication (NFC) ในประเทศไทย, http://161.246.18.199 /telecom/download-document/nfc.html [3] Don Coleman, Brian Jepson, Beginning NFC: Near Field Communication with Arduino, Android, and PhoneGap [4] Android versions comparison, http://socialcompare.com/en/comparison/android-versions-comparison [5] Android Architecture, http://atiqurrehman.com/android-architecture/ [6] Build System Overview, http://developer.android.com/sdk/installing/studio-build.html [7] Activity, http://developer.android.com/reference/android/app/Activity.html [8] Activity Lifetimes, http://www.techotopia.com/index.php/Handling_Android_ Activity_ State_Changes_in_Android_Studio [9] How NFC Tags are Dispatched to Applications, http://developer.android.com/guide/ topics/connectivity/nfc/nfc.html [10] บทความ Arduino คออะไร? , http://www.thaieasyelec.com/article-wiki/basic- electronics/ [11] Technical specs, https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno [12] Summary Table, http://www.esp8266.com/wiki/doku.php?id=esp8266-module-family [13] SB-Projects, http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/ [14] Philips RC-5 Protocol, http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/rc5.php [15] Sony SIRC Protocol, http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/sirc.php [16] Philips RECS-80 Protocol, http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/recs80.php [17] NEC Protocol, http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/nec.php [18] วชญศทธ เมาระพงษ, บทความ NFC เทคโนโลยการเชอมตออปกรณไรสายแหงอนาคตhttp://www.tpa.or.th/tpanews/upload/mag_content/71/ContentFile1355.pdf [19] Near Field Communication, http://developer.android.com/guide/topics/connectivity/ nfc/index.html [20] พรอมเลศ หลอวจตร, คมอเขยนแอพ Android ดวย Android Studio [21] NFC Shield V2.0, http://www.seeedstudio.com/wiki/NFC_Shield_V2.0 [22] What is LIRC? , http://www.lirc.org/

70

เอกสารอางอง (ตอ) [23] John Fenske, Role Of Bluetooth Smart And NFC In Access Control, http://us.sourcesecurity.com/news/articles/co-823-ga.15189.html

71

ผนวก ก ค ม อตดตงระบบ

72

1. ขนตอนการตดตง IIS บนเครองแมขาย

1.1 เขาส Control Panel และเลอก Programs ตามรปท ก-1

รปท ก-1 แสดงภาพ Control Panel

1.2 เลอกเมน Turn Windows features on or off ตามรปท ก-2

รปท ก-2 แสดงภาพ Turn Windows features on or off

1.3 เลอกเมน Internet Information Service จากนนคลกป ม OK ตามรปท ก-3

73

รปท ก-3 แสดงภาพ Internet Information Service

1.4 รอจนการตดตงเสรจสน แลวทดลองเขาเวบโดยพมพ http://127.0.0.1 ในเวบเบราวเซอรเพอทดสอบการทางาน หากการตดตงสมบรณจะปรากฏดงภาพท ก-4

รปท ก-4 แสดงภาพเวบไซตพนฐานของ IIS

74

2. ขนตอนการตดตง MySQL บนเครองแมขาย 2.1 เขาดาวโหลด MySQL จากเวบไซต https://dev.mysql.com/downloads/mysql/ และ

เลอกดาวโหลดดงภาพท ก-5

รปท ก-5 แสดงภาพดาวโหลด MySQL

2.2 เปดโปรแกรมตดตงโดยการดบเบลคลกไอคอลทดาวโหลดมา หลงจากนนโปรแกรมจะ

ทาการเตรยมทรพยากรใหรอ จนกวาจะปรากฏดงภาพท ก-6 หลงจากนนใหคลกตรงคาวา I accept the license terms และกดป ม Next

รปท ก-6 แสดงภาพการตดตง MySQL (1)

2.3 เลอก Developer Default เพอตดตงโปรแกรมตางๆทจาเปนตอนกพฒนา หลงจากนนกดป ม Next ดงรปท ก-7

75


2.4 จากนนจากแสดงหนาตางโปรแกรมตางๆ ทจะตดตงลงเครอง ใหเรากดทป ม Execute เพอทาการเรมการตดตง ดงรปท ก-8


76

2.5 เมอทาการตดตงเสรจสนทกโปรแกรมในจะขนเปน Complete หลงจากนนใหกด Next เพอไปสขนตอนตอไป ดงรปท ก-9


2.6 ตอไปเปนการเลอกชนดการตดตงใหเลอก Config Type เปน Development Machine เลอกการเชอมตอเปน TCP/IP และใช Port number เปน 3306 ดงรปท ก-9 หลงจากนนใหกด Next


77

2.7 ทาการตง Password สาหรบ Root ใหตงตามใจชอบ หลงจากนนกด Next หากตองการสราง User ใหมสามารถตงไดเลยจากหนาน ดงแสดงในรปท ก-10


2.8 ตงชอ Service ทใชบนเครอง Windows ในทนใชเปน MySQL57 ดงรปท ก-11


78

2.9 หลงจากนนใหกด Execute เปนการเสรจสนการตดตง MySQL ดงรปท ก-12


3. ขนตอนการตดตงโปรแกรม Arduino IDE และการตดตง ไลบารสาหรบ NFC Shield V2.0 3.1 สามารถดาวโหลดซอฟตแวร Arduino IDE ไดจาก http://www.arduino.org/software

ซงในเอกสารฉบบนใชเวอรชน 1.7.7 3.2 หลงจากเปดโปรแกรมตดตงแลวโปรแกรมจะใหยนยนการรบรเรองลขสทธ ใหเรากดป ม

I Agree เพอยอมรบตามรท ก-13

รปท ก-13 แสดงภาพการตดตง Arduino IDE (1)

79

3.3 จะเขาสหนาตางเพอเลอกชดโปรแกรมทจะตดตงลงเครองใหเลอกทงหมดและกดป ม Next ตามรปท ก-14


3.4 เลอกตาแหนงทเกบของตวโปรแกรมในทนเลอกเปน C:\Program Files (x86)\Arduino และกดป ม Install ตามรปท ก-15


3.5 โปรแกรมจะทาการตดตงชด Driver ใหกด Install ตามรปท ก-16


80

3.6 โปรแกรมจะใหตดตงชดโปรแกรม Driver ของ Atmel ใหกด Install ตามรปท ก-17


3.7 ทาการตดตง PN532 library เพอใชงานกบ NFC Shield V2.0 โดยเขาไปดาวโหลดไลบารท https://github.com/Seeed-Studio/PN532 และเลอก Download ZIP ตามรปท ก-18


3.8 ทาการแตกไฟล ZIP ออกและ ทาการกอปปโฟลเดอร PN532, PN532_HSU, PN532_SPI, และ PN532_I2C ไปไวใน ไลบารโฟลเดอร ของ Arduino IDE ทอยใน C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries

3.9 ทาการตดตง Don's NDEF library เพอใชงานกบ NFC Shield V2.0 โดยเขาไปดาวโหลดไลบารท https://github.com/don/NDEF และเลอก Download ZIP

3.10 ทาการแตกไฟล และทาการเปลยนชอ NDEF-master เปน NDEF แลวนาไปใสไวใน ไลบารโฟลเดอร ของ Arduino IDE ใน C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries

81

3.11 เมอทาเสรจแลวใหเปดโปรแกรม Arduino IDE ขนมาจะตองเหน NDEF กบ PN532 ในหวขอ Examples ดงทแสดงในรป ก-19


4. ขนตอนการตดตงระบบปฏบตการ RASPBIAN บนบอรด Raspberry Pi 4.1 ดาวโหลด image ไฟลของระบบปฏบตการ Raspbian ไดจาก เวบไชตทางการของ

Raspberry Pi ท https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ 4.2 ดาวโหลดโปรแกรม เครองมอ Win32DiskImager ซงไวชในการเขยน image ลงใน SD

การด ไดจากเวบไชตhttp://sourceforge.net/projects/win32diskimager/ 4.3 ทาการตดตงโปรแกรม Win32DiskImager และเปดโปรแกรมโดยคลกขวาทไอคอลและ

เลอกทางานแบบ Run as administrator 4.4 เลอก image ไฟลของระบบปฏบตการ Raspbian และเลอกไดรฟทเปนทอยของ SD

การดทเราตองการเขยน และกดป ม Write ดงแสดงในรปท ก-20

รปท ก-20 แสดงภาพการตดตงระบบปฏบตการ RASPBIAN (1)

82

4.5 ทาการอพเดทระบบปฏบตการใหทนสมย โดยใชคาสง ทกคาสงตองใชสทธ root โดย

ทาหนาคาสงดวย sudo - sudo apt-get update - sudo apt-get upgrade - sudo apt-get dist-upgrade

4.6 ทาการตดตง X11 VNC เพอใชรโมทเขาเครอง Raspberry pi โดยใชคาสง - sudo apt-get install x11vnc

4.7 ตองคาพาสเวรดของ VNC โดยใชคาสง - sudo x11vnc –storepasswd

4.8 สรางไฟลคอนฟกของ VNC โดยใชคาสง - sudo mkdir /home/pi/.config/autostart - sudo nano /home/pi/.config/autostart/x11vnc.desktop - ใสคาตางๆ ดงรปท ก-21


4.9 ตงคาให VNC แสดงภาพเดยวกบบนหนาจอขนาด 1280x768 โดยใชคาสง - sudo nano /boot/config.txt - แกคาตางๆ ดงน - hdmi_force_hotplug=1 - hdmi_group = 2 - hdmi_mode = 16

4.10 เมอตงคาหมดแลวใหทดสอบการทางานโดยทดสอบรโมทจากเครองวนโดวดวยโปรแกรม VNC viewer ดงรปภาพท ก-22 กจะสามารถรโมทเขาเครอง Raspberry pi ไดโดยใชเซคชนเดยวกบหนาจอ

83


5. ขนตอนการตดตงไลบาร LIRC บนบอรด Raspberry Pi สาหรบรโมท 5.1 ตดตง LIRC ไลบารลงบนเครองดวยคาสง

- sudo apt-get install lirc 5.2 แกไขไฟลใน /etc/modules เพมคาสงดานลางลงตอจากบรรทดสดทาย

- sudo /etc/modules - เพม lirc_dev - เพม lirc_rpi gpio_in_pin=23 gpio_out_pin=22

5.3 แกไขไฟลใน /etc/lirc/hardware.conf ใหเปนไปตามรป ก-23

รปท ก-23 แสดงภาพการการตดตงไลบาร LIRC (1)

84

5.4 ทดสอบการทางานโดยการ stop และ start ดวยคาสง และผลทไดจะเปนดงรป ก-24 - sudo /etc/init.d/lirc stop - sudo /etc/init.d/lirc start

รปท ก-23 แสดงภาพการการตดตงไลบาร LIRC (2)

5.5 แกไขไฟล /boot/config.txt โดยเพมคาสงดานลาง ตอทายไฟล - dtoverlay=lirc-rpi,gpio_in_pin=23,gpio_out_pin=22

5.6 สงรบตระบบ ดวย sudo reboot 5.7 สงสรางไฟล lircd.conf ไปเกบไวใน /etc/lirc/lircd.conf โดยขอมลของไฟลซงเปนขอมล

ของรโมทรนตางๆสามารถดาวโหลดไดท http://www.lirc.org/ 6. ขนตอนการทา Raspberry Pi สาหรบเปน WiFi access point

6.1 ตดตง hostap โดยรนคาสงตอไปน - sudo apt-get install hostapd isc-dhcp-server

6.2 ตงคา DHCP เซฟเวอรโดยรนคาสงตอไปน - sudo nano /etc/dhcp/dhcpd.conf

6.3 มองหาขอความดงรปท ก-24 และใสเครองหมาย # ไวดานหนา

รปท ก-24 แสดงภาพการทา Raspberry Pi สาหรบเปน WiFi access point (1)

6.4 มองหาขอความดงรปท ก-25 และลบเครองหมาย # ดานหนา authoritative ออก


6.5 เพมคาสงในรปท ก-26 ไวดานลางสดของไฟล

85


6.6 สรางไฟลใหมชอวาโดยใชคาสง sudo nano /etc/hostapd/hostapd.conf และใสคาตางๆดงรปท ก-27


6.7 ทดสอบการทางานโดยใชคาสง sudo /usr/sbin/hostapd /etc/hostapd/hostapd.conf จะพบ SSID แสดงขนดงภาพท ก-28


vwhpv yld wkh lqwhuqhw qhwzrun¸£ะบบควบคุม... · ¦³ ª »¤°» ¦ rÅ¢¢oµ...

Documents